10kV SF₆ Gaz yalıtımlı ortak tank halka ana biriminde (Avrupa stili) kablo bağlantıları için sorunlar ve önlemler

10kV SF₆ Gaz yalıtımlı ortak tank Halka Anahtarı (Avrupa Stili) Kablo Bağlantıları İçin Sorunlar ve Karşı Çözümler​

Şehir dağıtım ağlarında kablo hatlarının yaygın kullanımıyla birlikte, 10kV SF₆ gaz yalıtımlı ortak tank Halka Anahtarı (RMU) (Avrupa stili), tam yalıtım, kapalı yapı, bakım gerektirmemesi, kompakt boyutu ve esnek kurulum özellikleri nedeniyle ağ düğümleri olarak yaygın olarak benimsenmiştir. Bu Avrupa stilindeki SF₆ ortak tank RMU'lar, nemli, tuzlu sisli ortamlara sahip kıyı bölgelerine uygun olup, yüksek işletim güvenilirliği sunar.

Son zamanlarda RMU'ların operasyonel arızaları, çoğunlukla RMU sapları ile 10kV kablo bağlantı noktalarında meydana gelen sorunlardan kaynaklandığı belirlenmiştir. Özellikle büyük akım ve büyük kesit kablolara sahip iç ve dış RMU'lar için bu durum geçerlidir. Arıza olduğunda, tüm RMU devre dışı bırakılmalı ve değiştirilmeli, ayrıca kablo T-vücut bağlayıcısı yeniden kurulmalıdır. Bu, güç sağlamanın güvenilirliğini önemli ölçüde etkileyerek ciddi ekonomik kayıplara yol açar.

RMU sapları ile 10kV kablo arasındaki bağlantı, kritik bir operasyonel zayıf noktadır. Bu makale, mevcut sorunları analiz ederek karşı çözümler önermektedir.

​1. Ortak Tank RMU'lar ve Üç Çekirdekli Kablo Bağlantılarındaki Sorunlar​

Şu anda, 10kV SF₆ ortak tank RMU'lar (Avrupa stili) ve onlarınla ilişkili kablo T-vücut bağlayıcıları çoğunlukla Avrupa markalarındandır. Bunlar, tek çekirdekli kablolara daha uygun olarak tasarlanmıştır. Tek çekirdekli kablolardan daha kolay sabitlenir ve kurulur, saplara tork uygulamaz, terminal ve sap arasında iyi bir temas sağlar ve termal arızalar riskini azaltır. Buna karşılık, üç çekirdekli kablolardan oluşan kurulum çok daha karmaşık olup, tek çekirdekli kurumlarda bulunmayan birçok soruna yol açar:

1. ​Üç çekirdekli kablo sabitleme noktası dış örtüdür:​​ Bireysel fazlar bağımsız olarak sabitlenemez. Bağlantıdan sonra bile, kablo kendi ağırlığı veya dış kuvvetler nedeniyle sap bölümlerine tork uygulayabilir.
2. ​Faz sıralaması hizalaması tork gerektirir:​​ Üç çekirdekli kablonun kurulumu sırasında, faz sıralamasının hizalanması genellikle sabitlemeden önce tork uygulanmasını gerektirir. Kurulumdan sonra, bu bükümün içten geri dönüş torkunu oluşturarak saplara etki eder.
3. ​Sınırlı kablo odası yüksekliği:​​ RMU'ların (tek çekirdekli kablolar için tasarlanmış) kompakt kablo odası yüksekliği, her bireysel kablo çekirdeği fazının kullanılabilir uzunluğunu kısıtlar.
4. ​Sonlandırma sonrası sınırlı ayar:​​ Kablo lug'u sıkıştırıldıktan sonra, kurulum uzunluğu sabittir. Kısa bireysel çekirdek uzunlukları (uzay kısıtlamaları nedeniyle) eğilmesi zordur, bu nedenle T-vücut bağlayıcısını yerleştirirken aşırı itme, çekme veya kaldırmaya ihtiyaç duyulabilir. Bu, sapların hasar görmesine veya kötü temas sağlamasına yol açabilir.

​2. Karşı Çözümler​

Yukarıdaki sorunlara yönelik karşı çözümler, RMU'nun kendisi, T-vücut bağlayıcıları, kurulum uygulamaları ve RMU'nun inşaat temeli konularında uygulanabilir.

​2.1 Halka Anahtarı (RMU)​​

2.1.1 ​Kablo Odası Yüksekliğini Yeterince Artırın:​​
SF₆ ortak tank RMU kablo odaları genellikle küçüktür (yaklaşık H: 600mm, W: 350mm). Bu, tek çekirdekli kablolara iyi uyar ancak T-vücut bağlayıcılarının, özellikle büyük kesit kablolara (240mm² veya 300mm²) olan üç çekirdekli kablolarda kurulumunu zorlaştırır. T-vücut bağlayıcısının üçlü tüpü de alana ihtiyaç duyar, sadece yaklaşık 400mm kablo çekirdekleri için kalır. Büyük kesit çekirdekleri sert olup, alan kısıtlamalarıyla birlikte, doğru T-vücut konumlandırmasını zorlaştırır.

• ​Çözüm:​​ Ortak tank RMU'lar standartlaştırılmış olsa da, kurulum yüksekliği uzatma tabanı kullanılarak artırılabilir. Kamera yüksekliğini yaklaşık 800mm'ye yükselterek ve kablo clamp'ın yüksek gerilim sap merkez noktasından dikey mesafesinin ≥750mm olmasını sağlayarak, çekirdek uzunlukları yaklaşık 600mm olur. Bu, doğru T-vücut kurulumunu kolaylaştırır. Temel olarak, uzatma tabanı, üç çekirdekli kablo bölündükten sonra ayrılmış tek faz çekirdeğini uzatır, bu da tek çekirdekli kablolara benzer bir bağlantı sağlar.
• ​Avantajlar:​​ (1) Saplara uygulanan torku önemli ölçüde azaltır; (2) Kurulum toleransını artırır, kuvvet gereksinimini minimize eder; gaz sızıntısı riskini azaltır; (3) Lug ve strese koni konumlandırmayı kolaylaştırır.

2.1.2 ​RMU Seçimi Sırasında Sap İletkenliğini Dikkate Alın:​​
Standart 630A RMU'lar genellikle dış çapı 25mm olan bir bakır tüp ve M16 vidalar için iç delikli (iletken alan ~289.6mm²) vidalı saplara sahiptir. Gerçek temas alanı genellikle uygunluk toleransları nedeniyle daha küçüktür. Paslanmaz çelik vidalar ( yumuşak bakır nedeniyle) kullanıldığında, iletkenlik sadece bu uçta sağlanır. Kapalı yalıtım içinde ısı verimi zayıftır. Yüksek akım (>400A) altında lug-sap teması zayıf ise, termal arızalar oluşur.

• ​Çözüm:​​ 240mm² veya 300mm² kabloyu >400A'lık akım ile taşıyan RMU'lar için, iletken sap çapı Ø 32mm olan 800A dereceli saplara sahip modeller seçilerek termal arıza riski azaltılabilmektedir.

2.1.3 ​RMU Sap Sıcaklığını İzleme Konusundaki Geliştirme:​​
Kapalı ortak tank RMU'lar açılamaz. Standart kızılötesi termografi, bağlantı sıcaklıklarını ölçemez. Denetim açıklıkları IP derecesini bozar.

• ​Çözüm:​​
• Düzenli denetimler: Kablo odası ön panelinin sıcaklığını elle hissederek T-vücut ısınmasını tespit edin.
• Kritik üniteler: İlk yüksek akım işleminden sonra düzenli olarak devre dışı bırakarak bağlantıların ısınma işaretlerini kontrol edin.
• ​En İyi Uygulama (Teknoloji):​​ RMU saplarına veya T-vücut bağlayıcılarına doğrudan sıcaklık sensörleri takarak gerçek zamanlı sıcaklık izlemesi yapın.

​2.2 Kablo T-Vücut Bağlayıcı​

2.2.1 ​İletken Bileşenlerin Kalitesini Sağlayın:​​
Paslanmaz çelik vidaların kullanılması, iletkenliğin sadece uçtan sağlanması nedeniyle, lug yapısı/malzeme kalitesi üzerindeki talepler artar. Yaygın bulunan sorunlar:

Lug temas yüzeyi çok dar/ delik çok büyük → temas alanı azalır.

Lug malzemesi düşük kalite, plakalama eşit değildir.

Lug deliği konisi ve çift uçlu vidanın uyumsuzluğu → lug sapla düzgün temas sağlayamaz → iletkenlik sadece vidadan sağlanır.

Bakır şayet çok ince/küçük → paralel lug-sap temasını sağlayamaz.

Tüm bu durumlar, akım kapasitesini azaltır ve termal arıza riskini artırır.

• ​Çözüm:​​ T-vücut bağlayıcının iletken bileşenlerini net bir şekilde belirtin:
• Lug temas yüzey genişliği: 25mm veya 32mm (sap iletken alanına uyun).
• Lug malzemesi: T2 bakır (>99.9% Cu, elektrolitik, dökme, sertleştirilmiş). Kalay veya gümüş kaplama.
• Şayet: Geniş yüzey, ≥3mm kalınlıkta, iyi basınç temasını sağlar.

2.2.2 ​Kurulumu Kolaylaştıracak Esnek Malzemeli T-Vücut Bağlayıcı Seçin:​​
EPDM veya sert plastik/caucho T-vücutlar sert/brittle olup, kurulum sırasında ayarlaması zordur (özellikle büyük çekirdek/stres koni/yalıtım), pozisyonunu doğrulamak zordur. Düşük elastiklik/radyal kuvvet, uzun vadede arayüz ayrılması ve izleme riskini artırır.

• ​Çözüm:​​ Ortak tank RMU'lar için Silikondan T-vücut bağlayıcı seçin. Avantajlar: Esnek, elastik → konum ayarlaması kolay; Güçlü radyal kuvvet ve eşitlik → iyi mühürleme, izlemeyi önler; RMU odaları için yeterli mekanik dayanım sağlar.

​2.3 Alan Kurulum Uygulamaları​

2.3.1 ​Kablo Giriş Noktasını Güvenilir Hale Getirin:​​
Üç çekirdekli kablo, RMU'ya yüksek gerilim saplarının hemen altından bir kablo clamp kullanarak sabitlenmelidir. Eğik veya desteksiz kablo girişlerini önleyin. Sabitlenmemiş kablolar, sapların ve mühürlerin bütünlüğünü tehlikeye atabilecek tork/çekme kuvvetleri uygular → SF₆ sızıntı, sap çatlakları, yüksek gerilim arızaları.

• Çekirdekleri dikey ve simetrik olarak pozisyonlandırın; bükülme miktarını minimize edin.
• Dal eldiveni ve kablo clamp'ı mümkün olduğunca düşük (saplardan ≥750mm dikey mesafe) yerleştirin.
• ​Alan Süreci:​​ Kablo, temelden odaya çekilip, zararlı ucun kesildikten sonra faz sırasını doğrulayın. Kablo giriş açısını, çekirdeklerin saplara doğru düz olacak şekilde hizalayın. Açı çok fazla ise, kablo hendekteki pit'e geri çekilir, açı düzeltilir ve tekrar sokulup sıkıca sabitlenir. ​Çift sabitleme:​​ Mümkün olduğunda, dış örtüyü daha da sabitlemek için ikinci bir clamp noktası (örneğin, kablo pit'in altında bir sabitleme kiriş) ekleyin.

2.3.2 ​Kablo Faz Ayırımı ve Hazırlığı:​​

1. Kablo çekirdek uzunluklarını kırpılmadan önce dal eldivenini clamp ile sabitleyin.
2. B fazını B sapıyla hizalayın.
3. Hafifçe A/C fazlarını köklerden dışarı büküp, ardından dikey olarak saplarıyla hizalayın.
4. Sap içine sonlandırma boltunu yerleştirin, lug'u gevşek olarak asın.
5. Hizalamanın doğruluğunu doğruladıktan sonra çekirdek uçlarını tam olarak gerekli uzunluğa kesin.

• ​Kritik:​​ ​Kablo, son kesimden önce sabitlenmelidir.​​ Bu, tutarsız çekirdek uzunluklarına yol açar → sap stresi ve zayıf temas.
• ​Soyma/Temizleme Süreci:​​
• T-vücut üreticisinin soyma ölçülerini tam olarak takip edin.
• Dış katmanları soyarken iç katmanları zarar vermeyin.
• Kesinlikle çekirdek yalıtımına longitudinal çizikler vermeyin → iç izlemeyi önler.
• Üretici tarafından sağlanan temizleme kağıdını kullanın. Endüstriyel alkol gibi diğer çözücülerden kaçının.
• Polifluoreter tabanlı yağ (silikon caucho ile uyumlu) kullanın. Silikon yağdan kaçının → karşılıklı çözünme → arayüz kuruması → izleme riski.

2.3.3 ​Stres Konisi Kurulumu:​​

• Stres konisinin kablo boyutuna uygun olduğundan emin olun → doğru interferans uyumu. Çok sıkı: zor kurulum, çatlak riski. Çok gevşek: kötü mühürleme, yüzey boşaltma riski.
• T-vücut üreticisinin talimatlarına göre (yalıtım ve kablo çekirdeğine göre konum, stres kontrolü ve mühürleme etkiler) kesin tolereansla konumlandırın.
• Mümkün olduğunda, stres konisini kablo dikey bölümüne yerleştirin → en iyi mühürleme sağlar.
• Silikon caucho yüzeylerini keskin nesnelerden koruyun.
• Interferans uyumu yüzeylerine uyumlu yağ birikimi uygulayın.

2.3.4 ​Yeterli Iletken Temas Alanını Sağlayın:​​
Iletken bağlantısı yalıtım manşetinin içinde görünmez/kontrol edilmesi zordur. Sağlamalıdır:

• Lug temas yüzeyi sap iletken yüzeyine paralel olmalı → sap üzerindeki stresi minimize eder.
• ​Harika temas​, ısınmayı önler.
• ​Sıkıştırma:​​ Prosedüre göre lug'u çekirdeğe sıkıştırın. Lug yüzey yönünün sap düzlemine paralel olduğundan emin olun. Sıkıştırma matrisi tamamen kapandıktan sonra, 10-15 saniye basıncı koruyun. Yüzeyleri silin. Lug ve çekirdek yalıtımını temizleyin.
• ​Bağlantı:​​ Lug'u bolta yerleştirin, T-vücutu sap içine yerleştirin → sıkıştırma öncesi paralel lug-sap temasını sağlayın.

2.3.5 ​Güvenilir Topraklama Sağlayın:​​
Topraklanmış T-vücut bağlayıcılar, RMU topraklama ağına bağlı özel topraklama halkaları/kabulleri ile doğru şekilde toprağa bağlanmalıdır. Başarısızlık riskleri:Yüzeyde statik yük birikimi → şok riski.

Yakındaki toprakla yüzey boşaltma → malzemenin elektriksel erozyonu.

​2.4 RMU İnşaat Temeli Gereksinimleri​

• RMU temeli genellikle yer seviyesinden 300-500mm yukarıdadır.
• ​Temel altındaki kablo pit derinliği ≥800mm; site izin veriyorsa 1000mm hedeflenmelidir.
• ​Amaç:​​ Kablo girişine (özellikle büyük kesitler için) yeterli eğri yarıçap sağlar, neredeyse dikey girişe imkan tanır → kablo/bağlantı üzerindeki stresi azaltır.