10kV गैस-आइसोलेटेड रिंग मेन यूनिट्स (RMUs) में सामान्य समस्याओं का विश्लेषण

परिचय:​​
10kV गैस-इनसुलेटेड RMUs का व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है क्योंकि उनकी कई फायदे होते हैं, जैसे कि वे पूरी तरह से बंद, उच्च इनसुलेशन प्रदर्शन, रखरखाव की आवश्यकता नहीं, संकुचित आकार, और लचीला और सुविधाजनक इनस्टॉलेशन। इस स्तर पर, वे धीरे-धीरे शहरी वितरण नेटवर्क रिंग-मेन पावर सप्लाई का एक महत्वपूर्ण नोड बन गए हैं और विद्युत वितरण प्रणाली में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहे हैं। गैस-इनसुलेटेड RMUs में समस्याएँ पूरे वितरण नेटवर्क पर गंभीर रूप से प्रभाव डाल सकती हैं। विद्युत सप्लाई की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, 10kV गैस-इनसुलेटेड RMUs में मौजूद समस्याओं को गंभीरता से देखा जाना चाहिए और उनके समाधान के लिए उचित उपाय लागू किए जाने चाहिए, जिससे विद्युत सप्लाई की विश्वसनीयता में सुधार हो।

​I. 10kV गैस-इनसुलेटेड बहु-कक्ष RMUs का परिचय​
10kV गैस-इनसुलेटेड RMU श्रृंखला (अक्सर: बहु-कक्ष RMU, पूरी तरह से इनसुलेटेड कैबिनेट) टाइट यांत्रिक संरचना, छोटा आयतन, हल्का वजन, सभी मौसम की क्षमता, उत्कृष्ट विस्तार की क्षमता, हल्का और लचीला मॉड्यूलर इनस्टॉलेशन, बिना विघटन के आसान रखरखाव, और सरल संरक्षण के लिए विशिष्ट है। उनके तकनीकी पैरामीटर्स डिजाइन और कार्यात्मक विशेषताओं के आधार पर विवेकपूर्वक विभाजित हैं, और उन्हें आकार के आधार पर विद्युत कैबिनेट प्रकारों में व्यापक रूप से वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे कि उच्च-वोल्टेज गैर-लोड स्विचिंग यूनिट्स, सर्किट ब्रेकर यूनिट्स, लोड स्विच-फ्यूज़ कंबीनेशन यूनिट्स, केबल कनेक्शन यूनिट्स, और उच्च-वोल्टेज मीटरिंग कैबिनेट्स।

"बहु-कक्ष RMU" शब्द अधिकतर ऐसे नुकसानकारी गैस मीडिया जैसे SF₆ के प्रत्यक्ष उपयोग को संदर्भित करता है, जो मुख्य विद्युत इनसुलेशन और संपर्क मीडिया के रूप में कार्य करते हैं। यह उन्हें सामान्य वायु-इनसुलेटेड केबल कैबिनेट्स की तुलना में विद्युत इनसुलेशन और सुरक्षात्मक प्रदर्शन में बहुत अधिक उत्कृष्ट बनाता है। पूरी तरह से इनसुलेटेड कैबिनेट्स में विद्युत अंतर भी आमतौर पर विस्तृत रूप से अधिक संकीर्ण होता है, अक्सर बहुत अधिक संकीर्ण, जिसके बराबर वोल्टेज रेटिंग के समकक्ष अर्ध-इनसुलेटेड कैबिनेट्स की तुलना में। इसलिए, वे कम स्थान घेरते हैं। स्विच हाउसिंग और सभी लाइव कॉपर कनेक्शन घटक स्थायी रूप से एक स्टेनलेस स्टील शेल में बंद होते हैं, जो SF₆ गैस से भरा होता है, जो ऊंचाई से अप्रभावित निरंतर दबाव बनाता है। वे गर्त और अन्य अपेक्षाकृत आर्द्र, ठंडे वातावरण के लिए भी उपयुक्त होते हैं। ठीक इन विशेषताओं के कारण, गैस-इनसुलेटेड RMUs बाहरी केबल ब्रांच बॉक्स और प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

​II. 10kV गैस-इनसुलेटेड बहु-कक्ष RMUs में सामान्य समस्याएँ​
वर्तमान में, 10kV गैस-इनसुलेटेड RMUs शहरी वितरण नेटवर्क में अन्य प्रकार के RMUs की तुलना में अधिक अनुपात में हैं। क्षेत्रीय रूप से, कुछ प्रारंभिक अर्ध-इनसुलेटेड कैबिनेटों के अलावा, 2007 के बाद से संचालित सभी बाहरी स्विचिंग स्टेशन गैस-इनसुलेटेड RMUs हैं। उनकी महत्वपूर्ण भूमिका स्वयं स्पष्ट है, क्योंकि उनका सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन सीधे उपयोगकर्ताओं को विद्युत सप्लाई की विश्वसनीयता प्रभावित करता है। 10kV गैस-इनसुलेटेड RMUs में मिलने वाली सामान्य संचालन और रखरखाव समस्याएँ RMU बुशिंग और केबल कनेक्शन, गैस-इनसुलेटेड RMU पर आर्द्र वातावरण का प्रभाव, और SF₆ हवा टैंक की विफलताएँ शामिल हैं।

​2.1 बुशिंग और केबल कनेक्शन समस्याएँ​
10kV बहु-कक्ष RMU डिजाइन अमेरिका और यूरोप में उत्पन्न हुआ, जहाँ एकल-कोर केबल अधिकतर उपयोग किया जाता है। इसलिए, गैस-इनसुलेटेड RMUs के केबल कक्ष अपेक्षाकृत कम ऊंचाई के होते हैं। एकल-कोर केबल आसानी से ठीक और इनस्टॉल किए जा सकते हैं, और उनके टर्मिनल गैस-इनसुलेटेड RMU बुशिंग टर्मिनल के निकट अच्छी तरह से मेल खाते हैं, जिससे तापीय ओवरलोड दोष नहीं होते और बुशिंग पर ट्विस्टिंग तनाव का प्रतिरोध किया जा सकता है।

चीन में, तीन-कोर केबल व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। एकल-कोर केबल की तुलना में, तीन-कोर केबल को इनस्टॉल करना बहुत जटिल होता है। आमतौर पर, क्लैंप या बोल्ट का उपयोग करके बाहरी केबल शीथ को सुरक्षित किया जाता है, जो तीनों कोरों को एक साथ सुरक्षित करने में कठिनाई पैदा करता है। तीन-कोर केबल के आमतौर पर छोटे और मोटे व्यास के होने के कारण, भले ही तीन-कोर केबल स्वयं सुरक्षित और ठीक तरह से कनेक्ट किया गया हो, केबल के अपने वजन या किसी लगाए गए यांत्रिक बल के कारण उत्पन्न ट्विस्टिंग मोमेंट बुशिंग पर सीधे प्रसारित होते हैं। कुछ क्षेत्रों में हाल ही में हुई RMU विफलताओं के विश्लेषण से पता चलता है कि RMU बुशिंग और केबल के बीच अपर्याप्त कनेक्शन से उत्पन्न दोष आम हैं।

​2.2 आर्द्र वातावरण में समस्याएँ​
हालांकि 10kV गैस-इनसुलेटेड RMUs सभी मौसम के लिए डिजाइन किए गए हैं, लेकिन आर्द्र वातावरण, विशेष रूप से तटीय क्षेत्रों में, में लंबे समय तक रहने से कैबिनेट शरीर और अन्य धातु घटकों की खराबी हो सकती है। यदि RMU कवर पैनल पर या केबल ट्रेंच प्रवेश बिंदु पर सीलिंग प्लेट ठीक से बंद नहीं है, तो केबल ट्रेंच से आर्द्रता आसानी से RMU कवर और आंतरिक भाग में प्रवेश कर सकती है। यह बहुत अधिक पानी की वाष्पीकरण का कारण बन सकता है, जो बहुत आसानी से दोषों का कारण बन सकता है, जैसे कि इंडिकेटर, वोल्टेज इंडिकेटर, और आंतरिक संचालन और नियंत्रण मेकेनिज्म। इन घटकों और पैनल स्वयं आसानी से गीले, जंग, बंद, या खराब हो सकते हैं। आर्द्र हवा RMU के आंतरिक भाग में सीधे प्रवेश कर सकती है, जो कैबिनेट शरीर और बेसप्लेट की रासायनिक खराबी और जंग का कारण बनती है, जिससे RMU की उपयोगकाल बहुत कम हो जाती है [1]।

​2.3 हवा टैंक विफलताएँ​
SF₆ स्विच हवा टैंक की शॉर्ट-सर्किट विफलताओं का मुख्य कारण विभिन्न भौतिक कारणों से बंद SF₆ टैंक गुहा के भीतर गैस का अचानक रिसाव होना है। यह SF₆ गैस सील की पूर्णता और घनत्व को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप सामान्य संचालन परिस्थितियों के तहत गतिशील और निश्चित संपर्कों के बीच शॉर्ट-सर्किट विफलता होती है, जिससे दुर्घटना होती है।

रिसाव के बिंदु अधिकतर केबल टर्मिनल पर (टैंक के अंदर केबल के छोर) पाए जाते हैं। यह मुख्य रूप से गैर-मानक केबल इनस्टॉलेशन के कारण होता है, जो टर्मिनल पर अतिरिक्त तनाव डालता है और टैंक और केबल टर्मिनल के जंक्शन पर दरार का कारण बनता है, जिससे SF₆ गैस का रिसाव होता है। इस प्रकार, हवा टैंक विफलताएँ गैर-उचित निर्माण प्रथाओं को भी दर्शाती हैं। दूसरी ओर, कुछ RMUs में निर्माण प्रक्रिया की आंतरिक समस्याएँ विशिष्ट क्षेत्रों में अपर्याप्त सीलिंग का कारण बन सकती हैं, जिससे रिसाव होता है।

​2.4 केबल टर्मिनल दोष​
वर्तमान में, 10kV गैस-इनसुलेटेड RMUs में विफलता का एक सबसे सामान्य कारण केबल टर्मिनल का बाहरी फ्लैशओवर है, जो उनके निर्माण के दौरान गैर-उचित कार्यक्रम या गुणवत्ता के अपर्याप्त मानक के कारण होता है। यह RMU विफलता का कारण बनता है।

​III. उपाय और रोकथामात्मक उपाय​
उपरोक्त समस्याओं को निम्नलिखित दृष्टिकोणों से संबोधित और रोका जा सकता है:

​3.1 10kV RMU केबल कक्ष की ऊंचाई बढ़ाएं​
बहु-कक्ष RMUs के केबल कक्ष की संकीर्ण और कम ऊंचाई की समस्या को संबोधित करने के लिए, अधिकांश निर्माताओं द्वारा कक्ष की ऊंचाई बढ़ाने का विकल्प चुना जाता है। जब एक यूरोपीय ब्रांड चीनी बाजार में प्रवेश करने लगा, तो यह चीनी पसंदों के अनुसार टर्मिनल ब्लॉक लेआउट को स्टेप्ड से होरिजॉन्टल में बदल दिया, जिससे केबल कक्ष स्थान का उपयोग बेहतर हो गया। इनस्टॉलेशन के दौरान, आंतरिक RMU को एक उपयुक्त आकार के बॉक्स-टाइप बेस का उपयोग करके ऊपर उठाया जा सकता है। बाहरी केबल ब्रांच बॉक्सों के लिए, फाउंडेशन की ऊंचाई बढ़ाई जा सकती है।

​3.2 प्राकृतिक वायुसंचरण का उपयोग करें या डिह्यूमिडिफायर डिवाइस इनस्टॉल करें​
वर्तमान में, नुकसानकारी आर्द्रता के प्रवेश को रोकने का एक सीधा, प्रभावी, और विश्वसनीय तरीका RMU केबल कक्ष फर्श को बंद फायर-प्रोफ संरचनात्मक सामग्री का उपयोग करके पूरी तरह से सील करना है। यह बाहरी आर्द्र हवा को प्रभावी रूप से रोकता है, छोटे जानवरों के प्रवेश को रोकता है, और वनस्पति के विकास को रोकता है - जिससे बहुत सारे लाभ होते हैं। आंतरिक RMUs को विशेष डिह्यूमिडिफायर उपकरण या स्वचालित आर्द्रता नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करना चाहिए। बाहरी केबल ब्रांच बॉक्सों के लिए, फाउंडेशन की ऊंचाई बढ़ाई जा सकती है और निचले हिस्से के चारों ओर उपयुक्त संख्या में वायुसंचरण/ताप निकासी खिड़कियाँ व्यवस्थित की जा सकती हैं, जो केबल ट्रेंच/गड्ढे से आर्द्रता के विसर्जन की सहायता करती हैं। हालांकि, खिड़कियाँ अधिक नहीं होनी चाहिए, और छोटे जानवरों के खतरों से रोकने के उपायों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इसके अलावा, यदि एक केबल ब्रांच बॉक्स में एक पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर (PT) है और वायुसंचरण की अनुमति है, तो एक छोटा एयर कंडीशनिंग डिह्यूमिडिफायर इनस्टॉल किया जा सकता है।

​3.3 संचालन और रखरखाव प्रबंधन को मजबूत करें​
SF₆ टैंक विफलताएँ बड़ी दुर्घटनाओं का कारण बन सकती हैं। इसलिए, स्थिर गुणवत्ता वाले उपकरणों का चयन आवश्यक है, और निर्माण के दौरान प्रबंधन को मजबूत किया जाना चाहिए। चीनी दक्षिणी विद्युत ग्रिड के संबंधित तकनीकी विनिर्देशों में यह विशेष रूप से आवश्यकता व्यक्त की गई है कि हवा टैंक 2mm से अधिक मोटे स्टेनलेस स्टील से बने हों, जो उपयोग के दौरान मिलने वाले सामान्य और अस्थायी दबावों को संभाल सकें, और SF₆ दबाव मीटर और भराव पोर्ट से सुसज्जित हों। ऑपरेटरों को नियमित रखरखाव के