10 kV gázizolált gyűrű alakú főválasztók (RMU-k) közös problémáinak elemzése
Bevezetés:
A 10 kV gázizolált RMU-k (ring main units) széles körben használatosak számos előnyük miatt, mint például a teljes lezárás, a magas izolációs teljesítmény, a karbantartásmentesség, a kompakt méret és a rugalmas, kényelmes telepítés. Jelenleg ezek fokozatosan lényeges csomóponttá váltak az urbán elosztási hálózat gyűrűs elosztásában, és jelentős szerepet játszanak az elosztási rendszerben. A gázizolált RMU-kon belüli problémák súlyosan befolyásolhatják az egész elosztási hálózatot. Az ellátás megbízhatóságának biztosítása érdekében fontos, hogy komolyan kezeljük a 10 kV gázizolált RMU-kban felmerülő problémákat, és megfelelő intézkedéseket hajtunk végre a megoldásukra, ezzel javítva az ellátás megbízhatóságát.
I. A 10 kV gázizolált többkomoros RMU-k bemutatása
A 10 kV gázizolált RMU-sorozat (gyakran emlegetve: többkomoros RMU, teljesen izolált szekrény) kompakt mechanikai szerkezetű, kis térfogatú, könnyű, minden időjárási feltételre alkalmas, kiválóan bővíthető, könnyű és rugalmas moduláris telepítést kínál, karbantartást nem igényel, és egyszerűen fenntartandó. Műszaki paramétereit a tervezési és funkcionális jellemzők alapján ésszerűen osztották, és méretük szerinti kategóriákba sorolhatók, mint például a Magasfeszültségű Néhánybetöltési Kapcsoló Egységek, Átkapcsoló Egységek, Terheléskapcsoló-Biztonságielem Kombinált Egységek, Kábelek Csatlakoztatási Egységei, és a Magasfeszültségű Mérő Szekrények.
A "többkomoros RMU" kifejezés elsősorban arra utal, hogy ártalmatlan gázszerkezetek, mint például a SF₆, használata a fő elektrikus izoláció és kapcsolódási közegként. Ez ad nekik jelentősen jobb elektrikus izolációt és védelmi teljesítményt, mint a szabványos levegőizolált kábel szekrényeknek. A teljesen izolált szekrényekben az elektrikus távolság általában sokkal szűkebb, gyakran sokkal szűkebb, mint az egyenértékű félig izolált szekrényekben ugyanazon feszültségigény esetén. Emiatt kevesebb helyet foglalnak el. A kapcsoló háza és az összes élő cserépfesték-összekötő elemek véglegesen lezárva maradnak锈钢壳体内，充有SF₆气体并保持恒定压力，不受海拔影响。它们也适用于地下室等相对潮湿、寒冷的环境。正是因为这些特点，气体绝缘环网柜在户外电缆分支箱和预制变电站中得到了广泛应用。
II. 10kV气体绝缘多隔室环网柜常见问题
目前，在城市配电网中，10kV气体绝缘环网柜所占比例高于其他类型的环网柜。从区域来看，除了少数早期安装的半绝缘柜外，2007年后投入运行的所有户外开关站都是气体绝缘环网柜。它们的重要作用不言而喻，因为其安全可靠的运行直接影响到用户的供电可靠性。10kV气体绝缘环网柜常见的运行维护问题包括环网柜套管和电缆连接问题、潮湿运行环境对环网柜的影响以及SF₆气罐故障。
2.1 套管和电缆连接问题
10kV多隔室环网柜设计起源于美国和欧洲，那里主要使用单芯电缆。因此，气体绝缘环网柜的电缆隔室相对较低。单芯电缆便于固定和安装，其终端与环网柜套管终端紧密匹配，确保不会发生热过载故障，并且能够抵抗套管上的扭力。
在中国，广泛使用三芯电缆。与单芯电缆相比，安装三芯电缆要复杂得多。通常使用夹具或螺栓来固定外层电缆护套，很难同时确保所有三根芯线的绝对固定。由于三芯电缆通常较短且直径较大，即使三芯电缆本身已牢固连接和固定，电缆自重或任何施加的机械力产生的扭转力矩也会直接传递到电缆套管上。分析一些地区近期的环网柜故障表明，由于环网柜套管与电缆连接不良导致的故障并不少见。
2.2 潮湿环境问题
尽管10kV气体绝缘环网柜设计为全天候运行，但长时间暴露在潮湿环境中，尤其是在沿海地区，仍可能导致柜体和其他金属部件腐蚀。如果环网柜盖板或电缆沟入口处的密封板未紧固，电缆沟中的湿气容易渗入环网柜盖板和内部。这会导致大量水蒸发形成凝露。这种凝露很容易导致指示器、电压指示器和内部操作控制机构出现故障。这些组件和面板本身容易受潮、生锈、堵塞或腐蚀。潮湿空气可以直接进入环网柜内部，导致柜体和底板的化学腐蚀和生锈，大大缩短环网柜的使用寿命[1]。
2.3 气罐故障
SF₆开关气罐短路故障的主要原因是由于各种物理原因导致密封的SF₆气罐腔内气体突然泄漏。这会破坏SF₆气体密封的完整性和密度，最终导致在正常运行条件下动触头和静触头之间发生短路故障，引发事故。
泄漏点大多出现在电缆终端（气罐内的电缆端部）。这主要是由于电缆安装不规范，导致终端应力过大，从而在气罐与电缆终端连接处产生裂纹，导致SF₆气体泄漏。因此，气罐故障也反映了施工工艺的不足。其次，某些环网柜在制造过程中存在固有的工艺问题，导致某些部位密封不良，从而引起泄漏。
2.4 电缆终端故障
目前，10kV气体绝缘环网柜最常见的故障原因之一是电缆终端外部闪络，这是由于制作过程中工艺不良或材料不合格造成的。这会导致环网柜故障。
III. 对策和预防措施
上述问题可以通过以下方法解决和预防：
3.1 提高10kV环网柜电缆隔室的高度
为了解决多隔室环网柜电缆隔室狭窄、高度低的问题，大多数制造商选择增加隔室高度。当一个欧洲品牌进入中国市场时，它通过将端子排布局从阶梯式改为水平式，以适应中国市场的偏好，从而改善了电缆隔室的空间利用率。在安装过程中，可以使用适当尺寸的箱式基础将室内环网柜抬高。对于户外电缆分支箱，可以提高基础高度。
3.2 采用自然通风或安装除湿装置
目前，防止有害湿气侵入的一种直接、有效且可靠的方法是使用密封防火结构材料完全封闭环网柜电缆隔室底部。这可以有效阻挡室外潮湿空气，防止小动物入侵，并有助于防止植被生长——实现多重效益。室内环网柜必须使用专用除湿设备或自动湿度控制系统。户外电缆分支箱可以提高基础高度，并在底部周围适当布置一定数量的通风/散热开口，以促进电缆沟/井中的湿气散发。然而，开口不应过多，并应考虑防止小动物危害的措施。此外，如果电缆分支箱内装有电压互感器（PT）且通风允许，可以安装小型空调除湿器。
3.3 加强运行和维护管理
SF₆气罐故障可能导致重大事故。因此，选择质量稳定的设备至关重要，并且必须加强施工管理。中国南方电网的相关技术规范明确要求，气罐应采用厚度大于2毫米的不锈钢制成，能够承受正常使用和瞬态压力，并配备SF₆压力表和充气口。操作人员在日常维护中必须定期监测气罐压力。特别是在切换操作前，确认内部压力正常非常重要，以避免因泄漏导致的事故。发现任何泄漏必须及时处理。
3.4 严格控制电缆终端制作和日常管理
为了防止由于电缆终端缺陷导致的环网柜故障，必须仔细选择符合质量要求的合格电缆终端。安装人员在制作终端时必须严格遵守国家标准。检查人员必须严格执行质量验收检查，防止不合格终端投入使用。此外，运行维护单位必须认真记录电缆终端的情况，并对日常运行中遇到的潜在问题终端进行分类和分析。这有助于及时识别家族性缺陷，避免类似质量问题和事故的再次发生[2]。
IV. 结论
由于其众多优点，10kV气体绝缘环网柜逐渐成为城市配电网环形供电的关键节点，在配电系统中发挥着重要作用。本文介绍了10kV气体绝缘多隔室环网柜中的一些常见问题，并提出了相应的解决方案和预防措施。目标是降低10kV气体绝缘环网柜的故障率，提高供电可靠性。经过多年的发展，10kV气体绝缘环网柜已成为城市环形配电网络的主要节点。其安全可靠的运行直接影响到电力公司提供的供电可靠性。在实际运行中，由于环境因素或质量问题，10kV气体绝缘环网柜可能会发生各种故障，导致供电可靠性下降。
