Анализ типичных проблем в 10-киловольтных газонаполненных кольцевых распределительных устройствах (КРУ)
Введение:
РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией широко используются благодаря множеству преимуществ, таких как полная герметизация, высокие изоляционные характеристики, отсутствие необходимости в обслуживании, компактные размеры и удобство установки. На данном этапе они постепенно становятся ключевым узлом в кольцевой сети городского распределения электроэнергии и играют важную роль в системе распределения. Проблемы, возникающие в РМУ с газовой изоляцией, могут серьезно повлиять на всю сеть распределения. Для обеспечения надежности электроснабжения необходимо всерьез подойти к решению проблем, возникающих в РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией, и принять соответствующие меры для их устранения, что повысит надежность электроснабжения.
I. Введение в РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией многокомпонентного типа
Серия РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией (часто называемая: многокомпонентное РМУ, полностью изолированный шкаф) отличается компактной механической конструкцией, небольшими размерами, легким весом, способностью работать в любых погодных условиях, отличной расширяемостью, легкостью и гибкостью модульной установки, простотой обслуживания без разборки и простотой ухода. Их технические параметры рационально разделены на основе конструктивных и функциональных характеристик, и они могут быть классифицированы по размерам на типы электрических шкафов, такие как Высоковольтные коммутационные устройства без нагрузки, Устройства с выключателями, Комбинированные устройства с коммутаторами и предохранителями, Устройства для соединения кабелей и Высоковольтные счетчики.
Термин "многокомпонентное РМУ" в основном относится к прямому использованию вредных газовых сред, таких как SF₆, в качестве основного электрического изоляционного и контактного материала. Это придает им значительно лучшие электрические изоляционные и защитные характеристики по сравнению с обычными кабельными шкафами с воздушной изоляцией. Электрический зазор в полностью изолированных шкафах обычно намного уже, часто гораздо уже, чем в эквивалентных полуизолированных шкафах того же напряжения. Следовательно, они занимают меньше места. Корпус выключателя и все живые медные соединительные компоненты постоянно запечатаны в корпус из нержавеющей стали, заполненный газом SF₆, поддерживая постоянное давление, не зависящее от высоты. Они также подходят для подвалов и других относительно влажных и холодных условий. Именно благодаря этим характеристикам РМУ с газовой изоляцией широко используются в наружных кабельных распределительных коробках и сборных подстанциях.
II. Общие проблемы в РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией многокомпонентного типа
В настоящее время доля РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией в городских сетях распределения выше, чем у других типов РМУ. В региональном аспекте, за исключением нескольких ранних установленных полуизолированных шкафов, все наружные переключательные станции, введенные в эксплуатацию после 2007 года, являются РМУ с газовой изоляцией. Их важная роль очевидна, так как безопасная и надежная работа напрямую влияет на надежность электроснабжения потребителей. Общие проблемы эксплуатации и обслуживания РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией включают проблемы с вводами и кабельными соединениями, воздействие влажных условий эксплуатации на РМУ и отказы баллонов с воздухом SF₆.
2.1 Проблемы с вводами и кабельными соединениями
Дизайн РМУ на 10 кВ многокомпонентного типа был разработан в США и Европе, где в основном используются одножильные кабели. Следовательно, кабельные отсеки РМУ с газовой изоляцией относительно невысоки. Одножильные кабели облегчают фиксацию и установку, и их концы хорошо совпадают с вводами РМУ, обеспечивая отсутствие перегрузок по теплу и сопротивление крутящему моменту на вводах.
В Китае широко используются трехжильные кабели. По сравнению с одножильными кабелями, установка трехжильных кабелей значительно сложнее. Обычно используются зажимы или болты для фиксации внешней оболочки кабеля, что делает сложно обеспечить абсолютную фиксацию всех трех жил. Из-за их более короткой длины и большего диаметра, даже когда сам трехжильный кабель надежно подключен и закреплен, крутящие моменты, возникающие под собственным весом кабеля или любого приложенного механического усилия, передаются прямо на кабельные вводы. Анализ недавних отказов РМУ в некоторых регионах показывает, что не редки случаи отказов, вызванных ненадежным соединением между вводами РМУ и кабелями.
2.2 Проблемы во влажных условиях
Хотя РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией предназначены для работы в любых погодных условиях, длительное воздействие влажной среды, особенно в прибрежных районах, может привести к коррозии корпуса и других металлических компонентов. Если пластины уплотнения на крышке РМУ или в точке входа кабельного канала не плотно закреплены, влага из кабельного канала легко проникает в крышку и внутреннюю часть РМУ. Это может привести к значительному испарению воды и образованию конденсата. Этот конденсат легко вызывает отказы индикаторов, указателей напряжения и внутренних механизмов управления и контроля. Эти компоненты и сама панель легко становятся влажными, ржавыми, заблокированными или корродированными. Влажный воздух может напрямую проникнуть внутрь РМУ, вызывая химическую коррозию и ржавчину корпуса и основания, что значительно сокращает срок службы РМУ [1].
2.3 Отказы баллонов с воздухом
Основной причиной короткого замыкания в баллонах с воздухом SF₆ является внезапная утечка газа внутри герметичной полости баллона SF₆ по различным физическим причинам. Это нарушает целостность и плотность уплотнения газа SF₆, что в конечном итоге приводит к короткому замыканию между движущимися и неподвижными контактами в нормальных условиях эксплуатации, вызывая аварию.
Точки утечки чаще всего находятся на кабельных концах (концах кабеля внутри баллона). Это в основном связано с некорректной установкой кабелей, что создает чрезмерное напряжение на концах и приводит к трещинам в месте соединения баллона и кабельного конца, что вызывает утечку газа SF₆. Таким образом, отказы баллонов также отражают плохое качество строительства. Во-вторых, некоторые проблемы, связанные с процессом производства некоторых РМУ, могут привести к недостаточной герметизации в определенных областях, что также вызывает утечку.
2.4 Отказы кабельных концов
В настоящее время одним из наиболее распространенных причин отказа РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией является внешний пробой кабельных концов, вызванный низким качеством изготовления или использованием некачественных материалов. Это приводит к отказу РМУ.
III. Меры противодействия и профилактики
Указанные выше проблемы можно решить и предотвратить следующими способами:
3.1 Увеличение высоты кабельного отсека РМУ на 10 кВ
Для решения проблемы узкого и низкого кабельного отсека в многокомпонентных РМУ большинство производителей выбирают увеличение высоты отсека. Когда европейский бренд вошел на китайский рынок, он адаптировался, изменив расположение терминалов с ступенчатого на горизонтальное, следуя китайским предпочтениям, что улучшило использование пространства кабельного отсека. При установке внутренний РМУ можно поднять с помощью короба подходящего размера. Для наружных кабельных распределительных коробок можно увеличить высоту фундамента.
3.2 Использование естественной вентиляции или установка устройств осушки
В настоящее время прямой, эффективный и надежный метод предотвращения попадания вредной влаги - это полная герметизация пола кабельного отсека РМУ с использованием огнестойких конструкционных материалов. Это эффективно блокирует влажный воздух снаружи, предотвращает проникновение мелких животных и помогает предотвратить рост растений - достигая нескольких преимуществ. Внутренние РМУ должны использовать специализированное оборудование для осушки или автоматические системы контроля влажности. Наружные кабельные распределительные коробки могут иметь повышенную высоту фундамента и устроены с соответствующим количеством вентиляционных/охлаждающих отверстий вокруг нижней части для облегчения рассеивания влаги из кабельных каналов/ямы. Однако отверстий не должно быть слишком много, и следует учитывать меры по предотвращению опасностей, связанных с маленькими животными. Кроме того, если кабельная распределительная коробка содержит трансформатор напряжения (PT) и позволяет вентиляция, можно установить небольшой кондиционер-осушитель.
3.3 Усиление управления эксплуатацией и обслуживанием
Отказы баллонов с воздухом SF₆ могут привести к серьезным авариям. Поэтому важно выбирать устройства с устойчивым качеством и усиливать управление во время строительства. Соответствующие технические спецификации China Southern Power Grid явно требуют, чтобы баллоны были изготовлены из нержавеющей стали толщиной >2 мм, способной выдерживать нормальные и переходные давления, возникающие при эксплуатации, и оборудованы манометрами и портами для заправки SF₆. Операторы должны регулярно контролировать давление в баллоне во время планового обслуживания. Особенно перед операциями переключения важно подтвердить нормальное внутреннее давление, чтобы избежать аварий из-за утечки. Любые обнаруженные утечки должны быть немедленно устранены.
3.4 Обеспечение строгого контроля за изготовлением и повседневным управлением кабельными концами
Чтобы предотвратить отказы РМУ, вызванные дефектными кабельными концами, необходимо тщательно выбирать кабельные концы, соответствующие требованиям качества. Персонал, осуществляющий установку, должен строго придерживаться национальных стандартов при изготовлении концов. Инспекторы должны строго выполнять проверки приемки качества, чтобы предотвратить ввод в эксплуатацию некачественных концов. Кроме того, эксплуатационные и ремонтные подразделения должны тщательно вести записи о кабельных концах и классифицировать/анализировать концы, которые демонстрируют потенциальные проблемы, возникающие в ходе повседневной эксплуатации. Это обеспечивает своевременное выявление семейных дефектов и помогает избежать повторения аналогичных проблем качества и аварий [2].
IV. Заключение 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网供电的关键节点，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的几种常见问题，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。经过多年的演变，10kV气体绝缘环网柜已成为城市环网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类型的故障，导致供电可靠性的下降。
Благодаря своим многочисленным преимуществам РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией постепенно стали ключевым узлом в кольцевом питании городских сетей распределения, играя важную роль в системе распределения. В данной статье представлены несколько распространенных проблем в РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией многокомпонентного типа и предложены соответствующие решения и меры профилактики. Цель состоит в том, чтобы снизить частоту отказов РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией и повысить надежность электроснабжения. За многие годы РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией стали основными узлами в городских кольцевых сетях распределения. Их безопасная и надежная работа напрямую влияет на надежность электроснабжения, предоставляемого энергетическими компаниями. В реальной эксплуатации различные типы отказов могут возникать в РМУ на 10 кВ с газовой изоляцией из-за факторов окружающей среды или质量问题似乎在翻译过程中被截断了。以下是完整的翻译结果：
