Analiza uobičajenih problema u 10kV plinsko izolovanim kolnim jedinicama (RMUs)
Uvod:
10kV gas izolovane RMU (Ring Main Unit) su široko korišćene zbog mnogo prednosti, kao što su potpuna zatvorenost, visoka izolaciona performansa, nemam održavanja, kompaktna veličina i fleksibilna i praktična instalacija. Trenutno, one su postale ključni čvor u urbanom distribucijskom mrežnom prstenu i igraju značajnu ulogu u sistemu distribucije struje. Problemi unutar gas izolovanih RMU mogu ozbiljno uticati na celokupnu distribucijsku mrežu. Da bi se osigurala pouzdanost snabdevanja strujom, neophodno je ozbiljno rešiti probleme prisutne u 10kV gas izolovanim RMU i implementirati odgovarajuće mere za njihovo rešenje, time unapređujući pouzdanost snabdevanja strujom.
I. Uvod u 10kV Gas Izolovane Više Kompartmentske RMU
Serija 10kV gas izolovanih RMU (često nazivane: više kompartmentske RMU, potpuno izolovane škafice) ima kompaktnu mehaničku strukturu, malu zapreminu, lakšu težinu, sposobnost rada u svim vremenskim uslovima, odličnu proširivost, laku i fleksibilnu modularnu instalaciju, jednostavno održavanje bez demontaže i jednostavnu održavanje. Tehnički parametri su razumno podeljeni na osnovu dizajn i funkcionalnih karakteristika, i mogu se opštije kategorisati prema veličini u električne škafiće poput Visokonaponskih Nenaplativih Prekidača, Prekidačnih Jedinki, Jedinki Sa Prekidačem i Štipanjem, Jedinki Za Povezivanje Kabela i Visokonaponskih Merilnih Škafica.
Termin "više kompartmentska RMU" uglavnom se odnosi na direktno korišćenje štetnih gasnih medija poput SF₆ kao glavnog električnog izolacionog i kontakt medija. To im daje značajno bolju električnu izolaciju i zaštitnu performansu u poređenju sa običnim zračno izolovanim kabelskim škaficama. Električna razdaljina u potpuno izolovanim škaficama je takođe obično uža, često puno uža, nego u ekvivalentnim poluizolovanim škaficama iste naponske klase. Stoga zauzimaju manje prostora. Kućište prekidača i sve žive bakrene spojne komponente su trajno zapečaćeni unutar nerđajuće čelikove olovlje ispunjeno SF₆ gasom, održavaju konstantni pritisak koji nije pod uticajem nadmorske visine. One su takođe prikladne za podzemlje i druge relativno vlage, hladne okruženja. Uporno zbog ovih karakteristika, gas izolovane RMU su široko korišćene u spoljašnjim kabelskim granačnim kutijama i prefabriciranim transformatornim stanici.
II. Česti Problem u 10kV Gas Izolovanim Više Kompartmentskim RMU
Trenutno, 10kV gas izolovane RMU predstavljaju veći deo u urbanim distribucijskim mrežama u odnosu na druge vrste RMU. Regionalno, izuzev nekoliko ranije instaliranih poluizolovanih škafica, svi spoljašnji prekidni centri koji su bili u upotrebi nakon 2007. godine su gas izolovane RMU. Njihova važna uloga je samouzgodna, jer njihov siguran i pouzdan rad direktno utiče na pouzdanost snabdevanja strujom korisnicima. Česti operativni i održavajni problemi sa 10kV gas izolovanim RMU uključuju probleme sa RMU bušnjacima i kabelskim vezama, uticaj vlage na radne okruženja RMU i greške SF₆ vazdušnih rezervoara.
2.1 Problemi sa Bušnjacima i Kabelskim Vezama
Dizajn 10kV više kompartmentskih RMU počeo je u SAD i Evropi, gde se uglavnom koriste jednožični kabeli. Stoga su kabelske komore gas izolovanih RMU relativno niske. Jednožični kabeli omogućavaju lakše fiksiranje i instalaciju, a njihovi terminatori blisko se poklapaju sa terminalima bušnjaka RMU, obezbeđujući da ne dođe do preopterećenja toplinskom greškom i otpornosti na torzijski stres na bušnjacima.
U Kini se široko koriste trožični kabeli. U poređenju sa jednožičnim kabelima, instalacija trožičnih kabela je znatno složenija. Obično se koriste klešta ili boltovi za fiksiranje vanjskog omota kabela, čime je teško istovremeno osigurati apsolutno fiksiranje svih tri žice. Zbog njihove obično kraće dužine i debljeg prečnika, čak i kada su trožični kabeli sami fiksirani i spojeni, torzijski momenti generisani pod sopstvenom težinom kabela ili bilo kakve primenjene mehaničke sile direktno se prenose na bušnjake kabela. Analiza nedavnih grešaka RMU u nekim regionima pokazuje da greške uzrokovane nedovoljnom vezom između bušnjaka RMU i kabela nisu retke.
2.2 Problemi u Vlažnim Okruženjima
Iako su 10kV gas izolovane RMU dizajnirane za rad u svim vremenskim uslovima, dugotrajno izlaganje vlažnim okruženjima, posebno u obalnim oblastima, može ipak dovesti do korozije tela škafice i drugih metaličkih komponenti. Ako su zatvaralice na panelu poklopca RMU ili na ulazu u kabelsku jazbinku nisu čvrsto zategnute, vlažnost iz kabelske jazbine lako može proniknuti kroz poklopac i unutrašnjost RMU. To može dovesti do značajne evaporacije vode koja formira kondenzaciju. Ova kondenzacija je veoma sklona da uzrokuje greške u indikatorima, indikatorima napona i unutrašnjim operativnim i kontrolnim mehanizmima. Ove komponente i sam panel lako mogu postati vlažni, preružene, blokirane ili korodirane. Vlažan vazduh može direktno uneti u unutrašnjost RMU, uzrokujući hemijsku koroziju i preružavanje tela škafice i podloga, drastično skraćujući vreme života RMU [1].
2.3 Greške Vazdušnog Rezervoara
Glavni uzrok kratkih grešaka vazdušnog rezervoara SF₆ prekidača je nagla propustljivost gasa unutar zapečaćenog rezervoara SF₆ zbog različitih fizikalnih razloga. To kompromituje integritet i gustinu zapečaćenja SF₆ gasa, što konačno dovodi do kratke greške između pokretnih i fiksiranih kontakata u normalnim radnim uslovima, što dovodi do nesreće.
Tačke propustljivosti su najčešće na kabelskim terminalima (krajnjim delovima kabela unutar rezervoara). Ovo je uglavnom posledica nestandardizovane instalacije kabela, što dovodi do previše stresa na terminalima i do crpki na spajaju između vazdušnog rezervoara i kabelskog terminala, što dovodi do propustljivosti SF₆ gasa. Stoga, greške vazdušnog rezervoara takođe odražavaju lošu praksu građevinarstva. Drugo, neki RMU imaju inherente probleme u procesu proizvodnje koje dovode do neadekvatnog zapečaćenja u određenim zonama, što dovodi do propustljivosti.
2.4 Greške Na Terminaciji Kabela
Trenutno, jedan od najčešćih uzroka grešaka u 10kV gas izolovanim RMU je vanjska iskra na terminaciji kabela, uzrokovana lošom obradom ili nekvalitetnim materijalima tokom njihove izrade. Ovo dovodi do grešaka RMU.
III. Mere i Prevencione Mere
Prethodno navedeni problemi mogu biti rešeni i sprečeni putem sledećih pristupa:
3.1 Povećanje Visine Kabelske Komore 10kV RMU
Da bi se rešio problem sa uskim, niskim kabelskim komorama u više kompartmentskim RMU, većina proizvođača biraju da povećaju visinu komore. Kada je evropska marka ušla na kineski tržište, prilagodila je promenom rasporeda terminalne blokade sa stepenastog u horizontalni, u skladu sa kineskim preferencama, čime je poboljšala iskorišćenje prostora u kabelskoj komori. Takođe, tokom instalacije, unutrašnji RMU može biti podignut koristeći odgovarajuće dimenzije kutije baze. Za spoljašnje kabelske grananje kutije, visina temelja može biti podignuta.
3.2 Koriscenje Prirodne Ventilacije ili Instalacija Uređaja za Sušenje
Trenutno, direktna, efikasna i pouzdana metoda za sprečavanje ulaska štetne vlažnosti jeste potpuno zapečaćenje podloga kabelske komore RMU korišćenjem zapečaćenih vatrogasnih strukturnih materijala. Ovo efektivno blokira spoljašnju vlažnu zraku, sprečava ulazak malih životinja i pomaže u sprečavanju rasta biljaka - dostižući višestruke beneficije. Unutrašnji RMU moraju koristiti specijalizovane uređaje za sušenje ili automatske sisteme za kontrolu vlage. Spoljašnje kabelske grananje kutije mogu imati podignute temelje i odgovarajući broj otvorenih otvora za ventilaciju/dispersiju toplote oko dna kako bi se omogućilo rasipanje vlage iz kabelske jazbine/jazbine. Međutim, otvori ne bi trebalo da budu prekomerno, i moraju se razmotriti mere za sprečavanje opasnosti malih životinja. Takođe, ako kabelska grananje kutija sadrži PT (Potential Transformer) i dopuštena je ventilacija, može se instalirati mali klima uređaj za sušenje.
3.3 Jačanje Upravljanja Operativnim i Održavnim Radom
Greške vazdušnog rezervoara mogu dovesti do velikih nesreća. Stoga je od ključne važnosti odabrati uređaje sa stabilnom kvalitetom, a upravljanje tokom građevinarstva mora biti jačano. Relevantni tehnički standardi Juzhnog Struja Kine eksplikito zahtevaju da vazdušni rezervoari budu izrađeni od nerđajućeg čelika >2mm debel, sposobni da izdrže normalne i privremene pritise tokom korišćenja, i opremljeni sa SF₆ pritiskim merilima i ispunjavajućim ulazima. Operatori moraju redovno pratiti pritisak rezervoara tokom redovnog održavanja. Posebno pre operacija prekidača, potrebno je potvrditi normalan unutrašnji pritisak kako bi se izbegle nesreće zbog propustljivosti. Bilo kakva otkrivena propustljivost mora biti rešena odmah.
3.4 Osiguranje Strogog Kontrolisanja Izrade i Dnevne Uprave Kabelskih Terminacija
Da bi se sprečile greške RMU uzrokovane defektne kabelske terminacije, neophodno je pažljivo izabrati kvalifikovane kabelske terminacije koje zadovoljavaju kvalitetske zahteve. Instalatori moraju strogo praviti nacionalnim standardima tokom izrade terminacija. Inspektori moraju rigorozno provoditi provere kvaliteta prihvatanja kako bi se sprečilo upotreba podstandardnih terminacija. Takođe, operativne i održavajne jedinice moraju redovno održavati beleške o kabelskim terminacijama i klasificirati/analizirati terminacije koje pokazuju potencijalne probleme tokom redovnog rada. Ovo omogućuje pravočasno identifikovanje porodičnih defekata i pomaže u sprečavanju ponavljanja sličnih problema kvaliteta i nesreća [2].
IV. Zaključak
Zbog svojih mnogo prednosti, 10kV gas izolovane RMU su postepeno postale ključni čvor u prstenu snabdevanja strujom u urbanim distribucijskim mrežama, igrajući ključnu ulogu u sistemu distribucije struje. Ovaj članak ilustruje nekoliko često srećanih problema u 10kV gas izolovanim više kompartmentskim RMU i predlaže odgovarajuće rešenja i prevencione mere. Cilj je da se smanji stopa grešaka 10kV gas izolovanih RMU i unapredi pouzdanost snabdevanja strujom. Nakon mnogo godina razvoja, 10kV gas izolovane RMU su sada glavni čvorovi u urbanim prstenastim distribucijskim mrežama. Njihov siguran i pouzdan rad direktno utiče na pouzdanost snabdevanja strujom koje pružaju električne kompanije. U stvarnom radu, različite vrste grešaka mogu nastati u 10kV gas izolovanim RMU zbog faktora okruženja ili kvaliteta, što dovodi do pada pouzdanosti snabdevanja strujom.
