معلومات خلفية المقالة:
في مايو 2020، اكتشف مهندسونا أن 72 كابلًا متصلاً بجهاز عاكس عالي الطاقة والجهد العالي لديهم درجات مختلفة من العزل المكسور عند إصلاح الماكينة. وفي الوقت نفسه، تم إجراء الفحص الذاتي والفحص الذاتي في ثلاث محطات أخرى لضغط الغاز، وتم العثور على نفس المشاكل.
يقع الكابل بين محول العزل المتغير الطور وخزانة وحدة الطاقة وخزانة الطاقة وخزانة تغذية المحرك في جهاز العاكس عالي الطاقة والجهد العالي، ونموذج الكابل هو JEH-W-10kV-1×120mm2 . تم تشغيل ثلاث محطات وقود مضغوط في عامي 2017 و2020 على التوالي. تم تشغيل هذا الجزء من الكابل مع جهاز العاكس، وتم استخدامه لمدة إجمالية تتراوح بين 1.32 إلى 1.46 مليون ساعة. تتضرر الخطوط عند الطبقة العازلة للغلاف الخارجي، والأذرع المتقاطعة لجسر الكابل، وعُقد الكابل على الجانب الثانوي لمحول العزل.
ما هي طرق التفتيش لدينا؟
1. فحص الكابل بين محول العزل وخزانة الطاقة
كشف فحص الكابل بين محول العزل وخزانة الطاقة في الجزء العلوي من خزانة العاكس عن شقوق واضحة، كما أظهر الغلاف الخارجي لعزل الكابل الملامس لسلك التأريض علامات حرق ملحوظة.
2. فحص الكابلات الملامسة للجسر
كشف فحص الأسلاك الموجودة في جسر الكابل الموجود أعلى الخزانة عن وجود شقوق واضحة في الغلاف الخارجي العازل للأسلاك في الموقع الذي تتلامس فيه الأسلاك مع الجسر.
3. عزل كابل محول جلين رئيس كابل التفتيش
يكشف فحص غدد الكابلات في موقع المخرج الجانبي الثانوي لمحول العزل عن وجود آثار واضحة للتفريغ في الطبقة العازلة للغلاف الخارجي للكابل في هذا الموقع.
تحليل السبب
كابل عرضي لجهاز تحويل التردد عالي الجهد عالي الطاقة ضمن محول عزل تحويل الطور إلى خزانة وحدة الطاقة وخزانة الطاقة إلى خزانة تغذية المحرك بين الخط، طراز الكابل JEH-W-10kV-1×120mm2، كان وجدت أن هذا الكابل الخاص بالأسلاك المرنة المغطاة بالمطاط لا يحتوي على غلاف خارجي معدني. في الوقت نفسه، من خلال جودة الكابل، واختيار الكابل وغيرها من التشققات الطبيعية القديمة، والتيار المستحث بالكابل، وتفريغ الهالة، وتفريغ الغلاف الشديد، والوضع القريب، وتراكم القوة الداخلية الإضافية، ورأس جلين، وتثبيت الكابل والبناء الشتوي، والمزيد تحليل تراكم القوة الخارجية لجوانب التشقق تحليلا شاملا.
1. هل كابل معزول الذين تتراوح أعمارهم بين ومتصدع؟
من منظور تقادم الكابلات الطبيعي وفحص وتحليل جودة الكابلات الرديئة، بعد التحقيق، اعتبارًا من الحادث، تعمل العديد من كابلات محطات الضغط لمدة تصل إلى 7 سنوات، بعيدًا عن الوصول إلى متوسط عمر الخدمة للخط، وفقًا للثالث- يمكن استبعاد مختبر الطرف على تحليل التقادم والفشل للخط، من التقادم الناجم عن عوامل التكسير. مختبر طرف ثالث من مادة موصلوقطر السلك المفرد وسمك العزل والحد الأدنى لسمك العزل ومتوسط سمك الغلاف والحد الأدنى لنتائج الاختبار تتوافق مع المعايير ويمكن استبعادها من عوامل جودة قلب الكابل.
2. تحليل ما إذا كان الموصل يلبي ظروف الحرارة.
معلمات جهاز تحويل التردد: أجهزة تحويل التردد مع الحمل هي ضواغط، وجهاز واحد متغير بقدرة إجمالية تبلغ 25 ميجا فولت أمبير، ونسبة محول العزل 10/1.76 كيلو فولت، والقدرة المقدرة للوحدة 2083 كيلو فولت أمبير، وجهد إدخال الوحدة 1.76 كيلو فولت، وتيار إدخال الوحدة 683 أمبير، جهد الخرج المقنن لمحول التردد 10 كيلو فولت، تيار الخرج المقنن للعاكس 1250 أمبير، على شكل سلسلة وحدات من أربع سلاسل. تستخدم محولات تحويل الطور لكل كابل وحدة عاكس 3 كابلات متوازية JEH-W-10kV 1 × 120mm2.
سعة الكابل ومعايرة الجهد: الجهد المقنن للكابل 10 كيلو فولت أكبر بكثير من جهد تشغيل النظام البالغ 1.76 كيلو فولت. يلبي الخط المتطلبات: سعة الكابل وفقًا لدرجة الحرارة المحيطة، وضع التمديد، تصحيح التوجيه: درجة الحرارة المحيطة الفعلية للكابل أحادي النواة تبلغ 40 درجة مئوية، خذ عامل تصحيح درجة الحرارة 1، الترتيب المتعرج للكابل أحادي النواة (خذ التصحيح عامل 0.97)، والمزيد من الدوائر تشترك في جسر (عرض 600). يتم ترتيب الكابل في طبقتين (مع عامل تصحيح 0.65)، وعامل التصحيح الشامل هو 0.63.
وحدة تحويل التردد بتيار مقدر بـ 683 أمبير، وعامل التصحيح الذي سيتم اختياره عن طريق وضع الحمل المسموح به (بيئة 40 درجة مئوية في الهواء) يجب ألا يقل عن 1084 أمبير؛ بعد التحقق من الكابلات أحادية النواة JEH-W-10kV 1 × 120 مم 2 في البيئة عند 40 درجة مئوية، ومد الهواء، والترتيب المتعرج للحمل المسموح به 365 أمبير، 3 ومع الحمل المسموح به 1095 أمبير، لتلبية المتطلبات.
3. ما هو الاستقرار الحراري للكابل؟
بعد حساب قيمة RMS لمكون دورة الدائرة القصيرة للجانب الثانوي لمحول العزل 38.1 كيلو أمبير، يجب أن يكون الحد الأدنى للمقطع العرضي للكابل لتلبية الثبات الحراري 128 مم 2، 3 كابلات 120 مم 2 على التوازي أكبر بكثير من الحد الأدنى للكابل المقطع العرضي لتلبية متطلبات التوازن الحراري.
وفقًا لمعايير الكابلات وأدلة التصميم، فإن ثلاثة كابلات 1 × 120 مم 2 متوازية يمكنها تلبية المتطلبات الأساسية، باستثناء عوامل اختيار الكابل.
4. هل يتشقق العزل بسبب تراكم القوى الداخلية؟
رسوم الكابل الإضافية والعوامل الحالية المستحثة
كبل غير محمي أحادي الطور يعمل بالتيار المتردد عبر جسر الكبل مع تدفق مغناطيسي، مما يؤدي إلى تيار مستحث متناوب، يمكن أن يصل تيار التسرب المقاس لجسر الكبل إلى 7.3 أمبير، ويولد التيار المستحث المتناوب مجالًا مغناطيسيًا دوارًا، أحادي ثلاثي الطور سينتج الكبل غير المحمي -الأساسي من خلال هذا المجال المغناطيسي المتناوب تيارًا إضافيًا في نقطة الاتصال للكابل وجسر الكابل لزيادة درجة حرارة قلب سلك الكابل المحلي. في الوقت نفسه، ينتج جسر الكابل الموجود في الكابل حول تشكيل الدائرة الكهرومغناطيسية المغلقة تيارًا إيديًا وفقدان التباطؤ، مما يحسن درجة حرارة قلب الكابل المحلي. في التأثير المتراكب، تصل درجة الحرارة الأساسية للكابل وجسر الكابل إلى أكثر من 90 درجة مئوية. العزل والغلاف الخارجي التوصيل الحراري منخفضة نسبيا؛ يتم تسخين الطبقة العازلة لإنتاج توسع كبير، ويكون توسع الغلاف الخارجي صغيرًا نسبيًا، مما يؤدي إلى تراكم الضغط الداخلي. إلى حد ما، ظهر الكابل في شقوق صغيرة، وتساقط شمع البارافين، واستمر في التطور إلى شقوق مرئية.
عوامل تفريغ كورونا
يتركز الكابل المطاطي المرن في الأسفل بحيث تتعرض الطبقة العازلة للغلاف الخارجي للكابل إلى مجال مغناطيسي أقوى؛ تنتج الطبقة العازلة للغلاف الخارجي للكابل وسطح التلامس لجسر الكابل تفريغًا كورونا، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الموضعية، مما يؤدي إلى تراكم الضغوط الداخلية، مما يؤدي إلى حدوث تشققات في الكابل، كما هو موضح في مخطط التوزيع في الشكل 1.
عوامل تفريغ الغلاف الخارجي للكابل
سيؤدي الجسر المركب من راتنجات الإيبوكسي (مع عارضة معدنية) على الكابلات غير المحمية إلى إحداث فرق كبير في الجهد بين تفريغ غلاف الكابل، مما يؤدي إلى درجات حرارة عالية موضعية، وتراكم الإجهاد الداخلي، والشقوق في الخط.
عوامل مد قريبة متوازية للكابل
وفقًا لـ "معايير تصميم كابلات هندسة الطاقة"، يجب أن يكون تكوين ترتيب الكابلات على نفس طبقة الدعم متوافقًا مع الأحكام التالية: بالإضافة إلى نظام التيار المتردد مع كابل طاقة أحادي النواة لنفس الدائرة يمكن أن يكون تم نقله إلى تكوين Pinzigang (ثلاثي الفصوص)، نظرًا لأهمية نفس المسار لأكثر من كابل طاقة واحد، فهو غير مناسب للتكديس. تنص المادة 5.1.5 على أن تكوين تسلسل الطور لكابل الطاقة أحادي النواة لنظام التيار المتردد والمسافة بين الطور يجب أن يتوافق مع الأحكام التالية: يجب أن يكون متوسط الجهد المستحث للغلاف المعدني للكابل راضيًا دون تجاوز الحد المسموح به قيمة؛ كبل طاقة أحادي النواة بدون تكوين متعرج، يجب اعتبار دائرتين أو أكثر مكونة في نفس المسار بمثابة تأثير متبادل.
يجب وضع كابلات الطاقة أحادية النواة بشكل متعرج وترتيبها بشكل معقول لزيادة تباعد الكابلات. يتم تطبيق محول العزل لكابلات خزانة الطاقة بالتوازي بشكل وثيق، وتشكيل تأثير القرب وتأثير الجلد، بحيث تتركز الشحنة في المقطع العرضي للموصل المحلي، مما يقلل من قدرة حمل التيار المسموح بها للموصل، ويؤدي إلى الحرارة تراكمها، مما يسبب ارتفاع درجة الحرارة المحلية، مما يؤدي إلى تراكم الضغوط الداخلية، مما يؤدي إلى تشققات في الكابلات.
5. تحليل أسباب التشققات الناتجة عن تراكم القوى الخارجية
الرأس الحبيبي عند عوامل القوة المشتركة للكابل
بعد مشهد الفحص الفعلي، وجد أن المحول إلى خزانة الطاقة، وخزانة الطاقة لعزل كبل خزانة الإخراج بالتوازي مع وضع قريب، والاتصال المباشر مع لوحة القاعدة المعدنية، ومتطلبات التصميم لوضع متعرج تفعل لا يتطابق. وفي الوقت نفسه، وجدت أيضًا أن الكابل الموجود في رأس الوادي كان عليه أن يتحمل القوى الخارجية، وأن جزءًا من الطبقة العازلة للغلاف الخارجي للكابل قد تعرض للتلف. باختصار، إذا لم تتطابق معايير الكابلات الخاصة بمتطلبات اختيار مسار الكابل، فيجب أن يتجنب الخط التعرض للقوى الخارجية الميكانيكية، وارتفاع درجة الحرارة، والتآكل، والمخاطر الأخرى. الموقع الفعلي غير متوافق مع متطلبات معايير قبول الكابلات للمسافة بين محاور الكابل.
عوامل تثبيت الكابلات وانحناء نصف القطر
وجد الفحص أيضًا أن الجانب الثانوي لكابل المحول غير مثبت بمشابك الكابل ولكنه يتدلى مباشرة في الجسر، بحيث يتدلى رأس الكابل كل وزن نصف قطر انحناء الكابل الفردي لا يفي بمتطلبات الناعمة نصف قطر دوران الكابل يبلغ 6 أضعاف نصف قطر الانحناء للغلاف مما يؤدي إلى زيادة إجهاد الشد، وتراكم القوة الخارجية الناتج عن التشقق.
عوامل البناء في فصل الشتاء
في بناء الكابلات الشتوية، هناك اختلافات كبيرة جدًا في درجات الحرارة في العملية، واختلافات كبيرة جدًا في درجات الحرارة بالنسبة لمعايير قبول الكابلات، ويسمح الخط بوضع الحد الأدنى من درجة الحرارة، ومتوسط درجة الحرارة خلال 24 ساعة قبل التمديد، ودرجة حرارة موقع الإشعاع ولا ينبغي أن يكون أقل من الأحكام؛ عندما ينبغي اتخاذ المزيد من الحزن من أحكام التدابير. وبعد مراجعة بيانات الإنجاز، لم نجد أن السجلات ذات الصلة خلال فترة البناء الشتوية يمكن استبعادها من عوامل البناء الشتوية.
التعامل مع الحادث وملخص الخبرة
وفقًا للتحليل أعلاه، فإن الكابل نفسه، بدون طبقة حماية معدنية وتيار دوامي في جسر الكابل، هو السبب الرئيسي للحادث. لذلك، من الضروري استبدال جميع الكابلات الموجودة في الدفعة واستبدال الخط بطبقة من كلوريد البوليفينيل المتقاطع (XLPE) بطبقة تدريع معدنية، من النوع YJV-8.7/15kV (مع التدريع)، الجهد المقدر 8.7/15kV. استبدل جسور الكابلات المبطنة بالألياف الزجاجية بحوامل الكابلات المصنوعة من سبائك الألومنيوم. وفي الوقت نفسه، ينبغي ملاحظة الجوانب الستة التالية في تصميم وبناء هذا النوع من المشاريع:
(1) يجب أن يحتوي الكابل أحادي النواة للنظام المتقاطع على طبقة حماية معدنية، ويجب أن يكون جسر الكابل المخصص لوضع الكابل أحادي النواة لنظام التيار المتردد مصنوعًا من مادة غير تباطؤ، مثل سبائك الألومنيوم. لا ينبغي أن يكون مصنوعًا من الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أو جسر كابل من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية مع بطانة فولاذية.
(2) للغلاف المعدني للكابل أحادي النواة للنظام المتقاطع على الأقل عند أحد طرفي التأريض المباشر، في أي طرف تأريض غير مباشر لمتوسط القيمة القصوى المحتملة المستحثة لتلبية متطلبات المواصفات. لذلك، عند اختيار كبل أحادي النواة وفقًا للمواصفات الواردة في الملحق F، فإن حساب الطبقة المعدنية للكبل أحادي النواة لنظام التيار المتردد للمعادلة المحتملة المستحثة العادية يحدد في النهاية اختيار تأريض الغلاف المعدني.
(3) 35 كيلو فولت والكابل أحادي النواة التالي مثبت مع اختيار المكونات بما يتماشى مع الأحكام التالية: بالإضافة إلى كابلات الطاقة أحادية النواة للتيار المتردد، يمكن استخدامها بواسطة التركيبات الفولاذية المسطحة المقاومة للتآكل، أو روابط الكابلات المصنوعة من النايلون أو أربطة معدنية مطلية بالبلاستيك؛ يجب استخدام روابط الكابلات المصنوعة من النايلون أو الروابط المعدنية المطلية بالبلاستيك في البيئات الصلبة المسببة للتآكل؛ كابلات الطاقة أحادية النواة AC مناسبة للتثبيت الصلب لسبائك الألومنيوم، وما إلى ذلك، ولا تشكل حلقة مغلقة مغناطيسيًا من المشبك، ويمكن استخدام طرق التثبيت الأخرى لربطات أو حبال كابلات النايلون؛ لا يجوز استخدام السلك لربط الكابل مباشرة. ينبغي حساب أجزاء كابل الطاقة أحادية النواة للتيار المتردد من القوة الميكانيكية لظروف الطاقة الكهربائية ذات الدائرة القصيرة. لذلك، يجب أن يستخدم النظام المتقاطع لتركيبات تثبيت الكابلات أحادية النواة سبائك الألومنيوم والمواد الأخرى المرتبطة بمادة النايلون لتجنب أخطاء التثبيت.
(4) 35 كيلو فولت وما يليه من احتياجات مد الكابلات أحادية النواة لتلبية متطلبات نصف قطر الانحناء هي تركيبات ثابتة وفقًا لمعايير الكابلات ومعايير القبول للقيام بعمل ممتاز في تحديد الخط لمنع رأس الكابل من القوى الخارجية.
(5) استبدال جزء الكابل بالمنطقة، مثل عدم القدرة على أخذ وضع متعرج، ينصح باستخدام الألواح العازلة لضمان تباعد الكابل.
(6) وفقًا لمعايير بناء الكابلات وقبولها، يجب ألا يكون متوسط درجة حرارة الكابل خلال 24 ساعة قبل مده، وكذلك درجة حرارة موقع مده، أقل من المتطلبات التالية:
يُسمح بوضع الكابلات المغلفة بالبولي إيثيلين المعزولة بالمطاط (مثل JEH-W) عند درجة حرارة لا تقل عن -15 درجة مئوية؛
أقل درجة حرارة مسموح بها لتمديد الكابلات المغلفة بالـ PVC المعزولة بـ PVC هي -10 درجة مئوية.
