기사 배경 정보:
2020년 5월, 당사 엔지니어들은 기계를 정밀 검사할 때 고전력, 고전압 인버터 장치에 연결된 72개 케이블의 절연 파손 정도가 서로 다른 것을 발견했습니다. 한편, 다른 가스압축기 스테이션 3곳에서도 자가점검 및 자가점검을 실시한 결과 동일한 문제점이 발견됐다.
케이블은 고출력, 고전압 인버터 장치의 상변환 변압기와 전원부 캐비닛 및 전원 캐비닛과 모터 급전 캐비닛 사이에 있으며, 케이블 모델은 JEH-W-10kV-1×120mm2입니다. . 2017년과 2020년에는 각각 3개의 가압주유소를 운영했습니다. 케이블의 이 부분은 인버터 장치와 함께 작동하게 되었으며, 총 132만~146만 시간을 사용하였습니다. 외피 절연층, 케이블 브리지 크로스암 및 절연 변압기 2차측의 케이블 글랜드에서 라인이 손상되었습니다.
우리의 검사 방법은 무엇입니까?
1. 절연 변압기와 전원 캐비닛 사이의 케이블 검사
인버터 캐비닛 상단에 있는 절연 변압기와 전원 캐비닛 사이의 케이블을 검사한 결과 눈에 띄는 균열이 발견되었으며 접지 리드와 접촉된 케이블 절연체의 외부 피복에 눈에 띄는 탄 자국이 나타났습니다.
2. 교량과 접촉하는 케이블 검사
캐비닛 상단에 있는 케이블 브리지의 와이어를 검사한 결과 와이어가 브리지와 접촉하는 위치의 와이어 외피 절연체에 명백한 균열이 있는 것으로 나타났습니다.
3. 절연 변압기 케이블 글렌 헤드 케이블 검사
절연 변압기의 2차 측면 콘센트 위치에 있는 케이블 글랜드를 검사하면 이 위치에 있는 케이블의 외피 절연층에 방전 흔적이 뚜렷하게 나타납니다.
원인분석
상변환 절연 변압기 내부의 고전력 고전압 주파수 변환 장치용 사고 케이블은 전원 장치 캐비닛과 전원 캐비닛과 모터 피더 캐비닛 사이의 선로 사이에 있으며, 케이블 모델은 JEH-W-10kV-1×120mm2입니다. 고무 코팅된 유연한 와이어용 케이블에는 금속 차폐 외부 피복이 없다는 사실을 발견했습니다. 동시에 케이블 품질, 케이블 선택 및 기타 정상적인 노화 균열, 케이블 유도 전류, 코로나 방전, 극한 피복 방전, 밀착 배치 및 추가 내부 힘 축적, 글렌 헤드, 케이블 고정 고정 및 동절기 건설 및 추가 작업을 통해 포괄적인 분석의 균열 측면에 대한 외력 축적 분석.
1. 절연 케이블 오래되고 갈라졌나요?
정상적인 케이블 노화와 열악한 케이블 품질 검사 및 분석의 관점에서 조사 후 사고 당시 여러 압력 스테이션 케이블이 라인의 평균 서비스 수명에 도달하지 못하는 최대 7년 동안 작동했다고 세 번째 보고서는 밝혔습니다. 라인의 노화 및 고장 분석에 대한 당사 실험실은 균열 요인으로 인한 노화에서 제외될 수 있습니다. 제3자 연구소의 도체 재료, 단선 직경, 절연체 두께, 절연체 최소 두께, 외장의 평균 두께 및 테스트 결과의 최소 두께는 표준과 일치하며 케이블 코어 품질 요소에서 제외될 수 있습니다.
2. 도체가 열 조건을 충족하는지 분석합니다.
주파수 변환 장치 매개변수: 부하가 있는 주파수 변환 장치는 압축기, 총 전력 25MVA의 단일 가변 장치, 절연 변압기 비율 10/1.76kV, 단위 정격 용량 2083kVA, 단위 입력 전압 1.76kV, 단위 입력 전류 683A, 주파수 변환기 정격 출력 전압 10kV, 인버터 정격 출력 전류 1250A, 4개 시리즈의 단위 시리즈 형태. 각 인버터 유닛 케이블에 대한 위상 변압기는 JEH-W-10kV 1 × 120mm2 병렬 케이블 3개를 사용합니다.
케이블 용량 및 전압 교정: 케이블 정격 전압 10kV는 시스템 작동 전압 1.76kV보다 훨씬 큽니다. 라인은 요구 사항을 충족합니다. 주변 온도에 따른 케이블 용량, 부설 모드, 라우팅 수정: 단일 코어 케이블 실제 주변 온도 40℃, 온도 보정 계수 1 사용, 단일 코어 케이블 지그재그 배열(수정 사용) 0.97), 더 많은 회로가 브리지(폭 600)를 공유합니다. 케이블은 2겹으로 배열되며(보정 계수 0.65), 종합 보정 계수는 0.63입니다.
683A의 주파수 변환 장치 장치 정격 전류, 허용 하중(공기 중 40℃ 환경)에 따라 선택되는 보정 계수는 1084A보다 작아서는 안 됩니다. JEH-W-10kV 1 × 120mm2 단심 케이블을 40℃, 에어 부설, 허용 하중 365A, 3 및 허용 하중 1095A의 지그재그 배열로 확인한 후 요구 사항을 충족합니다.
3. 케이블의 열 안정성은 어떻습니까?
절연 변압기 2차측 단락 사이클 성분의 RMS 값 38.1kA를 계산한 후, 열 안정성을 충족하기 위한 최소 케이블 단면적은 128mm2여야 하며, 3개의 120mm2 케이블을 병렬로 연결하는 것이 최소 케이블보다 훨씬 큽니다. 열 평형 요구 사항을 충족하는 단면.
케이블 표준 및 설계 매뉴얼에 따르면 1 × 120mm2 케이블 3개를 병렬로 연결하면 케이블 선택 요소를 제외한 기본 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
4. 내부 힘이 축적되어 절연체가 깨졌습니까?
케이블 추가 요금 및 유도 전류 요인
자속이 있는 케이블 브리지를 통과하는 AC 3상 단일 코어 비차폐 케이블은 교류 유도 전류를 발생시키며, 케이블 브리지의 측정된 누설 전류는 최대 7.3A일 수 있으며, 교류 유도 전류는 회전 자기장을 생성하며, 3상 단일 - 이 교류 자기장을 통해 코어 비차폐 케이블은 케이블과 케이블 브리지의 접점에 추가 전류를 생성하여 로컬 케이블 와이어 코어의 온도를 높입니다. 동시에 폐쇄 전자기 회로 형성 주변의 케이블 브리지는 와전류 및 히스테리시스 손실을 생성하여 로컬 케이블 코어 온도를 향상시킵니다. 중첩 효과에서 케이블 및 케이블 브리지 접점 케이블 코어 온도는 90℃ 이상에 도달합니다. 절연 및 외피 열전도율은 상대적으로 낮습니다. 절연층은 가열되어 상당한 팽창을 일으키고 외부 피복 팽창은 상대적으로 작아서 내부 응력이 축적됩니다. 케이블은 어느 정도 작은 균열이 생기고 파라핀 왁스가 침전되며 눈에 보이는 균열로 계속 발전했습니다.
코로나 방전 요인
고무 유연한 케이블은 바닥에 집중되어 케이블 외피 절연층이 더 강한 자기장을 받게 됩니다. 케이블 외피 절연층과 케이블 브리지 접촉 표면은 코로나 방전을 생성하여 국부적인 고온을 발생시키고 내부 응력이 축적되어 케이블에 균열이 발생하며 분포 도식은 그림 1에 나와 있습니다.
케이블 외피 방전 계수
비차폐 케이블의 에폭시 수지 복합 브리지(금속 용골 포함)는 케이블 외피 방전 사이에 높은 전위차를 유발하여 국부적인 고온, 내부 응력 축적 및 라인 균열을 초래합니다.
케이블 평행 근접 배치 요소
"전력 공학 케이블 설계 표준"에 따라 동일한 지지층의 케이블 배열 구성은 다음 조항을 준수해야 합니다. 동일한 회로에 대한 단일 코어 전원 케이블이 있는 AC 시스템 외에도 Pinzigang(개미집) 구성을 사용하면 둘 이상의 전원 케이블을 동일한 경로로 연결해야 하기 때문에 겹쳐 쌓기에 적합하지 않습니다. 조항 5.1.5는 AC 시스템용 단일 코어 전원 케이블의 위상 순서 구성과 위상 간 거리가 다음 규정을 준수해야 한다고 규정합니다. 케이블 금속 재킷의 평균 유도 전압은 허용치를 초과하지 않고 충족되어야 합니다. 값; 지그재그 구성이 아닌 단일 코어 전원 케이블의 경우 동일한 경로에 구성된 두 개 이상의 회로는 상호 영향으로 간주됩니다.
단심 전원 케이블은 지그재그 모양으로 배치하고 케이블 간격을 늘리기 위해 합리적으로 배열해야 합니다. 전원 캐비닛 케이블에 대한 절연 변압기는 근접 효과와 표피 효과를 형성하여 병렬로 밀접하게 적용되어 전하가 로컬 도체 단면에 집중되어 허용 도체 전류 전달 용량이 감소하고 열이 발생합니다. 축적되어 국부적으로 고온이 발생하고 내부 응력이 축적되어 케이블에 균열이 발생합니다.
5. 외력 축적에 따른 균열 발생 원인 분석
케이블 조인트 힘 계수의 입상 헤드
실제 검사 현장을 살펴본 결과 변압기는 전원 캐비닛에, 전원 캐비닛은 출력 캐비닛 케이블을 분리하기 위해 병렬로 밀착 배치되고 금속 베이스 플레이트와 직접 접촉하며 지그재그 배치의 설계 요구 사항이 충족되는 것으로 나타났습니다. 일치하지 않습니다. 동시에 글렌 헤드 부분의 케이블은 외력을 견딜 수 있는 구조로 되어 있어 케이블 외피 절연층 일부가 손상된 사실도 발견됐다. 요약하면, 케이블 경로 선택 요구 사항의 케이블 표준이 일치하지 않는 경우 라인은 기계적 외부 힘, 과열, 부식 및 기타 위험을 겪지 않아야 합니다. 실제 현장은 케이블 피벗 간 거리에 대한 케이블 허용 표준 요구 사항과 일치하지 않습니다.
케이블 고정 및 굽힘 반경 계수
또한 검사 결과 변압기 케이블의 2차측이 케이블 클램프로 고정되지 않고 브리지에 직접 처져서 케이블 헤드가 처지는 개별 케이블 굽힘 반경의 모든 무게가 소프트 요구 사항을 충족하지 못하는 것으로 나타났습니다. 케이블 회전 반경은 외피 굽힘 반경의 6배로 인장 응력이 증가하고 균열로 인해 외부 힘이 축적됩니다.
겨울 건설 요소
동절기 케이블 시공 시 공정상의 온도차가 너무 크고, 케이블 허용기준에 비해 온도차가 너무 심하여, 선로의 부설을 허용하는 최저온도, 부설 전 24시간 평균온도, 방사선 현장의 온도 규정보다 낮아서는 안 됩니다. 조치의 조항보다 더 우울할 때. 준공자료를 검토한 결과, 동계공사 기간 중 해당 기록이 동계공사 요인에서 제외될 수 있는 것으로 확인되지 않았습니다.
사고 처리 및 경험 요약
위 분석에 따르면 케이블 브리지에 금속 차폐층과 와전류가 없는 케이블 자체가 사고의 주요 원인인 것으로 나타났다. 따라서 배치의 모든 케이블을 교체하고 라인을 금속 차폐층이 있는 가교 폴리염화비닐(XLPE) 유형 YJV-8.7/15kV(차폐 있음), 정격 전압 8.7/15kV로 교체해야 합니다. 유리섬유로 늘어선 케이블 브리지를 알루미늄 합금 케이블 트레이로 교체합니다. 동시에 이러한 유형의 프로젝트를 설계하고 건설할 때 다음 6가지 측면에 유의해야 합니다.
(1) 가교 시스템의 단심 케이블은 금속 차폐층을 가져야 하며, AC 시스템의 단심 케이블을 포설하기 위한 케이블 브릿지는 알루미늄 합금과 같은 비이력 재료로 만들어져야 합니다. 강철 라이닝이 있는 용융 아연 도금 강철 또는 유리 섬유 강화 플라스틱 케이블 브리지로 만들어서는 안 됩니다.
(2) 교차 결합 시스템의 단일 코어 케이블 금속 외피의 경우 적어도 직접 접지의 한쪽 끝에서, 간접 접지 끝에서 평균 유도 전위 최대값이 사양 요구 사항을 충족합니다. 따라서 부록 F의 사양에 따라 단일 코어 케이블을 선택할 때 일반 유도 전위 방정식의 AC 시스템 단일 코어 케이블 금속층 계산에 따라 궁극적으로 금속 재킷의 접지 선택이 결정됩니다.
(3) 35kV 및 다음 조항에 따라 구성 요소를 선택하여 고정된 다음 단일 코어 케이블: AC 단일 코어 전원 케이블 외에도 부식 방지 평강 고정 장치, 나일론 케이블 타이 또는 플라스틱 도금 금속 타이; 부식성 고체 환경에서는 나일론 케이블 타이 또는 플라스틱 도금 금속 타이를 사용해야 합니다. AC 단일 코어 전원 케이블은 알루미늄 합금 등의 견고한 고정에 적합하며 클램프의 자기 폐쇄 루프를 구성하지 않으며 다른 고정 방법을 사용할 수 있습니다. 나일론 케이블 타이 또는 로프; 와이어를 사용하여 케이블을 직접 묶으면 안 됩니다. AC 단일 코어 전원 케이블의 선택된 부분은 단락 전력 조건의 기계적 강도를 계산해야 합니다. 따라서 단일 코어 케이블 고정 장치의 가교 시스템은 설치 오류를 방지하기 위해 알루미늄 합금 및 나일론 소재로 묶인 기타 재료를 사용해야 합니다.
(4) 35kV 및 다음의 단일 코어 케이블 부설은 케이블 표준 및 허용 기준에 따라 고정 장치를 사용하여 굽힘 반경 요구 사항을 충족해야 케이블 헤드가 외부 힘으로부터 보호되도록 라인 설정 작업을 훌륭하게 수행할 수 있습니다.
(5) 지그재그 포설이 불가능한 부위의 케이블 부분 교체 등 케이블 간격 확보를 위해 절연판 사용을 권장합니다.
(6) 케이블 구조 및 허용 기준에 따르면 포설 전 24시간 이내 케이블의 평균 온도와 포설 장소의 온도는 다음 요구 사항보다 낮아서는 안 됩니다.
고무 절연 폴리에틸렌 피복 케이블(예: JEH-W)은 -15℃의 최저 온도에서 포설할 수 있습니다.
PVC 절연 PVC 외피 케이블 배치에 허용되는 최저 온도 -10°C”입니다.
