2004 06-22 joeck gdynia awaryjność głowic kablowych w stacjach wnętrzowych sn-nn

2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i SN/nN - Gdynia

1

mgr inż. Remigiusz JOECK ENERGA Gdańska Kompania Energetyczna S.A. e-mail: [email protected]

AWARYJNO ŚĆ GŁOWIC KABLOWYCH W STACJACH WNĘTRZOWYCH SN/nN

Streszczenie: W referacie omówiono zagadnienia związane z awariami głowic kablowych w stacjach wnę-trzowych SN/nN, które zaistniały na terenie działania ENERGI Gdańskiej Kompanii Energetycz-nej S.A. Opisano przebieg tych awarii oraz ich skutki. Podano prawdopodobne ich przyczyny oraz koń-cowe wnioski. 1. Wprowadzenie Ze względu na coraz szersze stosowanie w sieci energetycznej urządzeń prefabrykowanych, coraz większą negatywną rolę odgrywa czynnik ludzki. Jednym z takich urządzeń jest głowica wnętrzowa, której wadliwy montaż może być przyczyną kosztownych uszkodzeń współpracują-cych z nią urządzeń [5.2., 5.9]. Mimo prostszej konstrukcji współczesnych głowic [5.5., 5.10.], sporadycznie zdarzają się awarie. Ponadto po kilkudziesięcioletniej eksploatacji głowic olejowych dochodzi do ich uszkodzeń. 2. Rozdzielnice o izolacji powietrznej W przypadku uszkodzenia głowicy wnętrzowej podłączonej do rozdzielnicy powietrznej, koszt naprawy wypalonego pola nie jest aż tak wysoki. Poniżej przedstawiono stosowane głowice dla tego typu izolacji. 2.1. Głowice olejowe Jest to najstarszy typ głowic (rys. nr 1 i 2), który był stosowany głównie do zakańczania kabli typu HAKnFtA. Ich montaż był skomplikowany, ponadto występowały problemy z uzupełnianiem syciwa w głowicy. Ich awarie prze-ważnie powodowały wypa-lenie łącznika w polu, a czasami nawet ich eksplo-zja rozrywała budynek

stacji (rys. nr 3 i Rys. 1 Głowica olejowa typu I Rys. 2 Głowica olejowa typu II


2

4). W ENERDZE zanotowano już kilka takich przy-padków. Obecnie nie stosujemy tego typu głowic [5.11.], jednakże znajduje się ich sporo w eksploata-cji łącznie z kablami o izolacji papierowo-olejowej, których długość wynosi ok. 1600 km.

2.2. Głowice taśmowe Wraz z wprowadzeniem kabli suchych o izolacji z polietylenu termoplastycznego lub usiecio-wanego, pojawiły się głowice taśmowe. Ich awaryjność była znikoma, czasami była spowodowa-na zabrudzeniem głowicy i jej powierzchniowym zawilgoceniem lub obecnością kurzu. 2.3. Głowice prefabrykowane Obecnie w ENERDZE stosujemy głowice prefabrykowane w technologii nasuwanej, termo-kurczliwej i zimnokurczliwej [5.11.]. Awaryjność ich jak do tej pory nie stwarzała istotnych pro-blemów, a ze względu na prostszy montaż preferuje się głowice nasuwane. 3. Rozdzielnice o izolacji SF6 Montaż osprzętu kablowego do rozdzielnic o izolacji SF6 wymaga wysokiej kultury technicznej, znajomości i rozumienia instrukcji montażowej oraz niezbędnego doświadczenia montera o wyso-kich kwalifikacjach. Opisane poniżej awarie spowodowane były błędami montażowymi, których można było uniknąć przy spełnieniu podanych wcześniej warunków. Awarie te stanowią niezły materiał dydaktyczny, aczkolwiek uzyskany dosyć kosztowną metodą. Awaria głowicy przeważnie powoduje rozszczelnienie rozdzielnicy SF6 lub wypalenie izolatora przepustowego na transformatorze. Naprawa tych urządzeń jest droga lub nieopłacalna w pierw-szym przypadku. 3.1. Głowice w polach transformatorowych (200 – 250 A) Rys. nr 5 przedstawia przekrój głowicy, której uszkodzenie zaistniało po 3 latach eksploatacji. Była ona zamontowana w polu transformatorowym rozdzielnicy o izolacji SF6. Zgodnie z in-strukcją montażową należy wykonać połączenie drutami żyły powrotnej z „oczkiem” ekwipoten-

Rys. 3 i 4 Rozerwana stacja po eksplozji głowicy olejowej


3

cjalnym głowicy zaznaczonym literą A na rys. 5. Niestety brak tego połączenia spowodował upa-lenie głowicy w obszarze zaznaczonym literą B na rys. nr 6.

Odmienny błąd montażowy zaistniał w głowicy innego producenta (rys. 7). Głowica ta została zainstalowana na transformatorze, a jej awaria nastąpiła miesiąc po podaniu napięcia. Prawdopo-dobną przyczyną uszkodzenia był skręt głowicy zabroniony w instrukcji montażowej (rys. 8). Niecentryczny rozkład pola spowodował przebicie głowicy (rys. 9) oraz wypalenie izolatora prze-pustowego transformatora (rys. 10).

B

A

Rys. 5 Przekrój głowicy w polu transformatorowym do SF6

Rys. 6 Uszkodzona głowica w polu transformatorowym


4

3.2. Głowice w polach liniowych (400 – 630 A) Opisany poniżej przypadek był seryjnym błędem montażu popełnionym w trzech polach liniowych rozdzielnicy o izolacji SF6 w dwóch stacjach. Monter nie był przeszkolony w mon-tażu takiego typu głowicy (rys. 11) i opierał swoją wiedzę na dotychczasowych instalacjach osprzętu kablowego średnich napięć. Błąd po-legał na nie wkręceniu wkładki izolacyjnej (rys. 12 element 18) oraz założeniu tylko czep-ka zakrywającego (element 19) zgodnie z in-strukcją montażową. Czepek z silikonu wy-trzymał próbę napięciową, ale przy pierwszej burzy (ok. 1 –2 tygodni od odbioru techniczne-go) głowice zostały przebite powodując rozle-głe uszkodzenia rozdzielnicy o izolacji z SF6 (rys. 13, 14, 15, 16, 17).

Rys. 7 Głowica na transformatorze innego producenta

Rys. 8 Zabroniony skręt głowicy z instrukcji montażowej

Rys. 9 Uszkodzona głowica

Rys. 10 Wypalony izolator przepustowy na transformatorze


5

Mimo pozostających elementów z montażu monter nie miał żadnych wątpliwości i nikogo się nie pytał o poprawność instalacji.

Rys. 11 Głowica do pola liniowego SF6

Rys. 13 Uszkodzona głowica w polu liniowym do SF6

Rys. 12 Kolejność montażu głowicy w polu liniowym do SF6


6

4. Wnioski Po zaistniałych awariach przyjęto w ENERDZE następujące zalecenia: 4.1. Wprowadzono zakaz wykonywania muf i głowic średnich napięć przez powyższego montera

na terenie działania ENERGI Gdańskiej Kompanii Energetycznej S.A. 4.2. Wprowadzono obowiązek załączania do dokumentacji powykonawczej zaświadczenia o prze-

szkoleniu elektromontera z danego typu głowic i muf średniego napięcia.

Rys. 14 Uszkodzona rozdzielnica o izolacji SF6

Rys. 15 Wypalona głowica w polu liniowym

Rys. 16 Spalony izolator przepustowy w roz-dzielnicy o izolacji SF6

Rys. 17 Wypalona dziura w rozdzielnicy o izolacji SF6


7

4.3. Pod głowicą ma być umieszczona tabliczką z imieniem i nazwiskiem montera wraz z nume-rem PESEL oraz typem głowicy i datą montażu.

4.4 Przeszkolono służby dozoru technicznego z zakresu montażu nowoczesnego osprzętu kablo-wego średnich napięć wraz z omówieniem zaistniałych awarii.

4.5. Wszystkie uszkodzenia zaistniały w okresie gwarancyjnym i ENERGA nie poniosła żadnych bezpośrednich strat finansowych.

5. Literatura 5.1. ABB Switchgear Manual. Cornelsen Verlag, tenth edition, Berlin, 2001 5.2. Fischer M.: VDEW – Fehlerstatistyk für VPE – Mittelspanungskabel. Elektrizitätswirtschaft,

21/1993 5.3. Heinhold L.: Kabel und Leitungen für Starkstrom. Siemens AG Berlin und München, 4 Auf-

lage, 1987 5.4. Joeck R.: Wstępna analiza ankiety dotyczącej sieci kablowej średniego napięcia będącej na

majątku Zakładów Energetycznych w Polsce. Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej, Poznań, 1994

5.5. Katalog: CABLE ACCESSORIES. EUROMOLD, Whitwood, UK, 1999 5.6. Katalog: Osprzęt kablowy, przewody i kable elektroenergetyczne. nkt cables S.A., Czechowi-

ce-Dziedzice, 2002 5.7. Kiefer G.: VDE 0100 und die Praxis. VDE-Verlag Berlin, 8 Auflage, 1997 5.8. Laskowski L., Masztak R., Stokłosa J.: Zasady budowy linii kablowych. Polskie Towarzy-

stwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej, Poznań, 1999 5.9. Minorski S.: Awaryjność urządzeń energetycznych. PWT, Warszawa, 1960 5.10. Norma SEP: N SEP-E-004 „Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projekto-

wanie i budowa” 5.11. STANDARDY TECHNICZNE OBOWIĄZUJĄCE DLA URZĄDZEŃ SN i nN EKS-

PLOATOWANYCH W ENERDZE GDAŃSKIEJ KOMPANII ENERGETYCZNEJ S.A. Gdańsk, styczeń 2003 (www.energa.pl)

2004 06-22 joeck gdynia awaryjność głowic kablowych w stacjach wnętrzowych sn-nn

Engineering