Những sai lầm thường gặp khi kết nối với cáp cao áp

Hãy lắng nghe phân tích chuyên sâu về nghiên cứu
0:00 0:00
Những sai lầm thường gặp khi kết nối với cáp cao áp
Bộ ngắt mạch SF6 BESF6-40.5, 40,5 kV, 1250 A – Thiết bị tích hợp công tắc cách ly, khả năng ngắt 31,5 kA, chịu được xung 185 kV
Thiết bị đóng cắt GIS

Giới thiệu

Giao diện cáp giữa một hệ thống điện áp cao Dây cáp XLPE1 và một Tủ điện GIS2 Khoang phân vùng là một trong những mối nối đòi hỏi cao nhất về mặt cơ khí và điện trong dự án nâng cấp lưới điện — và cũng là một trong những vị trí thường xuyên bị ảnh hưởng nhất do các lỗi lắp đặt mà không thể nhìn thấy sau khi lắp ráp, không thể phát hiện qua kiểm tra trực quan thông thường, và có khả năng gây ra phóng điện cục bộ3 quá trình này làm suy giảm lớp cách điện của mối nối trong nhiều tháng trước khi dẫn đến sự cố nghiêm trọng vào thời điểm tồi tệ nhất có thể. Các điểm kết nối cáp trong thiết bị đóng cắt GIS — đầu nối khuỷu, ống lót cắm và đầu nối tháo rời theo IEC 62271-2094 — đòi hỏi mức độ chuẩn bị bề mặt, căn chỉnh kích thước và kiểm soát lực lắp ráp có sự khác biệt về chất so với các phương pháp nối cáp mà những người thợ nối cáp cao áp giàu kinh nghiệm áp dụng trong công việc tại trạm biến áp AIS. Những sai sót lắp đặt nghiêm trọng nhất khi kết nối cáp XLPE cao áp với tủ điện GIS không phải là những lỗi rõ ràng dẫn đến kết quả kiểm tra không đạt ngay lập tức — mà là những sai sót khó nhận ra trong khâu chuẩn bị bề mặt, bôi trơn, kiểm tra độ sâu lắp đặt và việc lắp khớp nón chịu lực, những sai sót này có thể vượt qua bài kiểm tra điện môi khi nghiệm thu nhưng sau đó lại gây ra hiện tượng phóng điện cục bộ tại điểm giao tiếp dưới tác động của chu kỳ nhiệt và ứng suất điện áp trong quá trình vận hành bình thường. Đối với các kỹ sư dự án nâng cấp lưới điện, giám sát viên lắp đặt EPC và các đội nghiệm thu trạm biến áp chịu trách nhiệm về chất lượng lắp đặt giao diện cáp GIS, tài liệu hướng dẫn này chỉ ra những sai sót nghiêm trọng, giải thích các cơ chế hỏng hóc do chúng gây ra, đồng thời cung cấp quy trình lắp đặt chính xác nhằm khắc phục những sai sót đó.

Mục lục

Hệ thống giao diện cáp cao áp GIS là gì và các tiêu chuẩn IEC nào quy định các yêu cầu lắp đặt của hệ thống này?

Cáp XLPE cao áp kết hợp với tủ điện GIS
Cáp XLPE cao áp kết hợp với tủ điện GIS

Hệ thống giao diện cáp GIS là tập hợp các thành phần tạo ra một kết nối kín khí, liên tục về mặt điện và chắc chắn về mặt cơ học giữa đầu nối cáp XLPE và khoang cáp cách điện SF6 của tủ đóng cắt GIS — một mối nối phải đồng thời duy trì tính toàn vẹn của khí SF6, kiểm soát ứng suất điện tại vùng cắt lớp màn chắn cáp, đồng thời chịu được các lực cơ học do trọng lượng cáp, sự giãn nở nhiệt và sai lệch vị trí lắp đặt gây ra mà không làm ảnh hưởng đến giao diện cách điện.

Các thành phần hệ thống giao diện và thông số kỹ thuật

Bộ kết nối cáp GIS bao gồm ba thành phần có mối quan hệ tương hỗ:

  • Đầu nối khuỷu cắm hoặc đầu nối thẳng: Thành phần giao diện có thể tháo rời — thường có điện áp định mức từ 12 kV đến 40,5 kV; lực cắm từ 500–2.500 N tùy thuộc vào cấp điện áp; điện trở tiếp xúc ≤ 20 μΩ ở dòng điện định mức
  • Dây cáp nón giảm chấn5: Bộ phận cao su silicone đúc sẵn hoặc lắp ghép giúp kiểm soát sự tập trung ứng suất điện tại vị trí cắt lớp chắn của cáp — khoảng cách rò rỉ 25–45 mm/kV tùy thuộc vào cấp độ ô nhiễm; áp suất tiếp xúc 0,3–0,8 MPa so với lỗ trong của đầu nối
  • Ống lót khoang cáp GIS: Bộ phận giao diện phía SF6 — nhựa epoxy hoặc cao su silicone; điện áp định mức phù hợp với khoang GIS; gioăng kín khí tại mặt bích khoang

Các tiêu chuẩn IEC có hiệu lực

Tiêu chuẩnPhạm viYêu cầu cài đặt chính
IEC 62271-209Kết nối cáp cho GIS — Kích thước giao diện và yêu cầu thử nghiệmXác định cấu trúc hình học của giao diện mà đầu nối cáp và ống lót GIS phải tương thích với nhau
IEC 60840Cáp điện trên 30 kV — phụ kiệnThiết kế nón chịu lực và các yêu cầu về áp suất tại mặt tiếp xúc
IEC 62067Dây cáp điện có điện áp trên 150 kVCác yêu cầu mở rộng về giao diện cho các ứng dụng điện áp cực cao (EHV)
IEC 60502-4Phụ kiện cho cáp điện áp từ 6 kV đến 30 kVQuy trình lắp đặt và kiểm tra đối với các đầu nối có thể tháo rời

Yêu cầu về hình học giao diện theo tiêu chuẩn IEC 62271-209 là tiêu chuẩn quan trọng nhất đối với việc lắp đặt giao diện cáp GIS — tiêu chuẩn này quy định các dung sai kích thước cho các bề mặt tiếp xúc giữa đầu nối cáp và ống lót GIS, những thông số này phải được kiểm tra trước khi bắt đầu lắp ráp. Việc lắp ghép đầu nối cáp của một nhà sản xuất với ống lót GIS của một nhà sản xuất khác mà không thực hiện kiểm tra giao diện theo tiêu chuẩn IEC 62271-209 là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến sự cố giao diện cáp GIS trong các dự án nâng cấp lưới điện.

Những sai sót nghiêm trọng nhất trong quá trình lắp đặt tại giao diện cáp GIS là gì và chúng gây ra những cơ chế hỏng hóc nào?

Hình minh họa kỹ thuật cắt ngang chi tiết về giao diện cáp của hệ thống GIS, cho thấy các cơ chế hư hỏng do những sai sót nghiêm trọng trong quá trình lắp đặt gây ra. Các chú thích chỉ ra các vị trí 'Ô nhiễm bề mặt' và 'Khoảng trống tại giao diện (điểm phóng điện cục bộ)' bên trong nón ứng suất, cũng như hiện tượng 'Sự lệch trục của nón ứng suất' tại giao diện ống lót của hệ thống GIS.
Phân tích cơ chế hỏng hóc giao diện cáp GIS

Sáu sai sót trong quá trình lắp đặt là nguyên nhân chính dẫn đến phần lớn các sự cố tại giao diện cáp GIS được xác định qua các cuộc điều tra sau sự cố — mỗi sai sót đều có cơ chế hỏng hóc riêng biệt, giải thích lý do tại sao lỗi này lại vượt qua được bài kiểm tra nghiệm thu ban đầu nhưng lại gây ra sự cố trong quá trình vận hành sau đó vài tháng hoặc vài năm.

Lỗi 1: Dùng không đủ hoặc bôi sai cách chất bôi trơn bề mặt tiếp xúc

Mỡ silicone được bôi lên bề mặt tiếp xúc giữa nón chịu lực và lỗ kết nối có hai chức năng: giúp việc lắp ghép diễn ra trơn tru mà không gây hư hại bề mặt, đồng thời lấp đầy các khe hở siêu nhỏ tại bề mặt tiếp xúc – những khe hở này nếu không được lấp đầy sẽ trở thành điểm phóng điện cục bộ. Hai sai sót phổ biến nhất khi sử dụng chất bôi trơn là:

  • Đăng ký chưa đủ: Việc thiếu chất bôi trơn sẽ tạo ra các vùng tiếp xúc khô tại bề mặt tiếp giáp — những khoảng trống vi mô có kích thước từ 0,1–0,5 mm, nơi tập trung ứng suất điện và gây ra hiện tượng phóng điện cục bộ ở mức điện áp thấp hơn nhiều so với mức chịu đựng thiết kế
  • Sử dụng loại dầu bôi trơn không phù hợp: Các chất bôi trơn không chứa silicone (mỡ gốc dầu mỏ, chất bôi trơn đa dụng) không tương thích về mặt hóa học với nón chịu lực bằng cao su silicone — chúng gây ra hiện tượng phồng lên, suy giảm bề mặt và làm giảm áp suất tiếp xúc sau 6–18 tháng sử dụng

Cơ chế hỏng hóc: Hiện tượng phóng điện cục bộ tại các vị trí thiếu chất bôi trơn làm mòn bề mặt cao su silicone với tốc độ khoảng 0,01–0,05 mm trên mỗi 1.000 giờ hoạt động phóng điện cục bộ — tạo ra một rãnh dẫn điện ngày càng mở rộng, cuối cùng nối liền toàn bộ chiều dài bề mặt tiếp xúc và gây ra sự cố chạm pha với đất.

Sai lầm thứ 2: Ô nhiễm bề mặt tại vùng tiếp xúc

Bất kỳ tạp chất nào trên bề mặt ngoài của nón chịu lực hoặc bề mặt trong của lỗ kết nối — bụi, mạt cách điện từ dây cáp do quá trình cắt, hơi ẩm do ngưng tụ, hoặc dầu từ dấu vân tay — đều tạo ra một lớp dẫn điện hoặc bán dẫn tại bề mặt tiếp xúc, khiến:

  • Giảm điện trở giao diện hiệu dụng từ > 10¹² Ω xuống < 10⁸ Ω tại vị trí bị ô nhiễm
  • Tạo ra một điểm tập trung ứng suất điện dung vượt quá giới hạn chịu điện môi cục bộ của cao su silicone
  • Gây ra hiện tượng phóng điện cục bộ mà không thể phát hiện được thông qua thử nghiệm chịu điện áp tần số công nghiệp trong thời gian thử nghiệm tiêu chuẩn

Lỗi phát hiện: Một bề mặt tiếp xúc bị ô nhiễm thường vượt qua được thử nghiệm chịu điện áp tần số công nghiệp trong 1 phút ở điện áp thử nghiệm định mức — hoạt động của hiện tượng phóng điện phần tử (PD) tại các vị trí ô nhiễm cần từ 10 đến 100 giờ chịu tác động của điện áp mới gây ra sự suy giảm cách điện có thể đo lường được, thời gian này vượt xa thời gian của bất kỳ thử nghiệm nghiệm thu nào.

Sai lầm 3: Độ sâu lắp đặt không chính xác — Nón chịu lực chưa được lắp chặt

Nón giảm ứng suất phải được lắp vào đến độ sâu do nhà sản xuất quy định để định vị hình học giảm ứng suất chính xác trên phần cắt lùi của lớp lưới bảo vệ cáp. Chỉ cần sai lệch độ sâu lắp đặt từ 5–10 mm cũng đủ làm lệch vị trí hình học kiểm soát trường của nón giảm ứng suất so với vị trí cắt lùi của lớp lưới bảo vệ — dẫn đến hình thành một vùng tập trung ứng suất điện không được kiểm soát tại mép lớp lưới bảo vệ:

Emax=Uphaseεr×dgapE_{max} = \frac{U_{phase}}{\varepsilon_r \times d_{gap}}

Ở đâu EmaxE_{max} là cường độ trường tối đa (kV/mm),UphaseU_{phase} là điện áp pha (kV),εr\varepsilon_r là hằng số điện môi tương đối của vật liệu cách điện, và dgapd_{gap} là kích thước khe hở tại điểm tập trung ứng suất (mm). Ở điện áp pha 24 kV với khe hở tập trung ứng suất 2 mm và εr\varepsilon_r = 2.3 (XLPE):

Emax=13.92.3×2=3.0 kV/mmE_{max} = \frac{13,9}{2,3 \times 2} = 3,0 kV/mm

Độ mạnh trường điện từ này vượt quá điện áp khởi phát phóng điện cục bộ của các lỗ rỗng siêu nhỏ chứa không khí tại mép cắt của màn chắn — gây ra hiện tượng phóng điện cục bộ (PD) không thể quan sát được trong giai đoạn vận hành ban đầu nhưng lại gây hư hỏng nghiêm trọng sau nhiều tháng sử dụng.

Sai lầm thứ 4: Lắp ghép giao diện giữa các nhà sản xuất khác nhau mà không kiểm tra kích thước

Một trường hợp khách hàng: Một kỹ sư dự án tại một nhà thầu EPC ở Quảng Đông, Trung Quốc đã liên hệ với Bepto sau khi xảy ra hai sự cố hỏng hóc tại các điểm nối cáp GIS trong vòng 14 tháng kể từ khi đưa vào vận hành trạm biến áp nâng cấp lưới điện 110 kV. Cuộc điều tra sau sự cố cho thấy các đầu nối khuỷu cáp được cung cấp bởi một nhà sản xuất khác với các ống lót khoang cáp GIS — hai thành phần này được định mức danh nghĩa cùng một loại điện áp nhưng có đường kính lỗ giao diện chênh lệch 1,8 mm so với dung sai quy định trong tiêu chuẩn IEC 62271-209. Sự không khớp về kích thước đã gây ra áp lực tiếp xúc không đủ trên diện tích bề mặt nón ứng suất của 40% — tạo ra vùng phóng điện cục bộ phân tán mà thử nghiệm điện môi khi đưa vào vận hành không phát hiện được. Cả hai giao diện hỏng đều yêu cầu thay thế hoàn toàn khoang cáp, với tổng chi phí khắc phục là ¥1,85 triệu và chậm trễ 31 ngày trong lịch trình nâng cấp lưới điện. Đội ngũ kỹ sư ứng dụng của Bepto đã cung cấp danh sách kiểm tra kích thước giao diện theo tiêu chuẩn IEC 62271-209, được áp dụng cho 18 giao diện cáp còn lại trong dự án — không có sự cố giao diện nào trong 36 tháng vận hành tiếp theo.

Lỗi 5: Kích thước cắt lót lớp chắn cáp không chính xác

Chiều dài cắt lót lưới của cáp — khoảng cách từ mép lưới đến bề mặt cách điện của cáp — phải khớp với hình học thiết kế của hình nón ứng suất trong phạm vi ±2 mm. Các sai số về chiều dài cắt lót lưới do sử dụng dụng cụ chuẩn bị cáp không đúng cách hoặc sai sót trong đo lường sẽ làm lệch hình học kiểm soát trường của hình nón ứng suất, tương tự như sai số về độ sâu lắp đặt đã mô tả ở trên.

Sai lầm thứ 6: Hệ thống đỡ cáp không đủ chắc chắn — Áp lực cơ học lên điểm nối

Các giao diện cáp GIS được thiết kế để không chịu tải trọng cơ học liên tục tại điểm giao diện — trọng lượng của cáp và bất kỳ lực lệch trục nào trong quá trình lắp đặt phải được các kẹp đỡ cáp chịu lực, chứ không được truyền đến giao diện đầu nối. Việc hỗ trợ cáp không đầy đủ sẽ dẫn đến:

  • Mô-men uốn liên tục tại giao diện giữa đầu nối và ống lót — làm giảm dần áp lực tiếp xúc tại giao diện ở phía chịu kéo
  • Chuyển động vi mô tại bề mặt tiếp xúc trong quá trình thay đổi nhiệt độ — hiện tượng mài mòn do ma sát của bề mặt cao su silicone với mức độ 0,001–0,01 mm mỗi chu kỳ nhiệt

Làm thế nào để lựa chọn và kiểm tra hệ thống giao diện cáp GIS phù hợp cho các dự án nâng cấp lưới điện?

Bức ảnh kỹ thuật chi tiết ghi lại quá trình đo đạc hệ thống giao diện đầu cuối cáp GIS tại một trạm biến áp chuyên nghiệp. Một thước kẹp số chính xác được sử dụng để kiểm tra đường kính lỗ của đầu nối cắm cáp XLPE 35kV theo tiêu chuẩn IEC 62271-209, hiển thị rõ thông số 'Đường kính lỗ Ø 72,05 mm' và sự tuân thủ dung sai (±0,1 mm). Các nhãn tích hợp nổi bật ghi 'TUÂN THỦ IEC 62271-209' và 'HỆ THỐNG CỦA MỘT NHÀ SẢN XUẤT ĐƯỢC KIỂM TRA TẠI NHÀ MÁY'. Một kỹ thuật viên khác đang đeo găng tay đo chiều dài cắt lớp màn chắn trên một sợi cáp XLPE đã được chuẩn bị sẵn. Phía sau là các tủ thiết bị đóng cắt GIS phức tạp và cơ sở hạ tầng cáp.
Xác minh sự tuân thủ về kích thước và khả năng tích hợp của giao diện cáp GIS

Bước 1: Xác định các yêu cầu về điện

  • Điện áp định mức: Xác nhận hệ thống giao diện cáp có mức định mức phù hợp với điện áp của khoang GIS — 12 kV, 24 kV hoặc 40,5 kV; tuyệt đối không được sử dụng thành phần giao diện có mức định mức thấp hơn cho khoang GIS có mức định mức cao hơn
  • Dòng điện định mức: Hãy đảm bảo rằng dòng điện định mức của đầu nối bằng hoặc lớn hơn dòng điện định mức của mạch cáp — cần điều chỉnh công suất theo nhiệt độ khi nhiệt độ môi trường vượt quá 40°C
  • Dòng ngắn mạch định mức: Xác nhận rằng dòng điện chịu được ngắn mạch của đầu nối phù hợp với mức độ sự cố của khoang GIS — các đầu nối có kích thước không đủ sẽ bị hỏng về mặt cơ học khi xảy ra sự cố dòng điện

Bước 2: Kiểm tra tính tương thích về kích thước của giao diện theo tiêu chuẩn IEC 62271-209

Tham số giao diệnIEC 62271-209 Dung saiPhương pháp xác minh
Đường kính lỗ của đầu nối±0,1 mmĐo bằng thước đo lỗ đã được hiệu chuẩn
Đường kính đầu nối ống lót±0,1 mmMicromet đo bên ngoài đã được hiệu chuẩn
Chiều dài tiếp xúc của giao diện±0,5 mmĐo độ sâu
Chiều dài cắt màn hình±2,0 mmĐo bằng thước thép sau khi chuẩn bị
Dấu chỉ độ sâu lắp±1,0 mmDấu mốc độ sâu do nhà sản xuất quy định trên nón chịu lực

Bước 3: Xem xét các điều kiện môi trường

  • Trạm biến áp GIS trong nhà: Nón chịu lực bằng cao su silicone tiêu chuẩn — nhiệt độ hoạt động từ −25°C đến +90°C
  • Lắp đặt ngoài trời hoặc ven biển: Chỉ định cao su silicone kỵ nước có khả năng chống rò điện được cải thiện — thử nghiệm sương muối theo tiêu chuẩn IEC 60507, tối thiểu là Loại IV
  • Nâng cấp lưới điện ở vùng cao (> 1.000 m): Áp dụng hệ số hiệu chỉnh độ cao theo tiêu chuẩn IEC 62271-1 để xác minh khả năng chịu điện áp điện môi của giao diện — 1,13% cho mỗi 100 m trên độ cao 1.000 m

Bước 4: Xác nhận hệ thống giao diện của một nhà sản xuất duy nhất

Một trường hợp khách hàng khác: Một giám đốc mua sắm tại một đơn vị vận hành lưới điện khu vực ở Sơn Đông, Trung Quốc đã liên hệ với Bepto để xác định hệ thống giao diện cáp cho dự án nâng cấp lưới điện trạm biến áp GIS 35 kV phục vụ một khu công nghiệp. Theo yêu cầu kỹ thuật ban đầu, các đầu nối cáp và ống lót GIS được phép sử dụng từ các nhà cung cấp khác nhau đã được phê duyệt — một quyết định nhằm tối ưu hóa chi phí mà đội ngũ kỹ sư ứng dụng của Bepto đã chỉ ra là tiềm ẩn rủi ro về tính tương thích kích thước. Bepto đã đề xuất và cung cấp một hệ thống giao diện từ một nhà sản xuất duy nhất với sự tuân thủ kích thước theo tiêu chuẩn IEC 62271-209 đã được nhà máy xác nhận cho tất cả 24 giao diện cáp. Việc lắp đặt đã hoàn tất mà không cần sửa chữa lại bất kỳ giao diện nào; thử nghiệm phóng điện cục bộ trong quá trình vận hành thử đã xác nhận không có hoạt động phóng điện cục bộ nào trên 5 pC tại tất cả 24 giao diện.

Quy trình lắp đặt giao diện cáp GIS đúng là gì và làm thế nào để kiểm tra tính toàn vẹn của giao diện trước khi cấp điện?

Bức ảnh chi tiết theo phong cách kỹ thuật ghi lại quá trình chuẩn bị chính xác của một sợi cáp XLPE cao áp. Góc chụp cận cảnh tập trung vào đầu cáp đã được bóc vỏ, nơi có thể nhìn thấy rõ ràng dây dẫn đồng dạng sợi xoắn, sạch sẽ và có hình tròn hoàn hảo. Một kỹ thuật viên đeo găng tay chuyên dụng sử dụng thước kẹp kỹ thuật số đã được hiệu chuẩn để đo dây dẫn và lớp cách điện đã được bóc lộ. Các nhãn chỉ ra các lớp chính: 'Dây dẫn đồng xoắn tròn', 'Lớp chắn dẫn điện bán dẫn', 'Lớp cách điện XLPE sạch', 'Lớp chắn cách điện đã được bóc lột' và 'Công cụ bóc lột chính xác'. Các công cụ chuyên dụng khác được đặt trên bàn làm việc sạch sẽ.
Chuẩn bị chính xác cáp XLPE cao áp với dây dẫn tròn bện

Quy trình lắp đặt đúng — Từng bước một

  1. Chuẩn bị đầu cáp: Cắt cáp thành hình vuông bằng dụng cụ cắt do nhà sản xuất quy định — đảm bảo mặt cắt vuông góc với độ sai lệch không quá 1°; đo và đánh dấu chiều dài cắt lớp lưới theo thông số kỹ thuật của nón chịu lực với sai số ±2 mm; sử dụng dụng cụ cắt lớp lưới chuyên dụng — tuyệt đối không dùng dao vì có thể làm xước bề mặt lớp cách điện XLPE.
  2. Vệ sinh bề mặt: Lau sạch bề mặt lớp cách điện XLPE và lỗ côn chịu lực bằng vải sạch, không xơ, đã được làm ẩm bằng cồn isopropyl — để cồn bay hơi hoàn toàn (tối thiểu 5 phút) trước khi bôi chất bôi trơn; đeo găng tay nitrile sạch trong suốt quá trình thao tác tiếp theo — không được dùng tay trần chạm vào các bề mặt tiếp xúc.
  3. Cách sử dụng chất bôi trơn: Bôi đều mỡ silicone theo quy định của nhà sản xuất lên toàn bộ bề mặt ngoài của nón chịu lực và bề mặt trong của lỗ kết nối — kiểm tra để đảm bảo mỡ được bôi phủ hoàn toàn, không có vùng nào bị khô; ghi lại số lô và hạn sử dụng của chất bôi trơn vào hồ sơ lắp đặt.
  4. Dấu hiệu độ sâu lắp đặt: Dùng thước đo độ sâu do nhà sản xuất quy định để đánh dấu độ sâu lắp đặt chính xác trên bề mặt cách điện của cáp — dấu này là cách duy nhất để xác nhận một cách đáng tin cậy rằng nón chịu lực đã được lắp vào đúng vị trí sau khi lắp đặt.
  5. Chèn có kiểm soát: Lắp cụm nón chịu lực với lực dọc trục ổn định — không xoay trong quá trình lắp; sau khi lắp xong, hãy kiểm tra xem vạch đánh dấu độ sâu có thẳng hàng với mặt đầu nối hay không; nếu lực lắp nhỏ hơn mức tối thiểu do nhà sản xuất quy định thì cho thấy áp lực tiếp xúc tại điểm giao tiếp không đủ.
  6. Lắp đặt giá đỡ cáp: Lắp đặt các kẹp đỡ cáp trong phạm vi 300 mm tính từ giao diện đầu nối — kiểm tra xem đầu nối có chịu lực ngang nào không sau khi lắp đặt kẹp bằng cách xác nhận rằng vị trí căn chỉnh của đầu nối vẫn không thay đổi.
  7. Kiểm tra mô-men xoắn: Siết chặt tất cả các bu-lông kết nối theo mô-men xoắn do nhà sản xuất quy định theo trình tự hình chữ thập — ghi lại các giá trị mô-men xoắn vào biên bản lắp đặt.

Những lỗi cài đặt thường gặp cần khắc phục

  • Lỗi 1 — Tái sử dụng chất bôi trơn từ thùng đã mở trước đó: Mỡ silicone bị nhiễm bẩn hoặc đã khô một phần sẽ không phủ đều lên bề mặt tiếp xúc — hãy sử dụng một hộp đựng kín mới cho mỗi lần lắp đặt.
  • Lỗi 2 — Lắp nón chịu lực trong môi trường lạnh: Cao su silicone sẽ cứng lại khi nhiệt độ xuống dưới 10°C — lực lắp đặt tăng lên và nguy cơ hư hỏng bề mặt cũng tăng theo; hãy làm ấm nón chịu lực lên ít nhất 15°C trước khi lắp đặt trong điều kiện thời tiết lạnh.
  • Lỗi 3 — Bỏ qua thử nghiệm vận hành thử phóng điện cục bộ: Chỉ riêng thử nghiệm chịu điện áp tần số công nghiệp không thể phát hiện được các vị trí phóng điện cục bộ (PD) do các lỗ rỗng vi mô gây ra — việc đo lường phóng điện cục bộ ở mức 1,5 lần U₀ theo tiêu chuẩn IEC 60270 là bắt buộc đối với mọi điểm nối cáp của hệ thống GIS trước khi cấp điện.

Danh sách kiểm tra trước khi cấp điện

  • Đã xác nhận vạch đánh dấu độ sâu lắp đặt trùng khớp với mặt đầu nối — tất cả các giao diện.
  • Đã lắp đặt các kẹp đỡ cáp và xác nhận không có lực ngang — tại tất cả các điểm kết nối.
  • Đã ghi lại mô-men xoắn của bu-lông kết nối — tất cả các điểm kết nối.
  • Thử nghiệm phóng điện cục bộ ở mức 1,5× U0: Mức PD < 10 pC — tất cả các bề mặt tiếp xúc.
  • Áp suất khí trong khoang SF6 đã được xác nhận ở mức áp suất nạp định mức sau khi khoang cáp được bịt kín.

Kết luận

Các lỗi lắp đặt giao diện cáp GIS là loại khuyết tật trong quá trình nghiệm thu nâng cấp lưới điện có khả năng cao nhất biến một cuộc thử nghiệm nghiệm thu thành công thành sự cố vận hành — bởi vì các cơ chế gây sự cố do chúng gây ra hoạt động dưới ngưỡng phát hiện của thử nghiệm chịu đựng tần số công nghiệp và trên ngưỡng phát hiện của phép đo phóng điện cục bộ, khiến việc thử nghiệm nghiệm thu phóng điện cục bộ (PD) trở thành rào cản chất lượng đáng tin cậy duy nhất giữa một hệ thống lắp đặt bị lỗi và mạch cao áp đang hoạt động. Hãy chỉ định các hệ thống giao diện được xác nhận theo tiêu chuẩn IEC 62271-209 của một nhà sản xuất duy nhất, thực thi quy trình chuẩn bị bề mặt và bôi trơn mà không có ngoại lệ, xác minh độ sâu lắp vào trên mọi giao diện và vận hành thử nghiệm mọi giao diện cáp GIS bằng thử nghiệm phóng điện cục bộ — bởi vì kỷ luật lắp đặt giúp loại bỏ sáu sai lầm này chính là kỷ luật mang lại độ tin cậy nâng cấp lưới điện mà thông số kỹ thuật dự án đã hứa hẹn và chủ sở hữu tài sản yêu cầu.

Câu hỏi thường gặp về việc lắp đặt thiết bị đóng cắt GIS kết nối với cáp cao áp

Câu hỏi: Tại sao một lỗi lắp đặt giao diện cáp GIS lại vượt qua được thử nghiệm chịu đựng tần số nguồn trong giai đoạn chạy thử nhưng lại gây ra sự cố trong vòng 12–18 tháng sau khi đưa vào vận hành?

A: Các vị trí phóng điện cục bộ (PD) do lỗ rỗng vi mô gây ra cần phải chịu tác động của điện áp trong khoảng 10–100 giờ mới dẫn đến sự suy giảm cách điện có thể đo lường được — thời gian này vượt xa thời lượng 1 phút của thử nghiệm vận hành; chỉ có phép đo phóng điện cục bộ ở mức 1,5 lần U₀ mới có thể phát hiện các vị trí này trước khi cấp điện.

Câu hỏi: Tiêu chuẩn IEC nào quy định các dung sai kích thước của giao diện cần được kiểm tra khi lắp ghép đầu nối khuỷu cáp với ống lót khoang cáp GIS của nhà sản xuất khác?

A: Tiêu chuẩn IEC 62271-209 — quy định dung sai đường kính lỗ, đường kính đầu nối và chiều dài tiếp xúc là ±0,1 mm; sự sai lệch kích thước vượt quá các dung sai này sẽ dẫn đến áp lực tiếp xúc tại giao diện không đủ và xuất hiện các vùng phóng điện cục bộ phân tán.

Câu hỏi: Theo tiêu chuẩn IEC 60270, mức phóng điện cục bộ tối đa cho phép tại giao diện cáp của hệ thống GIS trong quá trình thử nghiệm vận hành là bao nhiêu, và phải thực hiện phép đo ở điện áp thử nghiệm nào?

A: Giá trị PD phải nhỏ hơn 10 pC khi đo ở mức điện áp 1,5 lần U0 (điện áp pha-đất); bất kỳ bộ phận kết nối nào có giá trị PD vượt quá 10 pC ở mức điện áp thử nghiệm này đều phải được tháo rời, kiểm tra và lắp đặt lại trước khi cấp điện.

Câu hỏi: Tại sao tuyệt đối không được sử dụng chất bôi trơn gốc dầu mỏ trên các nón chịu lực bằng cao su silicone trong quá trình lắp đặt giao diện cáp GIS?

A: Chất bôi trơn gốc dầu mỏ gây ra hiện tượng phồng lên và suy giảm bề mặt của cao su silicone — làm giảm áp suất tiếp xúc tại bề mặt tiếp giáp từ 30–60% trong vòng 6–18 tháng sử dụng và tạo ra các điểm phóng điện cục bộ do lỗ rỗng vi mô, từ đó dẫn đến sự cố tại bề mặt tiếp giáp.

Câu hỏi: Yêu cầu lắp đặt giá đỡ cáp nào cần được kiểm tra sau khi lắp ráp cụm giao diện cáp GIS để ngăn ngừa sự suy giảm chất lượng giao diện do ứng suất cơ học gây ra trong quá trình thay đổi nhiệt độ?

A: Các kẹp đỡ cáp phải được lắp đặt trong phạm vi 300 mm tính từ mặt tiếp xúc của đầu nối và phải được kiểm tra để đảm bảo không tạo ra lực ngang nào lên đầu nối — mô-men uốn liên tục tại mặt tiếp xúc sẽ làm giảm áp lực tiếp xúc ở phía chịu lực kéo và gây ra hiện tượng mài mòn do ma sát lặp đi lặp lại trong điều kiện thay đổi nhiệt độ.

  1. Vật liệu cách điện polyethylene liên kết chéo được sử dụng trong cáp cao áp nhờ các tính chất nhiệt và điện vượt trội.

  2. Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí sử dụng khí SF6 để phân phối điện cao áp một cách gọn nhẹ và đáng tin cậy.

  3. Những tia lửa điện nhỏ xuất hiện bên trong lớp cách điện hoặc tại các điểm tiếp xúc, dẫn đến tình trạng hư hỏng cách điện ngày càng nghiêm trọng.

  4. Tiêu chuẩn quốc tế quy định kích thước giao diện và các yêu cầu thử nghiệm đối với cáp kết nối với thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí.

  5. Thành phần thiết yếu được sử dụng để kiểm soát ứng suất điện trường tại điểm cắt lớp vỏ kim loại của cáp.

Liên quan

Jack Bepto

Xin chào, tôi là Jack, một chuyên gia về thiết bị điện với hơn 12 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực phân phối điện và hệ thống trung áp. Thông qua Bepto electric, tôi chia sẻ những kinh nghiệm thực tiễn và kiến thức kỹ thuật về các thành phần chính của lưới điện, bao gồm tủ điện, công tắc ngắt tải, cầu dao chân không, thiết bị ngắt mạch và biến áp đo lường. Nền tảng này phân loại các sản phẩm này thành các danh mục có cấu trúc rõ ràng, kèm theo hình ảnh và giải thích kỹ thuật, nhằm giúp các kỹ sư và chuyên gia trong ngành hiểu rõ hơn về thiết bị điện và cơ sở hạ tầng hệ thống điện.

Bạn có thể liên hệ với tôi qua [email protected] đối với các câu hỏi liên quan đến thiết bị điện hoặc ứng dụng hệ thống điện.

Mục lục
Mẫu liên hệ
🔒 Thông tin của bạn được bảo mật và mã hóa.