AWARYJNOŚĆ GŁOWIC KABLOWYCH W STACJACH WNĘTRZOWYCH SN/nN

1. 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: remigiusz.joeck@energa.pl
AWARYJNOŚĆ 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. 2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i
SN/nN - Gdynia
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. 2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i
SN/nN - Gdynia
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. 2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i
SN/nN - Gdynia
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. 2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i
SN/nN - Gdynia
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. 2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i
SN/nN - Gdynia
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. 2004-06-22 PTPiREE Konferencja Naukowo-Techniczna Stacje Elektroenergetyczne WN/SN i
SN/nN - Gdynia
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)