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Aug 12, 2023

オースティン・エナジーの発電ケーブルの欠陥

2022 年から 2023 年にかけて、サンド ヒル エネルギー センターはケーブル配線で 2 つの重大な欠陥に遭遇し、そのうちの 1 つはアーク障害を引き起こしました。 これらは驚きであり、チームは検査と検査を検討することになりました。

2022 年から 2023 年にかけて、サンド ヒル エネルギー センターはケーブル配線で 2 つの重大な欠陥に遭遇し、そのうちの 1 つはアーク障害を引き起こしました。 これらは驚きであり、チームはこれまで考慮されていなかった検査とテストを検討するようになりました。 幸い怪我人は出ませんでしたが、ニアミスが２回も多すぎました。

サンド ヒル エネルギー センターは、テキサス州デル バレにあるオースティン エナジーの発電施設です。 このセンターは約 600 MW のプラントで、その容量の半分はコンバインド サイクル ユニットに、残りの半分は 6 台の LM6000 ガス タービンにあります。 後の 6 基のうち 4 基は 2000 年に遡る元の工場の一部で、残りの 2 基は 2010 年に追加されました。

2022 年 8 月、プラントの操業は保護リレーの動作を示す一連の予期しないアラームを受信しました。 検査の結果、離れた建物に接続されている 4,160 V の給電ケーブルにアーク故障の兆候が見られました。 キャビネット内にはアーク現象が発生したことを示す重大な痕跡がありました (図 1)。 最も顕著な兆候は、1 本のケーブルに小さな開口部があり、部分的に銅が剥がれているのが見えました。

1. アーク断層の位置。 提供: オースティン・エナジー

このフィーダのケーブルはマンホールに通され、導管を通って離れた建物につながっています。 マンホールには導管の高さよりも高い水が溜まっていたことが判明した。 このイベントの前に水を汲み出す習慣はありませんでしたが、イベント後に運営担当者がマンホールから水を汲み出しました。 電気業界では、地下のマンホール、ダクト堤、導管が頻繁に水で満たされることは周知の事実です。 これは通常は問題ありません。

このフィーダに関連付けられた SEL 751 フィーダ保護リレーには、キャビネット内の光を検出するための光ファイバーが装備されています。 リレーが光と過電流状態の両方を検出すると、アークフラッシュイベントとみなされます。 リレーは、この障害を解消するために上流の補助変圧器を絶縁するように機能します。 リレーのトリップ方程式には、光検出 (TOL) と高速過電流検出 (50PAF) の項が含まれています。

リレーからのイベント ファイルを検査したところ、イベント前の未知の時間、光の存在とともに 325 A RMS の電流があったことがわかりました。 これは、イベントの前に未知の時間にわたって低エネルギーの放電が発生したことを示唆しています。 ある時点で、この放電による蓄積された損傷により、はるかに大きなアーク (11,000 A RMS) の導電経路が可能になり、これは給電線の保護をトリップさせるのに十分でした。 このトリップ状態に達すると、アークは 2 ライン サイクルまたは 33.3 ミリ秒以内に消えます。

マンホール内のケーブルには十分なたるみがあり、新しい終端を取り付けるために 3 フィートほど取り外すことができました。 計装、制御、および電気 (ICE) ショップの技術者は、損傷したセグメントを取り外しましたが、再取り付けはしませんでした。 チームがオプションを検討している間、ケーブルは約 3 週間その状態に置かれていました。

このアイドル時間中、ケーブルは導体の周囲から少量の水をしみ出し続けました。 さらに、白いチョーク状の物質がケーブル上に形成され、地面までほとんど伸びていました (図 2)。 この事象が発生する前から、キャビネット内の他の相ケーブルにも存在していました。 この物質は、ケーブルのジャケットに塗布されたオイルシーラントの加水分解反応の結果としてケーブルメーカーによって特定されました。

2. 3 週間後にケーブルを接続します。 提供: オースティン・エナジー

最終的に、この回路によって給電される機器に対する需要は、フィーダを稼働状態に戻す必要がある時点に達しました。 ICE 技術者は、すべての三相ケーブルの絶縁抵抗を、機器から絶縁されているときと、下流のブレーカーに接続されているときに測定しました。 比較するベースラインがなかったため、負荷と耐用年数が同じである次のキュービクルも同じ方法でテストしました。 測定値が同様であったため、ケーブルを再終端し、機器は問題なく使用可能に戻りました。 現在、オースティン エナジーは、これらのケーブルを交換する時期と方法、およびマンホールのポンプを乾いた状態に保つ方法を定義しています。