Trova e ripara un olio da 230 kV 800 A

Come si ripara un cavo in corto? Non un cavo qualsiasi. Un tubo sotterraneo, trifase, 230 kV, 800 A per fase, lungo 10 miglia, che trasporta l'energia da una centrale elettrica a un centro di distribuzione. Costa $ 13.000 l'ora nei tempi di inattività, contando i soldi del 1989, e richiede 8 mesi per essere riparato. Sono quasi 75 milioni di dollari. Il Dipartimento dell'Acqua e dell'Energia di Los Angeles ha effettuato questa riparazione circa 26 anni fa sul cavo che va dallo Scattergood Steam Plant a El Segundo a un centro di distribuzione vicino a Bundy e SM Blvd. [Jamie Zawinski] ha pubblicato i dettagli sul suo blog nel 2002. [Jamie] aka [jwz] potrebbe essere noto a molti come uno dei fondatori di Netscape e Mozilla.

Per cominciare, hai bisogno di azoto liquido. Un sacco. Come nei camion carichi. Il cavo è coassiale da 16 pollici di diametro, riempito con 100.000 galloni di olio dielettrico pressurizzato a 200 psi. Non è possibile drenare tutto il petrolio per molte ottime ragioni: tempi e costi sono in cima alla lista. È qui che entra in gioco l'LN2. Scavano buchi su entrambi i lati (20-30 piedi in ogni direzione) della faglia, avvolgono il tubo con coperte giganti piene di tutti i tipi di tubi e fili, alimentano l'LN2 attraverso i tubi e *congelano* l'olio. Con l'olio congelato che funge da tappo, la sezione difettosa viene aperta, drenata, le cose cattive rimosse, sostituite, saldate di nuovo insieme, rabboccate e i tappi vengono scongelati. Per garantire che i tappi congelati non esplodano, la pressione dell'olio viene ridotta a 80 psi durante il processo di riparazione. Non possono abbassarlo ulteriormente, ancora una volta per diverse ragioni convincenti. Il cavo è stato posato nel 1972 ed è stato progettato per avere un MTBF di 60 anni.

Scoprire la posizione del guasto stesso è stata una vera impresa. Ha coinvolto la riflettometria nel dominio del tempo (inconcludente), gli ultrasuoni e il radar (non ha funzionato) e quindi l'utilizzo di un generatore-tester di impulsi (Thumper) che li ha portati abbastanza vicini al segmento difettoso. Ciò che ha individuato il problema è stato un mucchio di batterie per auto e alcuni millivoltmetri. Hanno collegato le batterie dell'auto a entrambe le estremità, hanno toccato il cavo in diversi punti e, conoscendo le cadute e la resistenza del cavo, sono arrivati ​​a pochi metri dal guasto. Alla fine è stata portata l'attrezzatura a raggi X. Infatti, hanno potuto vedere il cavo in cortocircuito contro la parete d'acciaio del tubo. Per aprire e chiudere il tutto, è stato necessario che saldatori certificati trascorressero fino a 8 ore su ciascuna sezione per evitare danni all'isolamento in carta. I saldatori posizionavano i pollici a 3 pollici di distanza dalle cuciture che stavano saldando e si fermavano quando diventava caldo al tatto, lasciandolo raffreddare prima di ricominciare.

Il guasto è stato attribuito a "TMB", abbreviazione di Thermal Mechanical Bending. Il TMB fa sì che il cavo si muova in posizione a causa di picchi di carico. Ciò alla fine causa un guasto dell'isolamento dovuto all'abrasione contro il tubo e alla separazione dei numerosi strati di nastro di carta. Hanno riparato il corto, hanno inserito collari in alluminio nella maggior parte dei giunti per mantenere le giunzioni in posizione e hanno aggiunto uno schema di gestione del carico per ridurre i picchi di corrente. A quanto pare, la soluzione non era abbastanza buona. Secondo questo articolo di Wikipedia, "la linea da 230 kV dell'impianto a vapore Scattergood da 315 megawatt (Unità 3) per West Los Angeles (Stazione di ricezione K) deve essere sostituita dopo soli 45 anni di attività, a causa di molteplici guasti in questo periodo piuttosto lungo cavo "tipo tubo" a circuito singolo, riempito d'olio.

Puoi leggere molti altri articoli interessanti su questo lavoro di riparazione dal blog di [jwz]. Grazie a [J. Peterson] per aver inviato questo suggerimento, che è stato innescato dal nostro recente post su "Perché c'è azoto liquido all'angolo della strada?". Oggi abbiamo anche pubblicato un post in cui si discuteva della riflettometria nel dominio del tempo, menzionata in precedenza in questo post.