Encontre e conserte um óleo de 230kV 800Amp

Como consertar um cabo em curto? Não apenas qualquer cabo. Um subterrâneo, trifásico, 230kV, 800 amperes por fase, 10 milhas de comprimento, transportando energia de uma estação de energia para um centro de distribuição. Custa $ 13.000 por hora em tempo de inatividade, contando o dinheiro de 1989, e leva 8 meses para consertar. São quase US$ 75 milhões. O Departamento de Água e Energia de Los Angeles fez esse reparo há cerca de 26 anos no cabo que vai da Scattergood Steam Plant em El Segundo para um centro de distribuição perto de Bundy e SM Blvd. [Jamie Zawinski] postou detalhes em seu blog em 2002. [Jamie] também conhecido como [jwz] pode ser familiar para muitos como um dos fundadores do Netscape e Mozilla.

Para começar, você precisa de nitrogênio líquido. Muitos disso. Como em caminhões. O cabo é coaxial de 16 polegadas de diâmetro, preenchido com 100.000 galões de dielétrico de óleo pressurizado a 200 psi. Você não pode drenar todo o óleo por várias razões muito boas – tempo e custo estão no topo da lista. É aí que entra o LN2. Eles cavam buracos em ambos os lados (20 a 30 pés em cada direção) da falha, envolvem o tubo com cobertores gigantes cheios de todos os tipos de tubos e fios, alimentam o LN2 através dos tubos e *congelam* o óleo. Com o óleo congelado agindo como um plugue, a seção defeituosa é aberta, drenada, o material ruim removido, substituído, soldado de volta, completado e os plugues são descongelados. Para garantir que os plugues congelados não estourem, a pressão do óleo é reduzida para 80 psi durante o processo de reparo. Eles não podem reduzi-lo ainda mais, novamente devido a vários motivos convincentes. O cabo foi colocado em 1972 e foi projetado para ter um MTBF de 60 anos.

Descobrir a localização da falha em si foi uma façanha. Envolveu reflectometria no domínio do tempo (inconclusiva), ultrassom e radar (não funcionou) e, em seguida, usando um gerador de teste de impulso (Thumper) que os aproximou bem do segmento defeituoso. O que identificou o problema foi um monte de baterias de carro e alguns milivoltímetros. Eles conectaram baterias de carro em ambas as extremidades, tocaram o cabo em vários pontos e, conhecendo as quedas e a resistência do cabo, chegaram a poucos metros da falha. Finalmente, o equipamento de Raios-X foi trazido. Com certeza, eles puderam ver o curto-circuito do cabo contra a parede de aço do tubo. Abrir e fechar tudo exigia que os soldadores certificados gastassem até 8 horas em cada seção para evitar danos ao isolamento do papel. Os soldadores colocaram seus polegares a 3 polegadas de distância das costuras que estavam soldando e pararam quando ficou quente ao toque, permitindo que esfriasse antes de começar novamente.

A falha foi atribuída a "TMB", abreviação de dobra mecânica térmica. O TMB faz com que o cabo se mexa no lugar devido a picos de carga. Eventualmente, isso causa falha no isolamento devido à abrasão contra o tubo e à separação das várias camadas de fita de papel. Eles consertaram o curto, colocaram colares de alumínio na maioria das juntas para manter as emendas no lugar e adicionaram um esquema de gerenciamento de carga para reduzir os picos de corrente. Aparentemente, a correção não foi boa o suficiente. De acordo com este artigo da Wikipedia, "a linha de 230 kV de Scattergood Steam Plant com capacidade de 315 megawatts (Unidade 3) para a linha de 230 kV de West Los Angeles (Estação de Recepção K) terá de ser substituída após apenas 45 anos de operação, devido a várias falhas neste período bastante longo cabo "tipo tubo" de circuito único, cheio de óleo.

Você pode ler muitas outras informações interessantes sobre esse trabalho de reparo no blog de [jwz]. Graças a [J. Peterson] por enviar esta dica, que foi desencadeada por nosso post recente sobre "Por que há nitrogênio líquido na esquina?". Também publicamos uma postagem hoje cedo que discutia a Reflectometria no domínio do tempo, mencionada anteriormente nesta postagem.