ZDM তেল-মুক্ত SF6 ঘনত্ব রিলে: তেল পরিত্যাগের স্থায়ী সমাধান

আমাদের প্ল্যান্টের ১১০কিভি উপ-স্টেশনটি ফেব্রুয়ারি ২০০৫ সালে নির্মিত ও পরিচালনায় আনা হয়েছিল। ১১০কিভি সিস্টেমটি বেইজিং সুইচগিয়ার ফ্যাক্টরির ZF4-126\1250-31.5 ধরনের SF6 GIS (গ্যাস-ইনসুলেটেড সুইচগিয়ার) ব্যবহার করে, যা সাতটি বে এবং ২৯টি SF6 গ্যাস কম্পার্টমেন্ট নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে পাঁচটি সার্কিট ব্রেকার কম্পার্টমেন্ট রয়েছে। প্রতিটি সার্কিট ব্রেকার কম্পার্টমেন্টে একটি SF6 গ্যাস ঘনত্ব রিলে সংযুক্ত রয়েছে। আমাদের প্ল্যান্ট শাংহাই শিনইউয়ান ইনস্ট্রুমেন্ট ফ্যাক্টরির MTK-1 মডেল অয়েল-ফিল্ড ঘনত্ব রিলি ব্যবহার করে। এই রিলিগুলি -০.১ থেকে ০.৫ MPa এবং -০.১ থেকে ০.৯ MPa দুই চাপ পরিসীমায় উপলব্ধ, এবং এক বা দুই সেট কন্টাক্ট সহ আসে। তারা বোর্ডন টিউব এবং বাইমেটালিক স্ট্রিপ ব্যবহার করে সেন্সিং এলিমেন্ট হিসাবে। যখন গ্যাস লিকেজ একটি নির্দিষ্ট স্তরে পৌঁছায়, তখন ইলেকট্রিকাল কন্টাক্টগুলি অ্যালার্ম বা লকআউট সিগন্যাল ট্রিগার করে, যা বিভিন্ন প্রোটেক্টিভ ফাংশন সক্ষম করে। ১৭ অক্টোবর ২০১৫-এ, একটি রুটিন পরীক্ষার সময়, ডিউটি ইলেকট্রিশিয়ানরা ১১, ১৯ এবং ২২ নম্বর কম্পার্টমেন্টের ঘনত্ব রিলিতে ভিন্ন মাত্রায় গ্যাস লিকেজ খুঁজে পেয়েছিলেন। এই ঘটনাটি SF6 ঘনত্ব রিলিতে অয়েল লিকেজের প্রভাব দ্বারা উত্পন্ন পরিচালনা ঝুঁকিকে উজ্জ্বল করেছিল।

১. SF6 ঘনত্ব রিলিতে অয়েল লিকেজের ঝুঁকি

অয়েল লিকেজ ঘনত্ব রিলিতে শক্তিশালী যন্ত্রপাতির জন্য বিপজ্জনক:

১.১ যদি ঘনত্ব রিলির অভ্যন্তরে অ্যান্টি-সিজমিক অয়েল সম্পূর্ণরূপে হারায়, তাহলে তার শক-অ্যাবসর্বিং ক্ষমতা বিশেষভাবে কমে যায়। এমন পরিস্থিতিতে যদি সার্কিট ব্রেকার পরিচালনা করা হয় (ওপেন বা ক্লোজ), তাহলে এটি কন্টাক্ট ফেলার, মানদণ্ড মানের থেকে বেশি বিচ্যুতি, পয়েন্টার জ্যাম এবং অন্যান্য বিকল ঘটাতে পারে (চিত্র ১ দেখুন: অয়েল-ফিল্ড ঘনত্ব রিলি)।

১.২ SF6 ঘনত্ব রিলিতে কন্টাক্টের বিশেষ বৈশিষ্ট্য—নিম্ন কন্টাক্ট বল এবং দীর্ঘ পরিচালনা সময়—সময়ের সাথে কন্টাক্ট অক্সিডেশন ঘটাতে পারে, যা কন্টাক্ট খারাপ বা বিচ্ছিন্ন হতে পারে। সম্পূর্ণরূপে অয়েল হারানো SF6 ঘনত্ব রিলিতে, ম্যাগনেটিক-সহায়িত ইলেকট্রিক কন্টাক্টগুলি বাতাসের সাথে সংযোগ করা হয়, যা অক্সিডেশন এবং ধূলা সঞ্চয় বৃদ্ধি করে, যা সহজেই কন্টাক্ট পয়েন্টে খারাপ কন্টাক্ট ঘটায়। পরিচালনার সময় দেখা গেছে যে ৩% SF6 ঘনত্ব রিলি কন্টাক্ট কার্যকরভাবে পরিচালিত হয় না, মূলত অপর্যাপ্ত অ্যান্টি-সিজমিক অয়েলের কারণে। যদি SF6 ঘনত্ব রিলির পয়েন্টার জ্যাম হয়, বা কন্টাক্টগুলি ফেলে বা সঠিকভাবে পরিচালিত না হয়, তাহলে পাওয়ার গ্রিডের নিরাপত্তা এবং বিশ্বসনীয়তা সরাসরি হুমকির মুখোমুখি হয়।

২. SF6 ঘনত্ব রিলিতে অয়েল লিকেজের কারণ

SF6 ঘনত্ব রিলিতে অয়েল লিকেজের প্রধান কারণ হল দুটি অবস্থানে সিল ফেল: টার্মিনাল বেস এবং সারফেসের মধ্যে জংশন এবং গ্লাস এবং কেসের মধ্যে সিল। এই সিল ফেল মূলত সিলিং রিংগুলির বয়স্কতার কারণে হয়। SF6 ঘনত্ব রিলিতে অ্যান্টি-সিজমিক অয়েল সিলগুলি সাধারণত নাইট্রাইল রাবার (NBR) দিয়ে তৈরি হয়। NBR হল একটি সিনথেটিক এলাস্টোমার কোপলিমার, যা বিউটাডিয়েন, অ্যাক্রিলোনাইট্রাইল এবং এমালশন দিয়ে গঠিত, যার মোলেকুলার স্ট্রাকচারে অসম্পূর্ণ কার্বন চেইন রয়েছে। অ্যাক্রিলোনাইট্রাইল বিশুদ্ধতা প্রত্যক্ষভাবে NBR-এর বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে: বেশি অ্যাক্রিলোনাইট্রাইল বিশুদ্ধতা অয়েল, সলভেন্ট এবং রাসায়নিক রোধ বৃদ্ধি করে, এবং শক্তি, কাঠিন্য, পরিবর্তনশীলতা এবং তাপ রোধ বৃদ্ধি করে, কিন্তু নিম্ন তাপমাত্রার বিশ্রাম, এলাস্টিসিটি কমায়, এবং গ্যাস প্রবাহ বাধা বৃদ্ধি করে। NBR সিল ফেলের বয়স্কতার উপর প্রভাব দেওয়া ফ্যাক্টরগুলিকে অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক ফ্যাক্টর হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়।

২.১ অভ্যন্তরীণ ফ্যাক্টর

২.১.১ নাইট্রাইল রাবারের মোলেকুলার স্ট্রাকচার
NBR একটি সম্পূর্ণ হাইড্রোকার্বন রাবার নয়; তার পলিমার চেইনে অসম্পূর্ণ ডাবল বন্ধন রয়েছে। বিভিন্ন বাহ্যিক প্রভাবের অধীনে, অক্সিজেন এই ডাবল বন্ধনে বিক্রিয়া করে, অক্সাইড গঠন করে। এই অক্সাইডগুলি পরবর্তীতে রাবার পেরোক্সাইডে বিঘটিত হয়, যা মোলেকুলার চেইন বিঘটন ঘটায়। একই সাথে, কিছু ক্ষুদ্র পরিমাণে সক্রিয় গ্রুপ গঠিত হয়, যা রাবার মোলেকুলগুলির ক্রস-লিঙ্কিং প্রচুর করে। এটি ক্রস-লিঙ্কিং ঘনত্ব বৃদ্ধি করে, যা রাবারকে কঠিন এবং কর্কশ করে তোলে। ডাবল বন্ধনের সংখ্যা সরাসরি বয়স্কতার হারকে প্রভাবিত করে।

২.১.২ রাবার কম্পাউন্ডিং এজেন্ট
রাবার তৈরির সময় সালফাইজিং এজেন্টের নির্বাচন গুরুত্বপূর্ণ। সালফার ক্রস-লিঙ্কিং ঘনত্ব বৃদ্ধি করলে রাবারের বয়স্কতার প্রক্রিয়া দ্রুত হয়।

২.২ বাহ্যিক ফ্যাক্টর

২.২.১ অক্সিজেন হল রাবার বয়স্কতার প্রধান কারণ। অক্সিজেন মোলেকুল চেইন বিঘটন এবং পুনরায় ক্রস-লিঙ্কিং ঘটায়। আরেকটি ফ্যাক্টর হল অজোন, যা খুব প্রতিক্রিয়াশীল। অজোন রাবার মোলেকুলের ডাবল বন্ধন আক্রমণ করে, অজোনাইড গঠন করে, যা পরবর্তীতে বিঘটিত হয় এবং পলিমার চেইন ভেঙে যায়। যেহেতু অ্যান্টি-সিজমিক অয়েল সিল সরাসরি বাতাসের সাথে সংযুক্ত, এবং অক্সিজেন/অজোন অয়েলে দ্রবীভূত হতে পারে, তাই তারা অয়েলের মধ্যে বয়স্কতা প্রতিক্রিয়াতে অংশ নেয়।

২.২.২ তাপশক্তি অক্সিডেশন হার বৃদ্ধি করে। সাধারণত, তাপমাত্রা ১০°C বৃদ্ধি হলে অক্সিডেশন হার দ্বিগুণ হয়। প্রতিদ্বন্দ্বিতা রাবার চেইন এবং কম্পাউন্ডিং এজেন্টের মধ্যে বিক্রিয়া ত্বরান্বিত করে, যা রাবারের ভাপ কম্পোনেন্টগুলি উড়িয়ে দেয়, যা রাবারের পারফরম্যান্সকে বিশেষভাবে হ্রাস করে এবং তার সেবা জীবনকে ছোট করে।

২.২.৩ মেকানিক্যাল ফ্যাটিগ। স্থায়ী চাপের অধীনে, রাবার প্রসারিত হয়, যা মেকানিকাল-অক্সিডেশন প্রভাব ঘটায়। তাপশক্তির সাথে সম্মিলিত হয়, এটি অক্সিডেশন ত্বরান্বিত করে। তার সেবা জীবনের সময়, রাবার ধীরে ধীরে এলাস্টিসিটি হারায়, যা মেকানিকাল বয়স্কতা ঘটায়। বয়স্ক রাবার সিলগুলি তাদের সিলিং ক্ষমতা হারায়, যা অয়েল লিকেজ ঘটায়।

২.২.৪ সিলের প্রাথমিক চাপের অপর্যাপ্তি। রাবার সিলগুলি ইনস্টলেশনের সময় সিল এবং সিলিং সারফেসের মধ্যে একটি সুন্দর ফিট তৈরি করার জন্য পরিবর্তনের উপর নির্ভর করে, যা লিকেজ প্রতিরোধ করে। প্রাথমিক চাপের অপর্যাপ্তি লিকেজ ঘটাতে সবচেয়ে সম্ভাব্য। ডিজাইন সমস্যাগুলি—যেমন ছোট ক্রস-সেকশনের একটি সিল নির্বাচন, বড় ইনস্টলেশন গ্রোভ ব্যবহার, বা ইনস্টলেশনের সময় কেস কভার প্রতিরোধ করার সময় অপর্যাপ্ত টাইটেনিং—সবগুলি অপর্যাপ্ত প্রাথমিক চাপের ফলে হতে পারে। প্রায়শই, রিলি কেস কভার টাইটেনিং অনুভূতি দ্বারা করা হয়, যা সর্বোত্তম অবস্থান অর্জন করা কঠিন করে, তাই অপর্যাপ্ত চাপ ঘটায়। আরও, রাবারের ঠান্ডা সংকোচন সহগ ধাতুর চেয়ে দশ গুণ বেশি। ঠান্ডা তাপমাত্রায়, রাবার সিল ক্রস-সেকশন সংকুচিত হয় এবং উপাদান কঠিন হয়, যা চাপ আরও কমায়।

2.2.5 অতিরিক্ত সংকোচন হার। সিলিং পারফরমেন্স নিশ্চিত করার জন্য রাবার ও-রিংগ এর নির্দিষ্ট সংকোচন হার প্রয়োজন। তবে, এটি অন্ধভাবে বাড়ানো যাবে না। অতিরিক্ত সংকোচন ইনস্টলেশনের সময় চিরস্থায়ী বিকৃতি ঘটাতে পারে, সিলে উচ্চ সমতুল্য টেনশন তৈরি করতে পারে, উপাদান ফেইল ঘটাতে পারে, সেবা জীবন ছোট করতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত তেল লিকেজ ঘটাতে পারে। আবার, রিলে কভার টাইটেন করার প্রথা সঠিক অবস্থান পাওয়ার কठিনতার কারণে অধিকাংশ সময় অতিরিক্ত সংকোচন ঘটায়।

3. ZDM-টাইপ তেল-বিহীন, ভূকম্প-প্রতিরোধী ঘনত্ব রিলে

3.1 ZDM-টাইপ রিলের শক অ্যাবসর্পশন এবং পরিচালনা নীতি
ZDM-টাইপ তেল-বিহীন, ভূকম্প-প্রতিরোধী ঘনত্ব রিলে (চিত্র 2 দেখুন) কনেক্টর এবং কেসের মাঝে একটি শক অ্যাবসর্বিং প্যাড যোগ করে শক অ্যাবসর্পশন অর্জন করে। এই প্যাড সার্কিট ব্রেকার পরিচালনার সময় উৎপন্ন কম্পন বাফার করে। সুইচ পরিচালনা থেকে প্রাপ্ত প্রভাব এবং কম্পন কনেক্টর দিয়ে শক অ্যাবসর্বিং প্যাডে প্রেরণ করা হয়, যা তারপর এনার্জি ড্যাম্প করে এবং রিলে কেসে পাঠায়। এই বাফারিং প্রভাবের কারণে, রিলে কেসে পৌঁছে যাওয়া কম্পন এবং প্রভাব এনার্জি বেশি কমে যায়, যার ফলে অসাধারণ ভূকম্প-প্রতিরোধী পারফরমেন্স পাওয়া যায়।

এছাড়াও, ZDM-টাইপ রিলের পরিচালনা নীতি একটি স্প্রিং টিউব হিসাবে এলাস্টিক উপাদান উপর নির্ভর করে, যা তাপমাত্রা কম্পেনসেশন স্ট্রিপ দ্বারা চাপ এবং তাপমাত্রার পরিবর্তন সংশোধন করে SF6 গ্যাসের ঘনত্বের পরিবর্তন প্রতিফলিত করে। আউটপুট কন্টাক্টগুলি একটি মাইক্রো-সুইচ মেকানিজম ব্যবহার করে। মাইক্রো-সুইচ সিগন্যালের নিয়ন্ত্রণ তাপমাত্রা কম্পেনসেশন স্ট্রিপ এবং স্প্রিং টিউব দ্বারা সম্পন্ন হয়, যা শক অ্যাবসর্বিং প্যাডের বাফারিং প্রভাব সহ করে। এই ডিজাইন কম্পনের কারণে ভুল সিগন্যাল প্রতিরোধ করে, যা বিশ্বস্ত এবং কার্যকর সিস্টেম পারফরমেন্স নিশ্চিত করে। এটি পয়েন্টার-টাইপ ঘনত্ব রিলের ভূকম্প-প্রতিরোধী পারফরমেন্স বেশি উন্নত করে, যা একটি উচ্চ-পারফরমেন্স ডিভাইস হয়।

3.2 ZDM-টাইপ তেল-বিহীন, ভূকম্প-প্রতিরোধী ঘনত্ব রিলের বৈশিষ্ট্য

• 3.2.1 সম্পূর্ণ স্টেইনলেস স্টিল এনক্লোজার, যা উত্তম ওয়াটারপ্রুফ এবং করোজন-প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্য এবং আকর্ষণীয় উপস্থিতি রয়েছে;

• 3.2.2 সঠিকতা: 1.0 ক্লাস (20°C), 2.5 ক্লাস (-30°C থেকে 60°C);

• 3.2.3 পরিচালনা পরিবেশ তাপমাত্রা: -30°C থেকে +60°C; পরিচালনা পরিবেশ আর্দ্রতা: ≤95% RH;

• 3.2.4 ভূকম্প-প্রতিরোধী পারফরমেন্স: 20 m/s²; শক-প্রতিরোধী পারফরমেন্স: 50g, 11ms; সিলিং পারফরমেন্স: ≤10⁻⁸ mbar·L/s;

• 3.2.5 কন্টাক্ট রেটিং: AC/DC 250V, 1000VA/500W;

• 3.2.6 এনক্লোজার প্রোটেকশন রেটিং: IP65;

• 3.2.7 তেল-বিহীন ডিজাইন, কম্পন এবং শক-প্রতিরোধী, এবং চিরস্থায়ী লিক-প্রতিরোধী;

• 3.2.8 তাপমাত্রা-সেন্সিং উপাদানের স্থিতিশীল এবং উচ্চ সামঞ্জস্যপূর্ণ পারফরমেন্স।

উপরোক্ত বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায় যে, ZDM-টাইপ তেল-বিহীন, ভূকম্প-প্রতিরোধী ঘনত্ব রিলে তেল লিকেজের সমস্যাটি সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করে। একটি অনন্য কাঠামোগত ডিজাইন এবং শক অ্যাবসর্বিং প্যাড ব্যবহার করে, এটি পরিচালনার সময় তেল লিকেজ প্রতিরোধ করে।

4. সংক্ষিপ্তসার

ঘনত্ব রিলেতে তেল লিকেজের প্রধান কারণগুলি হল নির্মাণ, পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণের সমস্যা। যখন উপকরণের ঘনত্ব কমে, তখন নিঃস্থারক পরিচালনার শক্তি কমে যায় এবং সার্কিট ব্রেকারের বিচ্ছিন্নকরণ ক্ষমতাও কমে যায়। সুতরাং, তেল-লিকেজ ঘনত্ব রিলেগুলি সময়মত প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন। নিরাপদ এবং বিশ্বস্ত পরিচালনা নিশ্চিত করার জন্য, ভবিষ্যতের প্রয়োগে ZDM-টাইপ তেল-বিহীন, ভূকম্প-প্রতিরোধী ঘনত্ব রিলে বা তার মতো ডিভাইস ব্যবহার করা পরামর্শ দেওয়া হয়।