רלאי צפיפות חסר שמן ZDM SF6: הפתרון הנצחי לדליפת שמן

תחנת ה-110kV במפעל שלנו נבנתה והופעלה בפברואר 2005. מערכת ה-110kV משתמשת ב-ZF4-126\1250-31.5 סוג GIS (מתקני חיתוך מבודדים בגז) מסוג SF6 ממפעל התקנים של בייג'ינג, המורכבת משבעה תאים ו-29 תאים גזיים של SF6, כולל חמישה תאים של מפסקים. כל תא מפסק מצויד בריליאי צפיפות של גז SF6. במפעל שלנו משתמשים במודל MTK-1 של ריליאי צפיפות מלאים בשמן מיוצרים על ידי מפעל מכשירים שנגחאי. הריליאים הללו זמינים בשני טווחי לחץ: -0.1 עד 0.5 MPa ו- -0.1 עד 0.9 MPa, עם קבוצת מגע אחת או שתיים. הם משתמשים בערימה בורדון ובקו דו-מתכתי כאלמנטים חיישנים. כאשר השטף הגזי מגיע לרמה מסוימת, המגע החשמלי מעורר אותות אזעקה או נעילה, מאפשר פונקציות הגנה שונות. ב-17 באוקטובר 2015, במהלך בדיקה רגילה, חשמלאים במשמרת גילו דימומים בגז בדרגות שונות בריליאי הצפיפות לתאים 11, 19 ו-22. אירוע זה הדגיש את הסיכונים ההפעליים הנובעים מדימום שמן בריליאי הצפיפות של SF6.

1. סיכונים של דימום שמן בריליאי צפיפות של SF6

דימום שמן בריליאי הצפיפות גורם לנזק משמעותי לציוד חשמל:

1.1 כאשר השמן האנטי-סייסמי בתוך בריליאי הצפיפות מתנתק לחלוטין, יכולת ההספיגה שלו יורדת משמעותית. אם המפסק פועל (פותח או סוגר) בתנאים כאלה, זה עשוי להוביל לכשל במגע, סטייה רבה מהערכים הסטנדרטיים, עיכוב בכלי המראה ועוד תקלות (ראו ציור 1: בריליאי צפיפות מלא בשמן).

1.2 בשל התכונות הספציפיות של המגע בריליאי הצפיפות של SF6—כוח מגע נמוך וזמן פעולה ארוך—עשוי להיווצר חמצון במגע לאורך זמן, מה שגורם למגע לקוי או לא יעיל. בריליאי צפיפות של SF6 שהשומן שלהם מתנתק לחלוטין, המגע החשמלי המסייע מגנטית חשוף לאוויר, מה שמריץ חמצון ואיסוף אבק, מה שנותן במהירות למגע לקוי במגע. במהלך פעילות נצפה כי 3% מהמגע בריליאי הצפיפות של SF6 אינם מתקינים בצורה יעילה, בעיקר בשל חוסר בשמן אנטי-סייסמי. אם הכלי המראה של בריליאי הצפיפות של SF6 נתקע, או שמגע נכשל או אינו מתקין נכון, הבטיחות והאמינות של הרשת החשמלית מאוימות ישירות.

2. סיבות לדימום שמן בריליאי צפיפות של SF6

הסיבה העיקרית לדימום שמן בריליאי הצפיפות של SF6 היא כשל בחותמות בשני מקומות: בהתחברות בין בסיס הקצה לשטח, ובחותמת בין הזכוכית לעטיפה. כשל בחותמות הוא בעיקר עקב הזדקנות של טבעות החותמה. חותמות האנטי-סייסמי של בריליאי הצפיפות של SF6 הן בדרך כלל מ robber NBR (ניטריל). NBR הוא אלסטרומר סינתטי המורכב מבוטאדיין, אקרילוניטריל וממס, עם מבנה מולקולרי הכולל שרשרת בלתי 포 satu. אחוז האקרילוניטריל משפיע ישירות על תכונות ה-NBR: אחוז גבוה יותר של אקרילוניטריל מגביר עמידות לנפט, מסיסים וכימיקלים, כמו גם חוזק, קשיחות, עמידות ללבישות וחום, אך מוריד גמישות בטמפרטורות נמוכות, אלסטיות ומגדיל חסינות לגז. הגורמים המשפיעים על הזדקנות חותמות NBR יכולים להיות מחולקים לגורמים פנימיים וחיצוניים.

2.1 גורמים פנימיים

2.1.1 מבנה מולקולרי של robber NBR
NBR אינו robber הידROcarbon satu; שרשרת הפולימרים שלו מכילה קשרים כפולים בלתי satu. תחת השפעות חיצוניות שונות, חמצן מגיב עם הקשרים הכפולים הללו, ויוצר אוקסידים. האוקסידים הללו מתפרקים לפרסידים של robber, מה שגורם לשבירת שרשרת מולקולרית. בו זמנית, נוצרות כמויות קטנות של קבוצות פעילות, המעודדות קישור בין מולקולות robber. זה מגביר באופן משמעותי את צפיפות הקישורים, מה שהופך את robber למקפץ וקשיח. מספר הקשרים הכפולים משפיע ישירות על קצב הזדקנות.

2.1.2 חומרים משלימים ל-rubber
בחירת חומרי השרפה במהלך ייצור rubber היא קריטית. עלייה בקonzentrazia של שרשראות צפיפות גורמת להאצת תהליך הזדקנות rubber.

2.2 גורמים חיצוניים

2.2.1 חמצן הוא הגורם העיקרי לזדקנות rubber. מולקולות חמצן גורמות לשבירה וקישורים מחדש. גורם נוסף הוא אוֹזוֹן, שהוא מאוד רגיש. אוֹזוֹן מתקיף את הקשרים הכפולים במולקולות rubber, ויוצר אוֹזוֹנידים המתפרקים ושוברים את שרשרת הפולימרים. מאחר והחותמת האנטי-סייסמית במגע ישירה עם אוויר, וחמצן/אוֹזוֹן יכולים להתמוסס בשמן, הם משתתפים בתגובות הזדקנות בתוך השמן.

2.2.2 אנרגיה תרמית מאיצה את קצב החמצון. בדרך כלל, עלייה של 10°C בטמפרטורה מכפילה את קצב החמצון. בנוסף, חום מאיץ תגובות בין שרשרת rubber לחומרים משלימים, גורם למרכיבים מתנדפים ב-rubber להתנדף, מה שמגביר משמעותית את ירידת ביצועי rubber ומקצר את תוחלת השימוש שלו.

2.2.3 עייפות מכנית. תחת מתח מתמשך, rubber עובר מתח, מה שגורם להשפעות מכניות-חמצוניות. בשילוב עם אנרגיה תרמית, זה מאיץ חמצון. לאורך תוחלת השימוש, rubber מאבד בהדרגה גמישות, מה שגורם לזקנה מכנית. חותמות rubber זקנות מאבדות את יכולת החותמה שלהן, מה שגורם לדימום שמן.

2.2.4 דחיסה ראשונית不够完整，让我继续翻译剩余部分。 2.2.4 **初始压缩不足**。橡胶密封圈依靠安装时的变形来在密封圈和密封面之间创建紧密配合，防止泄漏。最可能导致泄漏的是初始压缩不足。设计问题——例如选择截面过小的密封圈、使用过大的安装槽或在安装过程中未正确拧紧外壳盖——都可能导致初始压缩不足。实际上，拧紧继电器外壳盖通常是凭感觉进行的，很难达到最佳位置，从而导致压缩不足。此外，橡胶的冷缩系数比金属大十倍以上。在低温下，橡胶密封圈的截面收缩且材料硬化，进一步减少了压缩量。 2.2.5 **过度压缩率**。为了确保密封性能，橡胶O形圈需要一定的压缩率。但是，这不能盲目增加。过度压缩会导致安装时产生永久变形，在密封圈中产生高等效应力，导致材料失效，缩短使用寿命，最终导致油泄漏。同样，由于难以达到正确位置，凭感觉拧紧继电器盖子的做法往往会导致过度压缩。 **3. ZDM型无油抗震密度继电器** **3.1 ZDM型继电器的减震和工作原理**
ZDM型无油抗震密度继电器（见图2）通过在连接器和外壳之间加入减震垫来实现减震。该垫片缓冲断路器操作过程中产生的振动。开关操作产生的冲击和振动通过连接器传递到减震垫，然后由减震垫吸收能量后再传递到继电器外壳。由于这种缓冲作用，传递到继电器外壳的振动和冲击能量大大减少，从而具有优良的抗震性能。 此外，ZDM型继电器的工作原理依赖于弹簧管作为弹性元件，温度补偿条校正压力和温度变化以反映SF6气体密度的变化。输出触点采用微动开关机制。微动开关信号的控制由温度补偿条和弹簧管共同完成，并结合减震垫的缓冲效果。这种设计防止了因振动引起的误信号，确保系统可靠有效运行。它显著提高了指针式密度继电器的抗震性能，使其成为高性能设备。