ZDM უზეროვანი SF6 სიმკვრივის რელე: მუდმივი გადაწყვეტილება ზერის დახვევის პრობლემისთვის

ჩვენი საწარმოს 110 კვ-იანი ქვესადგური აშენდა და 2005 წლის თებერვალში გაიღება. 110 კვ-იანი სისტემა იყენებს ZF4-126\1250-31.5 ტიპის SF6 GIS (აირით შემოვლეულ საკონტაქტო აპარატურას) Beijing Switchgear Factory-დან, რომელიც შედგება შვიდი ბაისი და 29 SF6 აირის comparტმენტისაგან, მათ შორის ხუთი საკონტაქტო აპარატის comparტმენტისაგან. თითოეული საკონტაქტო აპარატის comparტმენტი აღჭურვილია SF6 აირის სიმკვრივის რელესით. ჩვენი საწარმო იყენებს Shanghai Xinyuan Instrument Factory-ის მიერ წარმოებულ MTK-1 მოდელის ზეთით შევსებულ სიმკვრივის რელეებს. ეს რელეები ხელმისაწვდომია ორი წნევის დიაპაზონით: -0.1 დან 0.5 MPa-მდე და -0.1 დან 0.9 MPa-მდე, ერთი ან ორი კონტაქტის ჯგუფით. ისინი იყენებენ ბურდონის მილს და ბიმეტალურ ზოლს როგორც სენსორულ ელემენტებს. როდესაც აირის დეფიციტი აღწევს გარკვეულ დონეს, ელექტრო კონტაქტები გამოიწვევენ გაფრთხილების ან გათიშვის სიგნალებს, რაც სხვადასხვა დამცავ ფუნქციებს უზრუნველყოფს. 2015 წლის ოქტომბრის 17-ში, რეგულარული შემოწმების დროს, სამუშაო ელექტრიკოსებმა აღმოაჩინეს სიმკვრივის რელეებში გარკვეული ხარისხის ზეთის დეფიციტი 11, 19 და 22 კომპარტმენტებში. ეს ინციდენტი გამოავლინა SF6 სიმკვრივის რელეებში ზეთის დეფიციტის გამო წარმოშობილი ექსპლუატაციური რისკები.

1. SF6 სიმკვრივის რელეებში ზეთის დეფიციტის საფრთხეები

ზეთის დეფიციტი სიმკვრივის რელეში მნიშვნელოვნად ზიანს აყენებს ელექტრო მოწყობილობებს:

1.1 იმ შემთხვევაში, თუ სიმკვრივის რელეში ანტისეისმური ზეთი სრულიად დაიკარგება, მისი შემსუბუქების უნარი მნიშვნელოვნად შემცირდება. თუ საკონტაქტო აპარატი მოქმედებს (ჩაირთვება ან გამოირთვება) ასეთ პირობებში, შეიძლება მოხდეს კონტაქტის შეწყვეტა, სტანდარტული მნიშვნელობებიდან ზედმეტი გადახრა, ისრის დაბლოკვა და სხვა გაუმართაობები (იხ. ნახაზი 1: ზეთით შევსებული სიმკვრივის რელე).

1.2 იმ განსაკუთრებული თვისებების გამო, რომლებიც ახასიათებს SF6 სიმკვრივის რელეების კონტაქტებს — დაბალი კონტაქტის ძალა და გრძელი მუშაობის ხანგრძლივობა — დროთა განმავლობაში შეიძლება მოხდეს კონტაქტების ჟანგვა, რაც იწვევს კონტაქტის დარღვევას ან შეწყვეტას. SF6 სიმკვრივის რელეებში, სადაც სრულიად დაიკარგა ზეთი, მაგნიტურად დახმარებული ელექტრო კონტაქტები აირის გავლენას განიცდიან, რაც წარმოშობს ჟანგვას და მტვრის დაგროვებას, რაც კიდევ უფრო მარტივად იწვევს კონტაქტების დარღვევას. მუშაობის დროს დაფიქსირდა, რომ SF6 სიმკვრივის რელეების 3% კონტაქტი ეფექტურად ვერ ახდენს გამტარობას, ძირითადად ანტისეისმური ზეთის არასაკმარისობის გამო. თუ სიმკვრივის რელეს ისარი დაიბლოკება, ან კონტაქტები ვერ იმუშავებს ან ვერ ახდენს გამტარობას, ელექტრო ქსელის უსაფრთხოება და საიმედოობა პირდაპირ იქნება შეუსაფრთხოებული.

2. SF6 სიმკვრივის რელეებში ზეთის დეფიციტის მიზეზები

SF6 სიმკვრივის რელეებში ზეთის დეფიციტის ძირეული მიზეზი არის სილიკონის დაზიანება ორ ადგილას: ბორბლის საბაზის და ზედაპირის შეერთების ადგილას და მინის და სანათურის შორის დაზიანება. ეს დაზიანება ძირითადად გამოწვეულია სილიკონის ბურების დაძველებით. SF6 სიმკვრივის რელეებში ანტისეისმური ზეთის სილიკონები ჩვეულებრივ ნიტრილური რეზინისგან (NBR) არის დამზადებული. NBR არის სინთეტიკური ელასტომერი კოპოლიმერი, რომელიც შედგება ბუტადიენის, აკრილონიტრილის და ემულსიისგან და აქვს მოლეკულური სტრუქტურა უჯრივი ნახშირბადის ჯაჭვით. აკრილონიტრილის შემცველობა პირდაპირ ზეგავლენას ახდენს NBR-ის თვისებებზე: უფრო მაღალი აკრილონიტრილის შემცველობა იწვევს ზეთის, გამხსნელების და ქიმიკატების მიმართ მედეგობის, სიმტკიცის, სიმაგრის, ცემინების მიმართ მედეგობის და სითბოს მიმართ მედეგობის გაზრდას, მაგრამ ამცირებს დაბალ ტემპერატურაზე მოქნილობას, ელასტიურობას და ზრდის აირის არაგამტარობას. NBR სილიკონების დაძველებაზე ზეგავლენას ახდენს შიდა და გარე ფაქტორები.

2.1 შიდა ფაქტორები

2.1.1 ნიტრილური რეზინის მოლეკულური სტრუქტურა
NBR არ არის საშენი ნახშირწყალბადის რეზინი; მისი პოლიმერული ჯაჭვები შეიცავს უჯრივ მარტივ ბმებს. სხვადასხვა გარე ზემოქმედების ქვეშ ჟანგბადი რეაგირებს ამ მარტივ ბმებთან, ქმნის ოქსიდებს. ეს ოქსიდები შემდეგ იშლება რეზინის პეროქსიდებად, რაც იწვევს მოლეკულური ჯაჭვის გასვენებას. ამავე დროს წარმოიქმნება მცირე რაოდენობის აქტიური ჯგუფები, რომლებიც უზრუნველყოფს რეზინის მოლეკულების გადაკვეთას. ეს მნიშვნელოვნად ზრდის გადაკვეთის სიმკვრივეს, რაც ხდის რეზინს სუსტ და მაგრს. მარტივი ბმების რაოდენობა პირდაპირ ზეგავლენას ახდენს დაძველების სიჩქარეზე.

2.1.2 რეზინის შემადგენელი ნივთიერებები
რეზინის წარმოების დროს გამაგრებელი აგენტის არჩევა საკმაოდ მნიშვნელოვანია. გოგირდის გამაგრების კონცენტრაციის გაზრდა აჩქარებს რეზინის დაძველების პროცესს.

2.2 გარე ფაქტორები

2.2.1 ჟანგბადი არის რეზინის დაძველების ძირეული მიზეზი. ჟანგბადის მოლეკულები იწვევს ჯაჭვის გასვენებას და ხელახლა გადაკვეთას. კიდევ ერთი ფაქტორი არის ოზონი, რომელიც საკმაოდ რეაქტიულია. ოზონი აირაღებს რეზინის მოლეკულებში მარტივ ბმებს, ქმნის ოზონიდებს, რომლებიც შემდეგ იშლება და იშლება პოლიმერული ჯაჭვები. რადგან ანტისეისმური ზეთის სილიკონი პირდაპირ არის კონტაქტში ჰაერთან, და ჟანგბადი/ოზონი შეიძლება გაიხსნას ზეთში, ისინი მონაწილეობენ დაძველების რეაქციებში ზეთის შიგნით.

2.2.2 სითბო აჩქარებს ოქსიდაციის სიჩქარეს. ჩვეულებრივ, ტემპერატურის 10°C-ით გაზრდა აორმაგებს ოქსიდაციის სიჩქარეს. გარდა ამისა, სითბო აჩქარებს რეზინის ჯაჭვებს და შემადგენელ ნივთიერებებს შორის რეაქციებს, რაც იწვევს რეზინში აორთქლებადი კომპონენტების აორთქლებას, რაც მნიშვნელოვნად ააფერხებს რეზინის თვისებებს და ამოკლებს მის სამსახურის ვადას.

2.2.3 მექანიკური დაღლილობა. მუდმივი დატვირთვის ქვეშ რეზინი განიცდის დეფორმაციას, რაც იწვევს მექანიკურ-ოქსიდაციურ ეფექტებს. სითბოსთან ერთად ეს აჩქარებს ოქსიდაციას. მისი სამსახურის ვადის განმავლობაში რეზინი ნელ-ნელა კარგავს ელასტიურობას, რაც იწვევს მექანიკურ დაძველებას. დაძველებული რეზინის სილიკონები კარგავს მის სილიკონირების უნარს, რაც იწვევს ზეთის დეფიციტს.

2.2.4 სილიკონის საწყისი შეკუმშვის არასაკმარისობა. რეზინის სილიკონები იმ დეფორმაციაზე ეფუძნება, რომელიც ხდება მონტაჟის დროს, რათა შექმნას მჭიდრო დამაგრება სილიკონსა და სილიკონირების ზედაპირს შორის, რათა თავიდან აიცილოს დეფიციტი. საწყისი შეკუმშვის არასაკმარისობა ყველაზე მეტად იწვევს დეფიციტს. დიზაინის პრობლემები — მაგალითად, პატარა განივკვეთის მქონე სილიკონის არჩევა, ზომაში დიდი მონტაჟის ღარის გამოყენება ან სანათურის მორჩის არასწორად დაკეცვა მონტაჟის დროს — ყველა შეიძლება გამოიწვიოს არასაკმარისი საწყისი შეკუმშვა. პრაქტიკაში, რელეს სანათურის მორჩის დაკეცვა ხშირად ხდება „შეხვედრით“, რაც რთული ხდის იდეალური პოზიციის მიღწევას, რაც იწვევს შეკუმშვის არასაკმარისობას. გარდა ამისა, რეზინს აქვს ცივი შეკუმშვის კოეფიციენტი, რომელიც მეტია ვიდრე ათჯერ მეტი ვიდრე ლითონებში. დაბალ ტემპერატურებზე რეზინის სილიკონის განივკვეთი იკუმშება და მასალა მაგრდება, რაც კიდევ უფრო ამცირებს შეკუმშვას.

2.2.5 მეტი კომპრესიის ქადა. გასაუმჯობესებლად დახურვის მიმართულების შესახებ, კაუჩუქის O-რგოლებს განსაზღვრული კომპრესიის ქადა აუცილებელია. თუმცა, ეს არ შეიძლება გავრცელდეს უფრო მეტად უფრო. მეტი კომპრესია შეიძლება გამოწვეული იყოს დამახურველის პერმანენტური დეფორმაცია დაყენებისას, შეიძლება გამოწვეული იყოს მაღალი ეკვივალენტური სიმძიმე დახურვის შემთხვევაში, მიიღება მასალის დაზიანება, შეიძლება შემცირდეს მომსახურების ხანგრძლივობა და ბოლოს იწვევს სითხის გადასვლას. კიდევ ერთხელ, რელეს ფარს ხელით დაჭერის პრაქტიკა ხშირად იწვევს მეტ კომპრესიას, რადგან სწორი პოზიციის დასაკეთებლად არის რთული.

3. ZDM-ტიპის სითხის გარეშე, მიმართული სისტემის სიმკვრივის რელე

3.1 შეტრიალების აბსორბირება და მუშაობის პრინციპი ZDM-ტიპის რელეში
ZDM-ტიპის სითხის გარეშე, მიმართული სისტემის სიმკვრივის რელე (ხედა ფიგურა 2) შეიძლება შეტრიალების აბსორბირება დაიწყოს შეტრიალების აბსორბირების პადის ჩართვით კონექტორსა და სარდაფში. ეს პადი შეტრიალებს განათავსებული ცირკუიტბრეიკერის მუშაობისას წარმოქმნილ ვიბრაციებს. კომუტატორის მუშაობის შეტრიალება და ვიბრაციები გადადის კონექტორის მეშვეობით შეტრიალების აბსორბირების პადზე, რომელიც შემდეგ ამართლებს ენერგიას და გადააცემს რელეს სარდაფს. ამ აბსორბირების ეფექტის გამო, რელეს სარდაფში მისაღები შეტრიალების და ვიბრაციების ენერგია დრასტიულად შემცირდება, რაც იწვევს საშუალებას სისტემის საშუალებით მიმართული შეტრიალების შესაძლებლობას.

ადიში, ZDM-ტიპის რელეს მუშაობის პრინციპი დამყარებულია სპრინგის თუბის მეშვეობით, როგორც ელასტური ელემენტი, რომელიც ტემპერატურის კომპენსაციის სტრიპით აკომპენსებს წნევასა და ტემპერატურის ცვლილებებს SF6 აირის სიმკვრივის გამოსახატავად. გამოტანის კონტაქტები იყენებენ მიკროსიჩის მექანიზმს. მიკროსიჩის სიგნალის კონტროლი ხდება ტემპერატურის კომპენსაციის სტრიპის და სპრინგის თუბის მეშვეობით, შერეული შეტრიალების აბსორბირების პადის აბსორბირების ეფექტით. ეს დიზაინი არ იწვევს მცდარ სიგნალებს შეტრიალების გამო, რაც უზრუნველყოფს სისტემის დამალებულ და ეფექტურ მუშაობას. ეს დრასტიულად უზრუნველყოფს მიმართული სისტემის შეტრიალების შესაძლებლობას, რაც ახდენს მას მაღალ პერფორმანსის მქონე მოწყობილობად.

3.2 ZDM-ტიპის სითხის გარეშე, მიმართული სისტემის სიმკვრივის რელეს ხარაქტერისტიკები

• 3.2.1 სრული სტალინლესის დახურვა საშუალებით სითხის დახურვის და კოროზიის მიმართულების საშუალებით, და სათამაშო გარეგნობით;

• 3.2.2 სიზუსტე: 1.0 კლასი (20°C-ზე), 2.5 კლასი (-30°C-დან 60°C-მდე);

• 3.2.3 მუშაობის გარემოს ტემპერატურა: -30°C-დან +60°C-მდე; გარემოს დახურვის ტენიანობა: ≤95% RH;

• 3.2.4 მიმართული სისტემის შესაძლებლობა: 20 m/s²; შეტრიალების შესაძლებლობა: 50g, 11ms; დახურვის შესაძლებლობა: ≤10⁻⁸ mbar·L/s;

• 3.2.5 კონტაქტების რეიტინგი: AC/DC 250V, 1000VA/500W;

• 3.2.6 დახურვის დაცვის რეიტინგი: IP65;

• 3.2.7 სითხის გარეშე დიზაინი, შეტრიალების და შეტრიალების წინააღმდეგ დამახურებული და პერმანენტურად დახურული;

• 3.2.8 ტემპერატურის გამოსახატავი ელემენტის სტაბილური და მაღალი კონსისტენტური მუშაობა.

ზემოთ მოყვანილი ხარაქტერისტიკები აჩვენებს, რომ ZDM-ტიპის სითხის გარეშე, მიმართული სისტემის სიმკვრივის რელე სრულიად ელიმინირებს სითხის დახურვის პრობლემას. უნიკალური სტრუქტურული დიზაინის და შეტრიალების აბსორბირების პადის გამოყენებით, რაც არ მიმართული სისტემის სითხეს არ გამოიყენებს, ეს ფუნდამენტურად არ იწვევს სითხის დახურვას მუშაობისას.

4. დასკვნა

სიმკვრივის რელეებში სითხის დახურვის მთავარი მიზეზები შედგება წარმოების, მუშაობის და სერვისის პრობლემებიდან. როდესაც მოწყობილობის სიმკვრივი შემცირდება, არა მხოლოდ დიელექტრიკული იზოლაციის ძალა შემცირდება, არამედ ცირკუიტბრეიკერის შეტევის შესაძლებლობაც შემცირდება. ამიტომ, სითხის დახურული სიმკვრივის რელეების დროებითი ჩანაცვლება აუცილებელია. უსაფრთხო და დამალებულ მუშაობის დასარწმუნებლად, რეკომენდებულია მომავალში გამოიყენოთ ZDM-ტიპის სითხის გარეშე, მიმართული სისტემის სიმკვრივის რელეები ან ანალოგიური მოწყობილობები.