ZDM Oil-Free SF6 Сындықтың Тигізі: Май өсірінің тұрақты шешімі

Біздің жабдықтағы 110кВ трансформатордық станция 2005 жылдың айырсында салынған және эксплуатацияға берілген. 110кВ жүйесі Пекин Шебердешік Фабрикасынан өндірілген ZF4-126\1250-31.5 түріндегі SF6 GIS (Газмен ішкі жабылған коммутациялық жабдық) қолданылады, бұл жабдықтың жеті бөлме және 29 SF6 газ бөлмесі бар, оның ішінде бес шебердешік бөлме бар. Ар бір шебердешік бөлмесінде SF6 газ тығыздығы релеи бар. Біздің жабдықта Шанхай Xinyuan Инструменттер Фабрикасынан өндірілген MTK-1 модельінің майдаланған тығыздық релейлері қолданылады. Бұл релейлер -0.1 до 0.5 МПа және -0.1 до 0.9 МПа екі басым аралығында және бір немесе екі контакттар жұбымен жасалған. Олар Bourdon бұрышы мен терісметалл тәрізді элементтерді қолданады. Газ жоюы деңгейі белгілі бір деңгейге жеткенде, электр контактары хабарлау немесе блокирлау сигналдарын жасайды, сондықтан әртүрлі корғау функциялары орындалады. 2015 жылдың 17 қарашасында, рутиндық тексеру кезінде, дежурствудағы электршылар 11, 19 және 22 бөлмелеріндегі тығыздық релейлерінде әртүрлі деңгейдегі газ жоюын анықтады. Бұл оқиға SF6 тығыздық релейлеріндегі май жоюының қызметтеу ризиктерін көрсетті.

1. SF6 тығыздық релейлеріндегі май жоюының қауіптері

Тығыздық релейлеріндегі май жоюы энергетикалық жабдықтарға зиянды:

1.1 Егер тығыздық релейлеріндегі сейсмоденсау майы толығымен жоюылыса, оның сейсмоденсау қабілеті көбірек төмендейді. Егер шебердешік (ақыру немесе түрткі) сияқты шарттарда қызмет етсе, бұл контакттардың жоюына, стандарттық мәндерден өте жоғары айырмалыққа, көрсеткіштің жоғалуына және басқа да жоғалуына әкеледі (көрсеткіш: майланған тығыздық релейлері).

1.2 SF6 тығыздық релейлеріндегі контакттардың өзіндік қасиеттері—құлақтық күш негізінен төмен, және ұзақ уақыт қызмет етуі. Уақытша өтуімен құлақтарда оксидация пайда болуы мүмкін, олардың қолданылуын және жоғалуына әкеледі. Толығымен маы жоюылып қалған SF6 тығыздық релейлерінде, магниттік көмек ету құлақтары абаққа шығып, оксидация және ақырсыз қосылатын қауіптер пайда болады, бұл құлақтардың қолданылуына әкеледі. Қызметтеу кезінде анықталған, 3% SF6 тығыздық релейлеріндегі құлақтар толығымен қолданылып отыр, бұл негізінен сейсмоденсау маының жеткіліксіздігіне байланысты. Егер SF6 тығыздық релейлеріндегі көрсеткіш жоғалса, немесе құлақтар жоғалса немесе толығымен қолданылмаса, энергетикалық желінің қауіпсіздігі мен ыңғайлылығы текті қауіпке тап болады.

2. SF6 тығыздық релейлеріндегі май жоюының себептері

SF6 тығыздық релейлеріндегі май жоюының негізгі себептері—это герметизация эллиптического основания и поверхности, а также герметизация между стеклом и корпусом. Эта герметизация в основном происходит из-за старения уплотнительных колец. В SF6 плотностных реле используются уплотнительные кольца из нитрильного каучука (NBR). NBR является синтетическим эластомерным сополимером, состоящим из бутадиена, акрилонитрила и эмульсии, с молекулярной структурой, содержащей ненасыщенную углеродную цепь. Содержание акрилонитрила напрямую влияет на свойства NBR: высокое содержание акрилонитрила увеличивает устойчивость к маслу, растворителям и химикатам, а также прочность, твердость, износостойкость и теплостойкость, но снижает гибкость при низких температурах, упругость и повышает газонепроницаемость. Факторы, влияющие на старение уплотнительных колец NBR, можно разделить на внутренние и внешние.

2.1 Внутренние факторы

2.1.1 Молекулярная структура нитрильного каучука
NBR не является насыщенным углеводородным каучуком; его полимерные цепи содержат ненасыщенные двойные связи. Под воздействием различных внешних факторов кислород реагирует с этими двойными связями, образуя оксиды. Эти оксиды затем разлагаются, образуя пероксиды резины, что приводит к разрыву молекулярных цепей. Одновременно образуются небольшие количества активных групп, способствующих вулканизации резиновых молекул. Это значительно увеличивает степень вулканизации, делая резину хрупкой и твердой. Количество двойных связей прямо влияет на скорость старения.

2.1.2 Резиновые добавки
Выбор вулканизирующих агентов при производстве резины имеет решающее значение. Увеличение концентрации сернистых связей ускоряет процесс старения резины.

2.2 Внешние факторы

2.2.1 Кислород является основным фактором старения резины. Молекулы кислорода вызывают разрыв и повторное соединение цепей. Другим фактором является озон, который обладает высокой реактивностью. Озон атакует двойные связи в молекулах резины, образуя озониды, которые разлагаются и разрывают полимерные цепи. Поскольку уплотнительное кольцо антисейсмического масла находится в прямом контакте с воздухом, и кислород/озон могут растворяться в масле, они участвуют в реакциях старения внутри масла.

2.2.2 Тепловая энергия ускоряет скорость окисления. Обычно увеличение температуры на 10°C удваивает скорость окисления. Кроме того, тепло ускоряет реакции между резиновыми цепями и добавками, вызывая испарение летучих компонентов в резине, что значительно ухудшает ее характеристики и сокращает срок службы.

2.2.3 Механическая усталость. Под постоянным давлением резина подвергается деформации, что приводит к механико-окислительному эффекту. В сочетании с тепловой энергией это ускоряет окисление. Со временем резина постепенно теряет свою эластичность, что приводит к механическому старению. Старые резиновые уплотнительные кольца теряют свою герметизирующую способность, что приводит к утечке масла.

2.2.4 Недостаточное начальное сжатие уплотнительного кольца. Резиновые уплотнительные кольца обеспечивают герметичность за счет деформации при установке, создавая плотное прилегание между уплотнительным кольцом и уплотняемой поверхностью, предотвращая утечку. Недостаточное начальное сжатие наиболее вероятно приводит к утечке. Проблемы дизайна, такие как выбор уплотнительного кольца с малым сечением, использование слишком большого паза для установки или неправильное затягивание крышки реле при установке, могут привести к недостаточному начальному сжатию. На практике затягивание крышки реле часто выполняется "на глаз", что затрудняет достижение оптимального положения, что приводит к недостаточному сжатию. Кроме того, коэффициент линейного расширения резины более чем в десять раз выше, чем у металла. При низких температурах сечение резинового уплотнительного кольца сжимается, а материал становится более твердым, что еще больше уменьшает сжатие.

2.2.5 Чрезмерное сжатие. Для обеспечения герметичности резиновые уплотнительные кольца требуют определенного уровня сжатия. Однако это нельзя увеличивать бездумно. Чрезмерное сжатие может привести к постоянной деформации при установке, созданию высокого эквивалентного напряжения в уплотнительном кольце, повреждению материала, сокращению срока службы и, в конечном итоге, к утечке масла. Снова же, практика затягивания крышки реле "на глаз" часто приводит к чрезмерному сжатию из-за трудностей в достижении правильного положения.

3. ZDM-типтың майсыз, сейсмостойкі тығыздық релейлері

3.1 ZDM-типтың релейлерінің сейсмостойкі және қызмет ету принципі
ZDM-типтың майсыз, сейсмостойкі тығыздық релейлері (сурет 2-ге қараңыз) байланыс пен корпус арасындағы сейсмостойкі жабықтыру құрылғысы арқылы сейсмостойкі жабықтыру қызметін атқаратын. Бұл құрылғы шебердешіктің қызмет ету кезінде пайда болған тірткілерді жабықтырады. Шебердешіктің қызмет ету кезінде пайда болған тірткілер байланыс арқылы сейсмостойкі жабықтыру құрылғысына жетеді, олар энергияны жабықтыратын және онды корпусқа өткізеді. Бұл жабықтыру құрылғысы арқылы корпусқа жететін тірткі және тірткі энергиясы өте азайады, бұл релейлерге өте жақсы сейсмостойкі қасиеттер береді.

Сонымен қатар, ZDM-типтың релейлерінің қызмет ету принципі спринг түбін қолданып, температуралық компенсация тәрізді элементтерді пайдаланып, SF6 газ тығыздығының өзгерістерін білдіреді. Шығыс контакттары микросвич механизмін қолданады. Микросвич сигналдарын температуралық компенсация тәрізді элементтер мен спринг түбі арқылы басқарады, бұл жабықтыру құрылғысының жабықтыру қасиеттерімен бірге жұмыс істейді. Бұл дизайн вибрацияның жаңа сигналдарын басқырып, жүйенің қажетті және ыңғайлы қызмет етуін қамтамасыз етеді. Бұл релейлердің сейсмостойкі қасиеттерін өте жақсы қалыптасқызы үшін, олар өте жақсы сейсмостойкі қасиеттерге ие болады.

3.2 ZDM-типтың майсыз, сейсмостойкі тығыздық релейлерінің қасиеттері

• 3.2.1 Толығымен нержавейка корпус, өте жақсы суға және коррозияға қаршы қасиеттері, және ыңғайлы көрініс;

• 3.2.2 Дәлдік: 1.0 класс (20°C), 2.5 класс (-30°C до 60°C);

• 3.2.3 Қызмет ету температура аймағы: -30°C до +60°C; қызмет ету нығуы аймағы: ≤95% RH;

• 3.2.4 Сейсмостойкі қасиеттер: 20 м/с²; тірткі қасиеттер: 50g, 11ms; құтылу қасиеттер: ≤10⁻⁸ мбар·L/c;

• 3.2.5 Контакт рейтинг: AC/DC 250V, 1000VA/500W;

• 3.2.6 Корпус қорғау рейтинг: IP65;

• 3.2.7 Майсыз дизайн, вибрацияға және тірткілерге қаршы, толығымен құтылу;

• 3.2.8 Температуралық элементтердің құтылу қасиеттері.

Жоғарыда айтылғандар ZDM-типтың майсыз, сейсмостойкі тығыздық релейлерінің май жоюының проблемасын толығымен шешетінін көрсетеді. Ерекше конструкциялық дизайн және сейсмостойкі жабықтыру құрылғысын қолдану арқылы, олар қызмет ету кезінде май жоюын өте жақсы қалыптасқыз қызмет етеді.

4. Жалпы

Тығыздық релейлеріндегі май жоюының негізгі себептері өндіру, қызмет ету және техникалық қызмет кезінде пайда болады. Күрделі жабдықтың тығыздығы азайғанда, диэлектрикалық изоляция қасиеттері де азайады, ал шебердешіктің ақыру қасиеттері де қысқартылады. Сондықтан, май жоюылып қалған тығыздық релейлерін толығымен ауыстыру өте маңызды. Қауіпсіздік және ыңғайлы қызмет ету үшін, болашақта ZDM-типтың майсыз, сейсмостойкі тығыздық релейлері немесе оған ұқсас құрылғыларды қолдану ұсынылады.