ZDM Oil-Free SF6 Gustinata Relacija: Trajnoto rešenje za curenje na nafta

Подстанцијата од 110кВ во нашата фабрика беше изградена и поставена во функција во февруари 2005 година. Системот од 110кВ користи тип ZF4-126\1250-31.5 SF6 GIS (Гас-изолирани превключувачки апарати) од Фабриката за превключувачки апарати во Пекинг, кој се состои од седум секции и 29 гасни компартмени со SF6, вклучувајќи пет компартмени со прекинувач. Секој компартмент со прекинувач е опремен со реле за густината на гасот SF6. Нашата фабрика користи реле за густината на гасот MTK-1 од Шангајска фабрика за инструменти. Овие реле се достапни во две опсеги на притисок: -0.1 до 0.5 МПа и -0.1 до 0.9 МПа, со една или две серии контакти. Тие користат Бурдонов цев и двостран метал како сензорски елементи. Кога изливиштето на гасот достигне одреден ниво, електричните контакти активираат сигнал за аларма или блокирање, што овозможува различни заштитни функции. На 17 октомври 2015 година, токму во текот на рутинска инспекција, дежурните електротехници открија различни степени на изливиште на гасот во релета за густината на гасот за компартментите 11, 19 и 22. Овој случај истакна оперативните ризици поради изливиште на масло во релета за густината на гасот SF6.

1. Ризици од изливиште на масло во релета за густината на гасот SF6

Изливиштето на масло во релета за густината на гасот предизвикува значителни повреди на електроопремата:

1.1 Кога противесемичкото масло во реле за густината на гасот е потполно изгубено, неговата способност за амортизација е значително намалена. Ако прекинувачот функционира (се отвори или затвори) под такви услови, може да доведе до нефункционирање на контактите, премногу одклонување од стандардните вредности, заклопување на покажувачот и други малифункции (видете слика 1: Реле за густината на гасот со масло).

1.2 Збогод специфичните карактеристики на контактите во релета за густината на гасот SF6—мала сила на контакт и долг период на функционирање—може да се случи оксидација на контактите со текот на времето, што доведува до лош или прекинат контакт. Во релета за густината на гасот SF6 каде што е потполно изгубено масло, магнетниот помошен контакт е изложен на воздух, што ја поттикнува оксидацијата и натрупувањето на праш, што лесно доведува до лош контакт на контактните точки. Во текот на функционирањето, се забележа дека 3% од контактите на релета за густината на гасот SF6 не функционираат ефективно, главно поради недостиг на противесемичко масло. Ако покажувачот на реле за густината на гасот SF6 стане заклопнат, или ако контактите не функционираат или не можат да проводат правилно, директно се застрашуваат безопасноста и надежноста на електропрометната мрежа.

2. Причини за изливиште на масло во релета за густината на гасот SF6

Основната причина за изливиште на масло во релета за густината на гасот SF6 е неуспехот на печатите на две локации: на спојот меѓу основата на терминалот и површината, и печатот меѓу стаклото и корпусот. Овој неуспех на печатите е главно поради стареење на печатните прстени. Противесемичките печати во релета за густината на гасот SF6 обично се направени од нитрилска гума (NBR). NBR е синтетичен еластомерен сополимер составен од бутадиен, акрилонитрил и емулсија, со молекуларна структура со ненаситен карбонски ланец. Содржината на акрилонитрил директно влијае на својствата на NBR: повисока содржина на акрилонитрил зголемува отпорноста на масло, растворители и хемикалии, како и јачината, хардноста, отпорноста на триење и топлината, но намалува гибкоста при ниски температури, еластичноста и зголемува непроникливоста на гас. Факторите кои влијаат на стареењето на печатните прстени од NBR можат да се категоризираат во внатрешни и надворешни фактори.

2.1 Внатрешни фактори

2.1.1 Молекуларна структура на нитрилската гума
NBR не е наситен хидрокарбонска гума; неговите полимерни ланици содржат ненаситени двојни врски. Под различни надворешни влијанија, кислородот реагира на овие двојни врски, формирајќи оксиди. Овие оксиди дополнително се разлагаат во пероксиди на гумата, што доведува до склопување на молекуларните ланици. Едновремено, се генерираат малку активни групи, што поттикнува крстослободување на молекулите на гумата. Ова значително зголемува густината на крстослободување, што прави гумата хруска и харда. Бројот на двојни врски директно влијае на брзината на стареење.

2.1.2 Супстанци за компонирање на гумата
Изборот на сулфурни слободувачи во текот на производството на гумата е критичен. Зголемувањето на концентрацијата на сулфурно крстослободување забрзува процесот на стареење на гумата.

2.2 Надворешни фактори

2.2.1 Кислород е главна причина за стареење на гумата. Молекулите на кислород предизвикуваат склопување на ланици и повторно крстослободување. Друг фактор е озон, кој е многу реактивен. Озон напада двојните врски во молекулите на гумата, формирајќи озониди кои се разлажат и склопуваат полимерните ланици. Бидејќи противесемичкиот печат е во директен контакт со воздухот, и кислород/озон можат да се растворат во маслото, учествуваат во реакциите на стареење во маслото.

2.2.2 Топлинска енергија забрзува брзината на оксидација. Обично, за секое зголемување на температурата за 10°C, брзината на оксидација се удвостручува. Помошно, топлината забрзува реакциите меѓу полимерните ланици и супстанци за компонирање, што предизвикува испарување на летливи компоненти во гумата, значително ја деградира работната способност на гумата и ја скратува нивната употребна временска длабочина.

2.2.3 Механичка умора. Под постоян стрес, гумата се деформира, што предизвикува механички-оксидативни ефекти. Комбиниран со топлинска енергија, овој ефект забрзува оксидацијата. Во текот на нивниот живот, гумата постепено губи еластичност, што предизвикува механичко стареење. Стареа гумени печати губат својата печатна способност, што резултира во изливиште на масло.

2.2.4 Недостаток на почетна компресија на печатот. Гумени печати се осLANAS на деформација при инсталација за да создадат тесен контакт меѓу печатот и печатната површина, предизвикувајќи прекинување на изливиште. Недостаток на почетна компресија е најверојатно да предизвика изливиште. Проблеми во дизајнот—како избор на печат со мала пресечна површина, користење на преширок канал за инсталација, или неправилно затварање на капакот на корпусот при инсталација—сите можат да резултираат во недостаток на почетна компресија. На практика, затварањето на капакот на релеот често се врши по осеток, што го прави тешко да се постигне оптималната позиција, доведувајќи до недостаток на компресија. Помошно, гумата има коефициент на схлабување при ниски температури повеќе од десет пати поголем од металот. При ниски температури, пресечната површина на гумениот печат се схлабува и материјалот се хардува, што дополнително го намалува компресијата.

2.2.5 Претерано компресија. За да се осигура перформансата на затворувањето, гумените O-прстени бараат одредена стапка на компресија. Меѓутоа, ова не може да се зголеми слепо. Претерано компресирање може да предизвика постојана деформација во време на инсталација, да генерира висок еквивалентен стрес во затворувањето, да доведе до материјална неуспех, да скрати временскиот период на служба и на крајот да предизвика црепање на масло. Пак, практиката на затварање на капакот на релеот со чувствителност често резултира со претерано компресирање поради тешкотии при постигнување на правилната позиција.

3. ZDM-тип безмаслен, антисецмички реле за густина

3.1 Амортизација и принцип на работа на ZDM-тип реле
ZDM-тип безмаслен, антисецмички реле за густина (види слика 2) постигнува амортизација со вградување на амортизационска подлога помеѓу конекторот и куќиштето. Оваа подлога буферира вибрациите генерираани во време на работа на прекинувачот. Ударот и вибрацијата од работа на прекинувачот се пренесуваат низ конекторот до амортизационската подлога, која потоа демпфира енергијата пред да ја пренесе на куќиштето на релеот. Благодарение на овој буферен ефект, вибрационата и ударната енергија што стига до куќиштето на релеот е многу намалена, што резултира со одлична антисецмичка перформанса.

Дополнително, принципот на работа на ZDM-тип реле се оснивува на спирална цев како еластичен елемент, со температурска компензација лента што коригира варијациите на притисок и температура за да рефлектира промени во густината на SF6 гас. Излезните контакти користат механизам на микроскоп. Контролата на сигналот од микроскопот се извршува со температурска компензација лента и спирална цев, комбинирано со буферен ефект на амортизационската подлога. Овој дизајн го предотврнува лажниот сигнал поради вибрации, осигурувајќи надежна и ефективна работа на системот. Тоа значајно го зголемува антисецмичката перформанса на указателниот реле за густина, правејќи го тоа високоперформанско уредство.

3.2 КарACTERИСТИКИ НА ZDM-ТИП БЕЗМАСЛЕН, АНТИСЕЦМИЧКИ РЕЛЕ ЗА ГУСТИНА

• 3.2.1 Пун нерђавејучи куќиште со одлични водонепроникливости и корозионе одбрана, и привлечен изглед;

• 3.2.2 Точност: класа 1.0 (при 20°C), класа 2.5 (при -30°C до 60°C);

• 3.2.3 Температура на работна околина: -30°C до +60°C; влажност на работна околина: ≤95% RH;

• 3.2.4 Антисецмичка перформанса: 20 м/с²; противударна перформанса: 50g, 11ms; перформанса на затворување: ≤10⁻⁸ mbar·L/s;

• 3.2.5 Класификација на контактите: AC/DC 250V, 1000VA/500W;

• 3.2.6 Класификација на заштита на куќиштето: IP65;

• 3.2.7 Безмаслен дизајн, отпорен на вибрации и удари, и постојано затворен;

• 3.2.8 Стабилна и високо конзистентна перформанса на температурскиот сензор.

Поврзаните карактеристики покажуваат дека ZDM-тип безмаслен, антисецмички реле за густина целосно елиминира проблемот со црепање на масло. Користејќи ја уникалната структурна дизајн и амортизационски подлози наместо антисецмичко масло, фундаментално го предотврнува црепањето на масло во време на работа.

4. Заклучок

Главните причини за црепање на масло во реле за густина потекнуваат од производство, работа и одржување. Кога густината на опремата се намалува, не само е диелектричната изолација силата намалена, туку и прекинувачката способност е компрометирана. Затоа, своевремена замена на реле за густина што црепа масло е неопходна. За да се осигура сигурна и надежна работа, препорачливо е да се користат ZDM-тип безмаслен, антисецмички реле за густина или слични уредства во будући примену.