ZDM Oil-Free SF6 چگالی ریلے: تیل کی لیک سے متعلق دائمی حل

فیبروری 2005 میں ہمارے پلانٹ میں 110kV سب سٹیشن کا تعمیر اور آپریشن کا آغاز ہوا۔ 110kV سسٹم میں بیجنگ سوچ گیئر فیکٹری سے ZF4-126\1250-31.5 قسم کا SF6 GIS (گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیئر) استعمال ہوتا ہے، جس میں سات بیز اور 29 SF6 گیس کمپارٹمنٹ شامل ہیں، جن میں سے پانچ سرکٹ بریکر کمپارٹمنٹ ہیں۔ ہر سرکٹ بریکر کمپارٹمنٹ میں ایک SF6 گیس ڈینسٹی ریلے لگا ہوتا ہے۔ ہمارا پلانٹ شانگھائی شینیوان انسترومنٹ فیکٹری سے تیار کردہ MTK-1 ماڈل کے اوئل فلڈ ڈینسٹی ریلیز استعمال کرتا ہے۔ ان ریلیز کی دو پریشر رینج ہیں: -0.1 سے 0.5 MPa اور -0.1 سے 0.9 MPa، جن میں ایک یا دو سیٹ آف کنٹیکٹس ہوتے ہیں۔ ان میں بورڈن ٹیوب اور بائی میٹلک سٹرپ سینسنگ عنصر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ جب گیس کی لیک کا سطح خاص حد تک پہنچ جاتا ہے تو الیکٹریکل کنٹیکٹس کسی بھی حالت میں البم یا لاک آؤٹ سگنل کو ٹریگر کرتے ہیں، مختلف پروٹیکٹیو فنکشنز کو ممکن بناتے ہیں۔ 17 اکتوبر 2015 کو، روتین کے دوران، ڈیوٹی پر موجود برقی کاریگروں نے 11، 19، اور 22 کمپارٹمنٹ کے ڈینسٹی ریلیز میں مختلف درجات کی گیس کی لیک کا پتہ لگا لیا۔ یہ واقعہ SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کے ذریعے کام کرنے کے عملی خطرات کو ظاہر کرتا ہے۔

1. SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کے خطرات

ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک برقی معدات کو کافی نقصان پہنچاتی ہے:

1.1 جب ڈینسٹی ریلی میں ضد زلزلہ کا اوئل مکمل طور پر ختم ہو جاتا ہے تو اس کی غیر محفوظ صداقت کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔ اگر سرکٹ بریکر (کھولنا یا بند کرنا) ایسی حالت میں آپریشن کرتا ہے تو یہ ممکن ہے کہ کنٹیکٹ فیل ہو جائے، معیاری قدر سے زیادہ اختلاف ہو، پوائنٹر جام ہو، اور دیگر خرابیاں پیدا ہوں (دیکھیں شکل 1: اوئل فلڈ ڈینسٹی ریلی)۔

1.2 SF6 ڈینسٹی ریلیز کے کنٹیکٹس کی خصوصی خصوصیات—کم کنٹیکٹ فورس اور لمبی آپریشن کی مدت—کی وجہ سے وقت کے ساتھ کنٹیکٹس کی آکسیڈیشن ہو سکتی ہے، جس کی وجہ سے کنٹیکٹ کی کمزوری یا رکاوٹ پیدا ہو سکتی ہے۔ اوئل کی مکمل لیک والے SF6 ڈینسٹی ریلیز میں میگنیٹک آسانی کے ساتھ الیکٹریکل کنٹیکٹس آزادانہ طور پر ہوا میں ملتے ہیں، جس کی وجہ سے آکسیڈیشن اور ڈسٹ کی جمع ہو سکتی ہے، جس کی وجہ سے کنٹیکٹ پوائنٹس پر کنٹیکٹ کی کمزوری پیدا ہو سکتی ہے۔ آپریشن کے دوران دیکھا گیا ہے کہ 3% SF6 ڈینسٹی ریلی کنٹیکٹس موثر طور پر کنڈکٹ کرنے میں ناکام رہتے ہیں، جس کی اصل وجہ عدم کافی ضد زلزلہ اوئل ہے۔ اگر SF6 ڈینسٹی ریلی کا پوائنٹر جام ہو جائے یا کنٹیکٹس فیل ہوں یا کنڈکٹ کرنے میں ناکام رہیں تو برقی شبکہ کی سلامتی اور موثوقیت مستقیماً خطرے میں ہو جاتی ہے۔

2. SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کی وجوہات

SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کی اصل وجہ دونوں مقامات پر سیل کی فیل ہونا ہے: ٹرمینل بیس اور سطح کے درمیان جنکشن اور شیشہ اور کیس کے درمیان سیل۔ یہ سیل کی فیل عموماً سیلنگ رنگ کی عوامل سے ہوتی ہے۔ SF6 ڈینسٹی ریلیز کے ضد زلزلہ اوئل سیل عام طور پر نائٹرائل روبار (NBR) سے بنے ہوتے ہیں۔ NBR ایک مصنوعی ایلاستومر کوپالیمر ہے جو بوٹیڈین، اکرائیلونیٹرائل اور ایمولشن سے بناتا ہے، جس کے مولکولر ساخت میں ایک غیر متعادل کاربن چین ہوتی ہے۔ اکرائیلونیٹرائل کی مقدار NBR کی خصوصیات کو直接影响的翻译已经完成，以下是乌尔都语（使用波斯-阿拉伯字母书写体）的完整译文：

فیبروری 2005 میں ہمارے پلانٹ میں 110kV سب سٹیشن کا تعمیر اور آپریشن کا آغاز ہوا۔ 110kV سسٹم میں بیجنگ سوچ گیئر فیکٹری سے ZF4-126\1250-31.5 قسم کا SF6 GIS (گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیئر) استعمال ہوتا ہے، جس میں سات بیز اور 29 SF6 گیس کمپارٹمنٹ شامل ہیں، جن میں سے پانچ سرکٹ بریکر کمپارٹمنٹ ہیں۔ ہر سرکٹ بریکر کمپارٹمنٹ میں ایک SF6 گیس ڈینسٹی ریلے لگا ہوتا ہے۔ ہمارا پلانٹ شانگھائی شینیوان انسترومنٹ فیکٹری سے تیار کردہ MTK-1 ماڈل کے اوئل فلڈ ڈینسٹی ریلیز استعمال کرتا ہے۔ ان ریلیز کی دو پریشر رینج ہیں: -0.1 سے 0.5 MPa اور -0.1 سے 0.9 MPa، جن میں ایک یا دو سیٹ آف کنٹیکٹس ہوتے ہیں۔ ان میں بورڈن ٹیوب اور بائی میٹلک سٹرپ سینسنگ عنصر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ جب گیس کی لیک کا سطح خاص حد تک پہنچ جاتا ہے تو الیکٹریکل کنٹیکٹس کسی بھی حالت میں البم یا لاک آؤٹ سگنل کو ٹریگر کرتے ہیں، مختلف پروٹیکٹیو فنکشنز کو ممکن بناتے ہیں۔ 17 اکتوبر 2015 کو، روتین کے دوران، ڈیوٹی پر موجود برقی کاریگروں نے 11، 19، اور 22 کمپارٹمنٹ کے ڈینسٹی ریلیز میں مختلف درجات کی گیس کی لیک کا پتہ لگا لیا۔ یہ واقعہ SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کے ذریعے کام کرنے کے عملی خطرات کو ظاہر کرتا ہے۔

1. SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کے خطرات

ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک برقی معدات کو کافی نقصان پہنچاتی ہے:

1.1 جب ڈینسٹی ریلی میں ضد زلزلہ کا اوئل مکمل طور پر ختم ہو جاتا ہے تو اس کی غیر محفوظ صداقت کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔ اگر سرکٹ بریکر (کھولنا یا بند کرنا) ایسی حالت میں آپریشن کرتا ہے تو یہ ممکن ہے کہ کنٹیکٹ فیل ہو جائے، معیاری قدر سے زیادہ اختلاف ہو، پوائنٹر جام ہو، اور دیگر خرابیاں پیدا ہوں (دیکھیں شکل 1: اوئل فلڈ ڈینسٹی ریلی)۔

1.2 SF6 ڈینسٹی ریلیز کے کنٹیکٹس کی خصوصی خصوصیات—کم کنٹیکٹ فورس اور لمبی آپریشن کی مدت—کی وجہ سے وقت کے ساتھ کنٹیکٹس کی آکسیڈیشن ہو سکتی ہے، جس کی وجہ سے کنٹیکٹ کی کمزوری یا رکاوٹ پیدا ہو سکتی ہے۔ اوئل کی مکمل لیک والے SF6 ڈینسٹی ریلیز میں میگنیٹک آسانی کے ساتھ الیکٹریکل کنٹیکٹس آزادانہ طور پر ہوا میں ملتے ہیں، جس کی وجہ سے آکسیڈیشن اور ڈسٹ کی جمع ہو سکتی ہے، جس کی وجہ سے کنٹیکٹ پوائنٹس پر کنٹیکٹ کی کمزوری پیدا ہو سکتی ہے۔ آپریشن کے دوران دیکھا گیا ہے کہ 3% SF6 ڈینسٹی ریلی کنٹیکٹس موثر طور پر کنڈکٹ کرنے میں ناکام رہتے ہیں، جس کی اصل وجہ عدم کافی ضد زلزلہ اوئل ہے۔ اگر SF6 ڈینسٹی ریلی کا پوائنٹر جام ہو جائے یا کنٹیکٹس فیل ہوں یا کنڈکٹ کرنے میں ناکام رہیں تو برقی شبکہ کی سلامتی اور موثوقیت مستقیماً خطرے میں ہو جاتی ہے۔

2. SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کی وجوہات

SF6 ڈینسٹی ریلیز میں اوئل کی لیک کی اصل وجہ دونوں مقامات پر سیل کی فیل ہونا ہے: ٹرمینل بیس اور سطح کے درمیان جنکشن اور شیشہ اور کیس کے درمیان سیل۔ یہ سیل کی فیل عموماً سیلنگ رنگ کی عوامل سے ہوتی ہے۔ SF6 ڈینسٹی ریلیز کے ضد زلزلہ اوئل سیل عام طور پر نائٹرائل روبار (NBR) سے بنے ہوتے ہیں۔ NBR ایک مصنوعی ایلاستومر کوپالیمر ہے جو بوٹیڈین، اکرائیلونیٹرائل اور ایمولشن سے بناتا ہے، جس کے مولکولر ساخت میں ایک غیر متعادل کاربن چین ہوتی ہے۔ اکرائیلونیٹرائل کی مقدار NBR کی خصوصیات کو متاثر کرتی ہے: زیادہ اکرائیلونیٹرائل کی مقدار اوئل، سولوئنٹ، اور کیمیکل کی ریزسٹنس کو بڑھاتی ہے، اور سٹرینگتھ، ہارڈنس، ویر اور ہیٹ ریزسٹنس کو بھی بڑھاتی ہے، لیکن کم ٹیمپریچر فلکسیبلٹی، ایلاستیسٹی کو کم کرتی ہے اور گیس کی پیرمیابی کو بڑھاتی ہے۔ NBR سیلز کی عوامل کو دو قسم کے عوامل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: داخلی اور خارجی عوامل۔

2.1 داخلی عوامل

2.1.1 NBR کا مولکولر ساخت
NBR ایک مکمل طور پر متشبہ ہائیڈروکاربون روبار نہیں ہے؛ اس کے پولیمر چینز میں غیر متعادل ڈبل بانڈز موجود ہوتے ہیں۔ مختلف خارجی اثرات کے تحت آکسیجن ان ڈبل بانڈز پر واکنش کرتی ہے، جس سے آکسائڈ بناتی ہے۔ یہ آکسائڈ فریکشن کرتے ہیں اور روبار پروکسائڈ بناتے ہیں، جس کی وجہ سے مولکولر چین کا کٹاؤ ہوتا ہے۔ اس کے ساتھ ساتھ چھوٹی مقدار میں سکٹو گروپ بھی پیدا ہوتے ہیں، جو روبار مولکولز کی کراس لینکنگ کو فروغ دیتے ہیں۔ یہ کراس لینکنگ کی گنجائش کو بہت زیادہ بڑھاتا ہے، جس کی وجہ سے روبار کھڑک اور سخت ہوجاتا ہے۔ ڈبل بانڈز کی تعداد کی وجہ سے ایجنگ کی رفتار کو بہت زیادہ متاثر کرتی ہے۔

2.1.2 روبار کمپاؤنڈنگ ایجنٹس
روبر کی تیاری کے دوران سلفیڈائز کا انتخاب بہت اہم ہے۔ سلف کروس لینکنگ کی کثافت کو بڑھانے سے روبار کی ایجنگ کی رفتار بہت زیادہ ہوتی ہے۔

2.2 خارجی عوامل

2.2.1 آکسیجن روبار کی ایجنگ کا ایک اہم سبب ہے۔ آکسیجن مولکول چین کو کٹا کرتے ہیں اور دوبارہ کراس لینکنگ کرتے ہیں۔ ایک اور عامل وزون ہے، جو بہت رییکٹو ہوتا ہے۔ وزون روبار کے مولکول کے ڈبل بانڈز پر حملہ کرتا ہے، جس سے وزونائڈ بنتے ہیں جو فریکشن کرتے ہیں اور پولیمر چین کو کٹا دیتے ہیں۔ کیونکہ ضد زلزلہ اوئل سیل ہوا کے ساتھ مستقیم رابطے میں ہوتا ہے، اور آکسیجن/وزون اوئل میں حل ہو سکتے ہیں، وہ اوئل میں ایجنگ کی رییکشن میں حصہ لیتے ہیں۔

2.2.2 حرارتی توانائی آکسیڈیشن کی رفتار کو بڑھاتی ہے۔ عام طور پر، 10°C کی تکمیل کی وجہ سے آکسیڈیشن کی رفتار دوگنا ہو جاتی ہے۔ علاوہ ازیں، حرارت روبار چینز اور کمپاؤنڈنگ ایجنٹس کے درمیان رییکشن کو بڑھاتی ہے، جس کی وجہ سے روبار میں موجود وولیٹل کمپوننٹس کو بھیپ ہو جاتے ہیں، جس کی وجہ سے روبار کی کارکردگی کو بہت زیادہ کم کر دیا جاتا ہے اور اس کی عمر کو کم کر دیا جاتا ہے۔

2.2.3 مکینکل فیٹیگ۔ مستقل دباؤ کے تحت روبار میں سٹرین ہوتا ہے، جس کی وجہ سے مکینکل-آکسیڈیشن کا اثر ہوتا ہے۔ حرارتی توانائی کے ساتھ یہ آکسیڈیشن کو بہت زیادہ بڑھاتا ہے۔ اپنی عمر کے دوران روبار کم کم ایلاستیسٹی کھو دیتا ہے، جس کی وجہ سے مکینکل ایجنگ ہوتا ہے۔ پرانے روبار سیلز کی سیلنگ کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے، جس کی وجہ سے اوئل کی لیک ہوتی ہے۔

2.2.4 سیل کی مبدئی کمپریشن کی کمی۔ روبار سیلز کی تنصیب کے دوران دیگر سیلنگ سطح کے ساتھ ٹائٹ فٹ بنانے کے لیے دیگریشن پر انحصار کرتے ہیں تاکہ لیک کو روکا جا سکے۔ مبدئی کمپریشن کی کمی کی وجہ سے لیک ہونے کا زیادہ امکان ہوتا ہے۔ ڈیزائن کے مسئلے—جیسے کہ چھوٹے سیکشن والے سیل کا انتخاب، بڑے سائز کا انسلال گروو کا استعمال، یا تنصیب کے دوران کیس کاور کو صحیح طور پر ٹائٹ کرنے کی کمی—سب کی وجہ سے مبدئی کمپریشن کی کمی ہوتی ہے۔ عملی طور پر، ریلی کی کیس کاور کو ٹائٹ کرنے کا کام عام طور پر محسوسیت کے ذریعے کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے بہترین پوزیشن کو حاصل کرنا مشکل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کمپریشن کی کمی ہوتی ہے۔ علاوہ ازیں، روبار کی کولڈ شرنک کوفیشین میٹل سے دس گنا زیادہ ہوتی ہے۔ کم ٹیمپریچر پر روبار سیل کا سیکشن کم ہو جاتا ہے اور میٹریئل سخت ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے کمپریشن میں مزید کمی ہوتی ہے۔

2.2.5 بہت زیادہ دبانے کی شرح. سیل کی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لئے ربارٹر O-رِنگز کو کچھ دبانے کی شرح کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، اسے بے پروا طور پر بڑھایا نہیں جا سکتا۔ بہت زیادہ دبانے سے نصب کرنے کے دوران مائمومیت کی شکل اختیار کر سکتی ہے، سیل میں زبردست مساوی دباؤ پیدا ہو سکتا ہے، مواد کی خرابی کا باعث بن سکتا ہے، خدمات کی مدت کو قصر کر سکتا ہے، اور آخر کار تیل کی لوٹنا کا باعث بن سکتا ہے۔ پھر بھی، ریلے کی کور کو محسوس کرتے ہوئے ٹائٹن کرنے کا عمل عام طور پر صحیح پوزیشن حاصل کرنے کی مشکل کی وجہ سے بہت زیادہ دبانے کا باعث بناتا ہے۔

3. ZDM قسم کا تیل سے خالی، زلزلہ مقامی ڈینسٹی ریلے

3.1 ZDM قسم کے ریلے کا شوک آبسروشن اور آپریٹنگ پرنسپل
ZDM قسم کا تیل سے خالی، زلزلہ مقامی ڈینسٹی ریلے (تصویر 2 دیکھیں) کنکشن اور کیس کے درمیان ایک شوک آبسروبنگ پڈ کو شامل کرتے ہوئے شوک آبسروشن حاصل کرتا ہے۔ یہ پڈ سرکٹ بریکر کے آپریشن کے دوران پیدا ہونے والی لرزشوں کو بفر کرتا ہے۔ سوچ کے آپریشن سے پیدا ہونے والے اثر اور لرزش کنکشن کے ذریعے شوک آبسروبنگ پڈ تک منتقل ہوتے ہیں، جو پھر انہیں کم کرتا ہے اور پھر اسے ریلے کی کیس تک منتقل کرتا ہے۔ اس بفرنگ کے اثر کی وجہ سے ریلے کی کیس تک پہنچنے والی لرزشوں اور اثر کی توانائی کا بہت زیادہ کم ہونا ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں بہترین زلزلہ مقامی کارکردگی حاصل ہوتی ہے۔

اس کے علاوہ، ZDM قسم کے ریلے کا آپریٹنگ پرنسپل ایک سپرنگ ٹیوب کو کشیل عنصر کے طور پر استعمال کرتا ہے، جس میں ٹیمپریچر کمپنزیشن سٹرپ دباؤ اور ٹیمپریچر کے تبدیلیوں کو درست کرتا ہے تاکہ SF6 گیس کی ڈینسٹی کے تبدیلیوں کو ظاہر کر سکے۔ آؤٹ پٹ کنٹیکٹس مائیکرو سوچ مکینزم کا استعمال کرتے ہیں۔ مائیکرو سوچ سگنل کنٹرول ٹیمپریچر کمپنزیشن سٹرپ اور سپرنگ ٹیوب کے ذریعے کیا جاتا ہے، شوک آبسروبنگ پڈ کے بفرنگ کے اثر کے ساتھ۔ اس ڈیزائن سے لرزشوں کی وجہ سے غلط سگنل کو روکا جاتا ہے، نظام کی موثوق اور موثر کارکردگی کو یقینی بناتا ہے۔ یہ اشارہ کن ڈینسٹی ریلے کی زلزلہ مقامی کارکردگی کو بہت زیادہ بڑھاتا ہے، اور اسے ایک بلند کارکردگی کا آلہ بناتا ہے۔

3.2 ZDM قسم کے تیل سے خالی، زلزلہ مقامی ڈینسٹی ریلے کی خصوصیات

• 3.2.1 مکمل سٹینلیس سٹیل کی کور، بہترین پانی سے بچانے کی اور کوروشن سے بچانے کی خصوصیات، اور دلکش صورت;

• 3.2.2 درستگی: 1.0 کلاس (20°C پر)، 2.5 کلاس (-30°C سے 60°C تک);

• 3.2.3 آپریشن کی فضا کی ٹیمپریچر: -30°C سے +60°C تک; آپریشن کی فضا کی نمی: ≤95% RH;

• 3.2.4 زلزلہ مقامی کارکردگی: 20 m/s²; ایمپیکٹ مقامی کارکردگی: 50g، 11ms; سیل کی کارکردگی: ≤10⁻⁸ mbar·L/s;

• 3.2.5 کنٹیکٹ کی درجہ: AC/DC 250V، 1000VA/500W;

• 3.2.6 کور کی حفاظت کی درجہ: IP65;

• 3.2.7 تیل سے خالی ڈیزائن، لرزش اور ایمپیکٹ کے خلاف مقامی، اور مستقل طور پر لیک پروف;

• 3.2.8 ٹیمپریچر سینسنگ عنصر کی مستحکم اور بہت زیادہ متناسب کارکردگی۔

ان بالا مذکورہ خصوصیات کا مطلب یہ ہے کہ ZDM قسم کا تیل سے خالی، زلزلہ مقامی ڈینسٹی ریلے تیل کی لوٹنے کا مسئلہ کامل طور پر ختم کرتا ہے۔ ایک منفرد ساختی ڈیزائن اور شوک آبسروبنگ پڈ کو استعمال کرتے ہوئے، یہ بنیادی طور پر آپریشن کے دوران تیل کی لوٹنے کو روکتा ہے۔

4. نتیجہ

ڈینسٹی ریلے میں تیل کی لوٹنے کے اہم وجوہات تیار کرنے، آپریشن، اور مینٹیننس کے مسائل سے پیدا ہوتے ہیں۔ جب معدنیات کی ڈینسٹی کم ہوجاتی ہے تو نہ صرف الیکٹریکل انسلیشن کی قوت کم ہوجاتی ہے بلکہ سرکٹ بریکر کی انٹرپٹنگ کیپیسٹی بھی کمزور ہوجاتی ہے۔ لہذا، تیل کی لوٹنے والے ڈینسٹی ریلے کو وقت پر تبدیل کرنا ضروری ہے۔ سیف اور موثوق آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے، مستقبل کے ایپلیکیشنز میں ZDM قسم کے تیل سے خالی، زلزلہ مقامی ڈینسٹی ریلے یا مماثل ڈیوائس کا استعمال کرنے کی تجویز کی جاتی ہے۔