Hoe Beïnvloed Olieverlies die Prestasie van 'n SF6-Relais?

1. SF6 Elektriese toerusting en die algemene probleem van olielekkage in SF6-digtheidreleus

SF6 elektriese toerusting word tans wyd gebruik in kragverskaffers en industriële ondernemings, wat die ontwikkeling van die kragindustrie beduidend bevorder het. Die boogblussing- en isolasie-medium in sodanige toerusting is swawel heksafluoride (SF6) gas, wat nie mag lek nie. Enige lekkage ondermyn die betroubare en veilige werking van die toerusting, wat dit noodsaaklik maak om die SF6 gasdigtheid te moniteer. Tans word meganiese naaldtipe digtheidreleus algemeen hiervoor gebruik. Hierdie releus kan waarskuwings- en blokkeerseine aktiveer wanneer gaslekkage voorkom, en gee ook 'n digtheid-aanduiding ter plaatse. Om trillingbestandheid te verhoog, word hierdie releus tipies met silikonol gevul.

Tog, in die praktyk, is olielekkage uit SF6 gasdigtheidreleus 'n algemene probleem. Hierdie probleem is wye verspreid—elke kragverskaffingsbureau in die land het daarmee te kam. Sommige releus ontwikkel olielekkage binne minder as 'n jaar se operasie. In kort, olielekkage in olievulde digtheidreleus is 'n wye verspreide en aanhoudende probleem.

2. Gevaarlike gevolge van olielekkage in digtheidreleus

Soos bekend is, gebruik SF6 digtheidreleus gewoonlik 'n veertipese elektriese kontak, versterk deur 'n magnetiese hulpmechanisme om betroubare kontaksluiting te verseker. Tog, die kontakkracht (vir waarskuwing of blokkering) berus hoofsaaklik op die swak kracht van die veer. Selfs met magnetiese hulp, bly die kracht baie klein, wat die kontakte hoogst gevoelig maak vir trilling. Om trillingbestandheid te verbeter, word silikonol tipies in die releus gevul. As olielekkage voorkom, stel dit potensiële veiligheidsrisiko's vir die SF6 elektriese toerusting voor.

Gevaar 1: Een die anti-trillingsol volledig geleë het, is die dempingseffek verlore, wat die trillingbestandheid van die releus drasties verminder. Na sterke meganiese skokke tydens skakeelaan-en-af-operasies, kan die naald vasvry, kontakte kan permanent foute maak (of nie aktiveer nie, of geblokkeer bly), of meetafwykings kan akseptabele limiete oorskry.

Gevaar 2: Aangesien die releus kontakte met magnetiese hulp met inherente lae kontakkracht besit, kan langdurige blootstelling lei tot oksidasie van die kontakvlakke. Vir releus wat al die olie verloor het, word die magneties gehelpde kontakte direk aan lug blootgestel, wat hulle vatbaar maak vir oksidasie of stofakkumulasie, wat swak kontak of volledige foute veroorsaak.

Volgens verslae: Oor 'n driejarige periode waarin een kragverskaffer sy toetsing van SF6 digtheidreleus intensifiseer, is 196 eenhede geïnspekteer, en 6 (ongeveer 3%) is gevind om onbetroubare kontakgeleiing te hê. Al hierdie foutiewe releus het al hul dempingsool verloor. As 'n digtheidreleus 'n vasgevryde naald, foute kontakte, of onbetroubare geleiding het, kan dit ernstig die veiligheid van die netwerk ondermyn. Stel jou voor dat 'n SF6 skakeelaan-en-af gas lek en sy isolasie-medium verloor, maar die digtheidreleus slaag om 'n waarskuwing te aktiveer weens 'n vasgevryde naald of foute kontak. As die skakeelaan-en-af dan probeer 'n foutstroom te onderbreek, kan die gevolge katastrofaal wees.

Addisioneel, kan geleë olie ander komponente van die skakeltoerusting besmet, stof aantrek en verdere veiligheidsbedreigings skep. Sommige eenhede maak gebruik van plastieksewe om die geleë releus in te pak om olieverspreiding en stofakkumulasie te verhoed. Verder is moderne onderstations ontwerp om olievry te wees; dus, word olielekkage beskou as 'n defekt wat reggestel moet word.

3. Worteloorzaakanalise van olielekkage

Die primêre lekkagepunte in digtheidreleus is die segellings tussen die terminalblok en die behuising, die glasvenster en die behuising, en barste in die glas self. Deur talryke geleë releus te demontereer, het ons bepaal dat die hoofoorzaak van olielekkage segelfout by die terminalblok-na-behuising en glas-na-behuising interfaces is. Die volgende is die voorlopig geïdentifiseerde redes vir segelfout.

3.1 Rubbersegel-veroudering

Tans gebruik die meeste digtheidreleus nitrielle rubber (NBR) vir oliese O-ring-segels. NBR is 'n kopolimeer van butadien (CH₂=CH–CH=CH₂) en acrylonitril (CH₂=CH–CN), geproduseer deur emulsie-polymerisasie. Dit is 'n onverevende karbon-ketting rubber. Die acrylonitril-inhoud beeïnvloed NBR-eienskappe beduidend: hoër inhoud verbeter olie-, oplosmiddel- en chemiese weerstand, verhoog sterkte, hardheid, slysbestandheid en hittebestandheid, maar verminder koueflexibiliteit, elastisiteit en lugdoorgaanskheid.

Rubber degradeer tydens verwerking, berging en gebruik weens verskillende faktore, wat kleurverandering, plakkerigheid, verharding en barsting vertoon—fenomeene wat kollektief as rubber-veroudering bekend staan.

Faktore wat bydra tot NBR-segel-veroudering sluit interne en eksterne oorsake in.

3.2 Interne oorsake

• Molekulêre struktuur van NBR:
  NBR bevat onverevende dubbelbande in sy polimeerketting. Onder hitte en meganiese spanning reageer suurstof by hierdie dubbelbande, vorm peroxide wat in oksideringsprodukte afbreek, wat kettingknip en -kruisbinding veroorsaak. Dit verhoog kruisbindingsdigtheid, wat die rubber harder en broser maak. Hoër dubbelbandinhoud versnel veroudering. Addisioneel, elektron-skenkende substituente (bv., –CH₃) in die molekulêre struktuur word maklik geoksedeer.

• Effek van rubber-mengsels:
  Die keuse van vulkaniseringstelsel is krities. Hoër kwikinhoud verhoog polysulfied kruisbindingskonsentrasie, maar versnel veroudering.

3.3 Eksterne oorsake

• Suurstof en ozon:
  Suurstof is 'n primêre verouderingsfaktor, wat kettingknip en herkruisbinding bevorder. Ozon is selfs meer reaktief; dit vorm ozonides by dubbelbande, wat afbreek en polimeerkettings knip. Die segel word direk aan lug blootgestel, en spoore van suurstof en ozon lost in die olie, wat rubberveroudering versnel.

• Hitte:
  Hitte versnel oksidatie—gewoonlik, 'n temperatuurstyg van 10°C verdubbel die oksidatietempo. Dit versnel ook reaksies tussen rubber en addities of veroorsaak vlugtige komponente om te verdamp, wat prestasie vermindering en diensleeftyd verkort.

• Meganiëse moegheid:
  Onder konstante spanning (kompressie, torsie), ondergaan rubber meganiese oksidatie, versnel deur hitte. Met tyd, verminder elastisiteit—dit is meganiese moegheid-veroudering.

Veroudering van die rubbersegel lei tot segelfout, verlies van segelvermoë, en uiteindelik olielekkage.

3.4 Onvoldoende aanvanklike kompressie van die segel

Rubbersegels vertrou op kompressie-deformatie tydens installasie om stevig teen segelvlakke te pas en lekkagepad te blokkeer. Onvoldoende aanvanklike kompressie kan lei tot lekkage. Dit kan gebeur weens:

• Ontwerpprobleme: te klein segeldoorsnee of te groot groef;

• Installasieprobleme: onjuiste afdraai van die deksel (die meeste releus vertrou op handgevoel, wat presiese beheer moeilik maak).
  Addisioneel, het rubber 'n kouinkrimpingkoëffisiënt wat tien keer groter is as metaal. By lage temperature krimp en verhard die segel, wat kompressie verder verminder.

3. Oormatige kompressiekoers

Alhoewel kompressie nodig is vir segeling, is oormatige kompressie skadelik. Dit kan permanente deformasie tydens installasie veroorsaak of hoë von Mises-spanning geneer, wat materiaalfout en verkorte leeftyd veroorsaak. Weer, manuele afdraai lei dikwels tot oormatige kompressie.

4. Oppervlakte-defekte op segelvlakke

Kraste, burrs, lae oppervlakruheid, of onjuiste masjinerie-teksure op segelvlakke kan lekkagepadte skep.

5. Temperatuur-effekte

By hoë temperature, verweek en verleng rubber, wat potensieel uitdrui en die segel breek. By lage temperature, kan insinking en verharding ook lekkage veroorsaak.

6. Onjuiste hardheidkeuse

As die rubbersegel te sag of te hard is, kan dit nie regtig segel nie.

7. Ruwe installasie

Onversigtige installasie kan die segel beskadig. Byvoorbeeld, skerp rande of burrs kan die O-ring skryf, wat onsigbare defekte skep wat tot segelfout en olielekkage lei.Addisioneel, kan glasbarste ook olielekkage veroorsaak.

Oorsake sluit in:
A) Ongelyke spanning tydens installasie, vererger deur plotselinge temperatuur- of drukveranderinge;
B) Termiese skok wat die glas self laat breek. Barste vorm lekkagepad, wat olieverlies veroorsaak.

Gevolgtrekking

In SF6 elektriese toerusting, dien SF6 gas as die primêre isolerende en boogblussing-medium. Sy dielektriese sterkte en boogonderbrekingsvermoë hang direk af van gasdigtheid—hoër digtheid beteken gewoonlik beter prestasie. Tog, weens vervaardigings-, operasie- of instandhoudingsprobleme, is gaslekkage onvermydelik. 'n Daling in digtheid lei tot twee hoofrisiko's: vermindering in dielektriese sterkte en vermindering in skakeelaan-en-af-onderbrekingsvermoë. Daarom is die monitering van SF6 gasdigtheid krities vir veilige en betroubare werking. Dit word gewoonlik bereik deur SF6 digtheidreleus, wat twee-stadium-waarskuwings—waarskuwing en blokkeringssiene—gee wanneer digtheid daal, wat tydjige ingryp moontlik maak.

Daarom moet ter plaatse SF6 digtheidreleus betroubaar wees. Op grond van die bo-af analise, trek ons die gevolg:

• Digtheidreleus wat olielekkage vertoon, moet spoedig gemonitor en vervang word.

• Nuut geïnstalleerde releus moet voorkeurlik olievry tipes met verbeterde trillingbestandheid of verbeterde gasgeleide ontwerpe wees.