Kiel Afektas Ola Perdo al la Funkciado de SF6-Relais?

1. SF6 Elektra Equipado kaj Komuna Problemo de Ola Fuido en SF6 Densigaj Relaĵoj

SF6 elektra equipado nuntempe estas vaste uzata en energiutiligoj kaj industraj entreprenoj, signife progresigante la evoluon de la energiindustrio. La ark-kvazaŭiganta kaj izoliga medio en tia equipado estas sulfurheksafluorido (SF6) gaso, kiu ne devas fuidi for. Ĉiu forfuido kompromisas la fidindan kaj sekuran operacion de la equipado, farante esence necesan montri la densencon de la SF6 gaso. Aktuale, mekanikaj punktadotipaj densigaj relaĵoj estas komune uzataj por ĉi tiu celo. Ĉi tiuj relaĵoj povas aktivigi alarm- kaj blokadsignalojn kiam gasforfuido okazas kaj ankaŭ donas lokan indikon de densenca nivelo. Por plibonigi rezistancon kontraŭ vibrado, ĉi tiuj relaĵoj kutime estas plenitaj kun silika ola fuido.

Tamen, praktike, ola fuido el SF6 gasdensencaj relaĵoj estas komuna problemo. Ĉi tiu problemo estas vaste disvastiĝinta—ĉiu energifurnizantburo en la tuta lando renkontis ĝin. Iuj relaĵoj dezvolvas olan fuidon en malpli ol unu jaro da operacio. En mallonga, ola fuido en ole-plenitaj densigaj relaĵoj estas ofta kaj persistanta problemo.

2. Danĝeroj de Ola Fuido en Densigaj Ralaĵoj

Kiel bone konata, SF6 densigaj relaĵoj ĝenerale uzas spiraltipan elektran kontaktan, potencigita per magnetika asistila mekanismo por certigi fidindan kontaktan fermon. Tamen, la kontakta forto (por alarmo aŭ bloko) dependas ĉefe de la malforta forto de la spiralo. Eĉ kun magnetika asisto, la forto restas tre malgranda, farante la kontaktojn tre sentemajn al vibrado. Por plibonigi rezistancon kontraŭ vibrado, silika ola fuido kutime estas plenita en la relaĵon. Se ola fuido okazas, ĝi posedas potencialajn sekurajn riskojn al la SF6 elektra equipado.

Danĝero 1: Kiam la antivibrada ola fuido tute forfuidas, la amortigilo efekto perdas, dramatike reduktante la rezistanton kontraŭ vibrado de la relaĵo. Post forta mekanika ŝokoj dum operacioj de ĉirkaŭbrekiloj, la indicilo povas stari, la kontaktoj povas permanenta malsukcesi (aŭ ne agi aŭ resti aktiviĝintaj), aŭ mezurdevioj povas superi akcepteblajn limojn.

Danĝero 2: Ĉar la relaĵkontaktoj estas magnetike asistitaj kun inherent malalta kontakta forto, longdaŭra eksponado povas konduki al oksidado de la kontakta surfacoj. Por relaĵoj kiuj perdis tutan olon, la magnetike asistitaj kontaktoj estas rekte eksponitaj al aero, farante ilin facile oksidi aŭ akumuli polvon, rezultante malbonan kontaktadon aŭ kompletan malsukceson.

Laŭ raportoj: Dum trijara periodo dum kiu unu utilo intensigis testadon de SF6 densigaj relaĵoj, 196 unuoj estis inspektitaj, kaj 6 (ĉirkaŭ 3%) estis trovitaj havi nefidindan kontaktan kondukadon. Ĉiuj ĉi tiuj defektaj relaĵoj perdis sian amortigan olon. Se densiga relaĵo suferas de stara indicilo, malsukcesa kontakto, aŭ nefidinda kondukado, ĝi povas serioze kompromisi rezafecon. Konsideru la scenaron kie SF6 ĉirkaŭbrekilo forfuidas gason kaj perdas sian izoladan median, sed la densiga relaĵo ne sukcesas trigeri alarmon pro stara indicilo aŭ malsukcesa kontakto. Se la ĉirkaŭbrekilo tiam provas interrompi faltekan kuranton, la konsekvencoj povus esti katastrofaj.

Plue, forfuita olo povas kontamini aliajn komponantojn de la ŝaltstacio, atirante polvon kaj plue danĝerigante sekuran operacion. Iuj unuoj turnas al empaĉado de la forfuidanta relaĵo en plastikaj saketoj por preveni olon disvastiĝi kaj kaŭzi akumulon de polvo. Plue, modernaj substatiaj centroj estas dizajnitaj senola; do, ola fuido estas konsiderata difekto kiu devas esti korektita.

3. Analizo de Fundamenta Kauzo de Ola Fuido

La ĉefaj forfuidaj punktoj en densigaj relaĵoj estas la sigelinterkapoj inter la terminalbloko kaj la korpo, la glasa fenestro kaj la korpo, kaj rifujoj en la glaso mem. Per dismetado de multaj forfuidantaj relaĵoj, ni determinis ke la ĉefa kauzo de ola fuido estas sigelfallo inter la terminalbloko-korpo kaj glaso-korpo interfacoj. Jen la preliminaraj identigitaj kialoj por sigelfallo.

3.1 Maljungigo de Guma Sigelo

Aktuale, plej multaj densigaj relaĵoj uzas nitrobutadienrubberon (NBR) por la ola sigelaj O-ringoj. NBR estas kopolimero de butadieno (CH₂=CH–CH=CH₂) kaj acrilnitrilo (CH₂=CH–CN), produktita per emulsio polimerizado. Ĝi estas nedifekta karbona-rubbaĵo. La enhavo de acrilnitrilo signife afektas NBR trajtojn: pli alta enhavo plibonigas olreziston, solventreziston, kaj kemikaj reziston, pligrandigas forticon, hardon, abradon, kaj varmreziston, sed reduktas frostmoldecon, elasteco, kaj aerpermeblecon.

Rubbero degeneras dum prilaborado, konservado, kaj uzo pro diversaj faktoroj, montrante diskolorigon, klebancon, hardiĝon, kaj rifujiĝon—fenomenoj kolekte konataj kiel rubbara maljungigo.

Faktoroj kontribuantaj al NBR sigela maljungigo inkluzivas internajn kaj eksterajn kaŭzojn.

3.2 Internaj Kaŭzoj

• Molekula Strukturo de NBR:
  NBR enhavas nedifektajn duoblajn ligilojn en sia polimerĉeno. Sub varmo kaj mekanika streĉo, oksigeno reagas je ĉi tiuj duoblaj ligiloj, formante peroksidojn kiuj disrompiĝas en oksidaj produktoj, kaŭzante ĉenfrakton kaj kruciĝon. Ĉi tio pligrandigas krucdensancon, farante la rubberon pli hardan kaj fragilan. Pli alta enhavo de duoblaj ligiloj akcelas maljungigon. Plue, elektron-donantaj substituentoj (ekz., –CH₃) en la molekula strukturo estas facile oksiditaj.

• Efiko de Rubbra Komponentoj:
  La elekto de vulkanizosistemo estas kritika. Pli alta sulfurenhavo pligrandigas polisulfidan krucdensecon sed akcelas maljungigon.

3.3 Eksteraj Kaŭzoj

• Oksigeno kaj Ozono:
  Oksigeno estas ĉefa maljungiga faktoro, promovante ĉenfrakton kaj re-kruciĝon. Ozono estas eĉ pli reaga; ĝi formas ozonidojn je duoblaj ligiloj, kiuj disrompiĝas kaj rompas polimerĉenojn. La sigelo estas rekte eksponita al aero, kaj spuraj kvantoj de oksigeno kaj ozono disolvigas en la olon, akcelante rubbran maljungigon.

• Varmo:
  Varmo akcelas oksidadon—tipike, 10°C alteco duobligas la oksidadrapidon. Ĝi ankaŭ akcelas reagojn inter rubbero kaj aldonoj aŭ kaŭzas volatilajn komponentojn vaporigi, degradigante performadon kaj mallongigante servoperiodon.

• Mekanika Fatigo:
  Sub konstanta streĉo (kompremo, torzo), rubbero subiras mekanikan oksidadon, akcelitan de varmo. Kun tempo, elasteco malpliiĝas—ĉi tio estas mekanika fatiga maljungigo.

Maljungigo de la guma sigelo kondukas al sigelfallo, perdo de sigelkapablo, kaj finfine ola fuido.

3.4 Insufiĉa Iniciala Kompremo de la Sigelo

Gumaj sigeloj dependas sur kompresiadeformado dum instalado por etendi kontraŭ sigelaj surfacoj kaj bloki forfuidajn vojojn. Insufiĉa iniciala kompremo povas konduki al forfuido. Ĉi tio povas okazi pro:

• Dizajnproblemoj: tro malgranda sekcio de la sigelo aŭ tro granda groso;

• Instalproblemoj: malprava premado de la kapo (plej multaj relaĵoj dependas de manusa sento, faciliĝante precizan kontrolon malfacile).
  Plue, rubbero havas frostmalkreskon de koeficiento pli ol dekfoje tiu de metalo. Je malvarmaj temperaturoj, la sigelo malkreskas kaj hardiĝas, plue malpliigante kompresion.

3. Troa Komprema Rapido

Ĉe ankoraŭ ke kompremo estas necesa por sigelado, troa kompremo estas danĝera. Ĝi povas kaŭzi permanentan deformadon dum instalado aŭ generi altan von Mises-streson, kondukantan al materiala malsukceso kaj mallongigita vivperiodo. Denove, manusa premado ofte rezultas en troa kompremo.

4. Surfaca Defektoj sur Sigelaj Surfacoj

Scratoj, burroj, malalta surfaca rugoseco, aŭ malĝusta maŝina teksturo sur sigelaj surfacoj povas krei forfuidajn vojojn.

5. Efektoj de Temperaturo

Je altaj temperaturoj, rubbero malsekigas kaj dilatiĝas, potencialigante ekstrudon kaj rompon de la sigelo. Je malvarmaj temperaturoj, malkresko kaj hardiĝo ankaŭ povas kaŭzi forfuido.

6. Malĝusta Selektado de Hardeco

Se la guma sigelo estas tro molta aŭ tro dura, ĝi povas malsukcesi sigeli propraaĝe.

7. Malĝusta Instalado

Nezorgema instalado povas damaĝi la sigelon. Ekzemple, akraj randoj aŭ burroj povas skribi la O-ringon, kreante nevideblajn defektojn kiuj kondukas al sigelfallo kaj ola fuido.Plue, glasa rifujo ankaŭ povas kaŭzi ola fuido.

Kauzoj inkluzivas:
A) Neegalaj streĉoj dum instalado, pli pezigitaj per subita ŝanĝo en temperaturo aŭ preso;
B) Termoŝok kaŭzanta la glason mem rifuji. Rifuoj formiĝas forfuidajn vojojn, rezultigante ola perdadon.

Konkludo

En SF6 elektra equipado, SF6 gaso funkcias kiel la ĉefa izoliga kaj ark-kvazaŭiganta medio. Ĝia dielektra forto kaj arku-interrupta kapablo dependas direktre de gasdensenca nivelo—pli alta densenca nivelo ĝenerale signifas pli bonan performadon. Tamen, pro manufakturaj, operaciĝaj, aŭ matenancaj problemoj, gasforfuido estas neevitebla. Falado de densenca nivelo kondukas al du ĉefaj riskoj: reduktiĝo de dielektra forto kaj malkresko de ĉirkaŭbrekil-interrupta kapablo. Do, montri la densencon de SF6 gaso estas esence necesa por sekura kaj fidinda operacio. Ĉi tio estas tipike realigata per SF6 densigaj relaĵoj, kiuj provizas duetapajn avizojn—alarmo kaj bloko—kiam densenca nivelo falas, permesante tempan intervencon.

Do, surlokaj SF6 densigaj relaĵoj devas esti fidindaj. Bazitaj sur la supre analizitaj, ni konkludas:

• Densigaj relaĵoj montrantaj ola fuido devas esti prompte monitoritaj kaj anstataŭigitaj.

• Novinstalitaj relaĵoj preferinde estu senolaj tipoj kun superiora rezistanco kontraŭ vibrado aŭ plibonigitaj gas-sigelaj dizajnoj.