Oilaren galera SF6 relearen errendamendian nola eragiten du?

1. SF6 elektrik erresistentziak eta oliaren ihes arrunta SF6 dentsitateko releuetan

SF6 elektrik erresistentziak orain egiten dira hainbat industrian eta energia-erantzundeko enpresetan erabiltzen, eleberriaren garapenari errazki laguntzen. Erresistentzia hauek erabiltzen dituzte azfinko hexafluoruro (SF6) gas bat arkuen itzalera eta isulagatzea egiteko, eta ez da inolako ihesik gertatu behar. Ihes bat gertatzen bada, erresistentziak funtzionamendu osoa eta segurua galduko du, horregatik dentsitatea monitorizatzeko beharrezkoa da. Une honetan, erabilgarria diren dentsitateko releuak mekanikoak dira. Releu hauek alarma eta blokeoa aktibatzen dute gasaren ihesek gertatzen direnean, eta baita ere dentsitatea adierazten dute tokian. Osasuntsu handiagoa lortzeko, releu hauek silikoneko oliarekin beteak izaten dira.

Hala ere, praktikan, SF6 dentsitateko releuetako oliaren ihesak arazo ohikoa da. Arazo hau askotan agertzen da—gure herrialdeko abastu-gune guztietan aurkitu da. Batzuek urte baten barruan ihesak hasi dituzte. Lortu arte, oliarekin beteak diren dentsitateko releuetako oliaren ihesa arazo ohikoa eta jarraitzeko da.

2. Oliaren ihesen arriskuak dentsitateko releuetan

Askotan dakigu, SF6 dentsitateko releuak erabiltzen dituzte mola motako kontaktu elektrikoa, magnetismoaren laguntza eskaintzen duena kontaktuak ondo itzali behar direnean. Hala ere, kontaktu-indarrak (alarma edo blokeo) oso txikiak dira, mola bakarrik dituztelako. Magnetismoaren laguntza ere, indarra oso txiki izan daiteke, kontaktuak osasuntsu handia izateko. Horregatik, silikoneko oliarekin beteak izaten dira releuak. Oliaren ihesak gertatzen badira, arrisku seguruak sortzen dituzte SF6 elektrik erresistentzietan.

Arrisku 1: Oliaren ihes osoa gertatzen denean, osasuntsu handia galduko da, releuen osasuntsua askoz gutxiago izango da. Kontaktuak, osasuntsu handia galdu ondoren, zirkuituaren aldatzeko momentuan atzeratuko dira, kontaktuak permanenteki huts egin edo gainditu egingo dira, edo neurketak balio desegokiak emango dizkizuet.

Arrisku 2: Kontaktuak magnetismoaren laguntza eskaintzen diete, baina indarra oso txikiak dira. Denbora luzean, kontaktuak airean geratzen badira, oxidoz jartzen dira. Oliaren ihes osoa gertatzen denean, kontaktuak airean geratzen dira, oxidoz edo poltsuak hartzen dituzte, kontaktu txartoak edo hutsak sortzen dituzte.

Txosten batek esaten du: Tresna batek bere SF6 dentsitateko releuen probak intensifikatuta, 196 unitate aztertu zituen, eta 6 (hona hemen 3%) kontaktu txartoak zeuden. Relai guzti hauek oli osoa galdu zuten. Dentsitateko relai bat kontakto txartoak edo hutsak dituenean, sarearen segurtasuna askoz gutxiago izango da. Adibidez, SF6 zirkuitu-itzale bat gasa galdu eta isulagatze-medioa galdu duenean, dentsitateko relaiak alarma bat ez du aktibatzen kontakto txartoak edo hutsak dituenez gero. Zirkuitu-itzaleak saiatu ahalko du karrerak itzaltzea, ondorioak katasstrofikoak izango dira.

Gainera, oliaren ihesak beste osagai batzuk kontaminatzen ditu, poltsuak atraitzen ditu eta segurtasuna gehiago arriskutzat jartzen du. Batzuek plastiko-bolsak erabiltzen dituzte oliak zabaltzeko saihesteko. Gaur egun, subestazio modernoak oli gabeko diseinuak dituzte, beraz, oliaren ihesak akatsa dira konpondu beharrekoa.

3. Oliaren ihesen arrazoi nagusiak

Dentsitateko releuetan, oliaren ihesen punturen nagusiak terminala eta kaxa arteko esteka, kristal eta kaxa arteko esteka, eta kristalaren trinkadura dira. Askotan iheten diren releu asko desmontatuta, ikusi dugu oliaren ihesen arrazoi nagusia terminala-kaxa eta kristal-kaxa arteko esteken falloa dela. Hona hemen esteken falloarentzako arrazoiak.

3.1 Kautxukirurgaren zaharretasuna

Une honetan, dentsitateko releu askok nitril-rubber (NBR) erabiltzen dute oli-sealatzeko O-ringentzat. NBR-a butadien (CH₂=CH–CH=CH₂) eta acrilonitrilo (CH₂=CH–CN) kopolimeroa da, emulsio-polimerizazioaren bidez sortua. Karbon-kate asaturik gabeko kautxukirurga bat da. Acrilonitriloaren kontzentrazioa NBR-en ezaugarrietan eragin handia du: kontzentrazio altuagoa, oli, solvente eta kimikaletako erresistentzia hobea, indarra, koloretasuna, erosio-erresistentzia eta termikotasuna hobetzen ditu, baina kolore-aldaketarako, itsasorrerako, koloretasun-eta aire-permeabilitaterako erresistentzia gutxitu egiten ditu.

Kautxukirurga prozesuan, gordean eta erabiltzan zaharretasuna garatzen du, kolore-aldaketak, itsasorrerak, koloretasun-eta trinkadurak sortzen ditu, kasu guztiak kautxukirurgaren zaharretasuna dira.

NBR sealatzeko zaharretasunari ekar dezakeen faktoreak barne eta kanpo faktoreak dira.

3.2 Barne-faktoreak

• NBR-ren molekuluko egitura:
  NBR-k doble-bonded unsaturated bond ditu bere polimero-katean. Hitz harritasuna eta mekanikoki estresatuta, oxiak reaksioko du, peroxidoak sortzen ditu, zati txikiagoetan deskonposatzen dira, zati-zati egiten ditu, kautxukirurga askoz koloretasun handiagoa eta koloretasun gutxiagoa izango du. Bond-doblen kontzentrazio altuagoa, zaharretasuna azkarrago garatzen du. Aldiz, elektron-emanda substituent (adibidez, –CH₃) molekuluko egituratan oso oso oxiatzeko dira.

• Kautxukirurgaren konposizio-agentuen eragina:
  Vulkanizazio-sistema aukerakoa da. Sulfur kontzentrazio altuagoa, polisulfido-konexioen kontzentrazioa gehitu egingo du, baina zaharretasuna azkarrago garatzen du.

3.3 Kanpo-faktoreak

• Oxi eta ozonoa:
  Oxiak zaharretasunaren faktore nagusia da, zati-zati egiten ditu. Ozonoa ordea, askoz reaktiborrago da, ozonidoak sortzen ditu, deskonposatzen dira, polimero-kateak zati-zati egiten ditu. Sealak airean geratzen dira, eta oxi eta ozonoaren traseak olietan disolagarriak dira, kautxukirurgaren zaharretasuna azkarrago garatzen du.

• Termikotasuna:
  Termikotasuna oxiak azkarrago garatzen du—normalean, 10°C igotzeak oxiak bikoiztu egiten du. Termikotasuna kautxukirurgaren konposizio-agentuekin reaksioko du, edo osagaiei volatilizatuko ditu, prestazioa gutxituko du eta iraungitzea laburrago izango da.

• Mekanikoki estresatuta:
  Mugimendu konstante baten (kompressio, biraketa) pean, kautxukirurga mekanikoki oxiatzen da, eta termikotasuna azkarrago garatzen du. Denbora luzean, elastikotasuna gutxituko da—mehanikoki zaharretasuna da hau.

Kautxukirurgaren zaharretasuna estekaren falloa sortzen du, esteka-egoera galduko du, eta azkenik oliaren ihesak gertatuko dira.

3.4 Esteka-hasierako kompresio gutxi

Kautxukirurgaren esteka instalatzean deformazio-kompressioa erabiltzen da, esteka-osagaien artean fit egiteko eta ihes-lurrak blokeatzeko. Kompressio hasierako gutxiak ihesak sor ditzake. Kasu hau gertatzen da:

• Diseinu-problemetan: esteka-kroizeko tamaina txiki edo esteka-kroizeko grozoko tamaina handi;

• Instalazio-problemetan: kapela ez da zuzen instalatzen (askotan esteka-manuala erabiltzen da, kontrol zuzena zaila da).
  Gainera, kautxukirurgak metalarekin alderatuta, tenperatura baxuan koloretasun handiagoa du. Tenperatura baxuan, esteka koloretasun handiagoa eta koloretasun gutxiagoa izango du, kompressioa gutxituko da.

3. Kompressio handiegia

Kompressioa esteka egiteko beharrezkoa da, baina kompressio handiegia ez da ona. Instalatzean deformazio permanentea sor ditzake edo von Mises stress handia sortzen du, materialaren falloa eta iraungitze-muga gutxituko ditu. Instalazio-manualak askotan kompressio handiegia sor ditzake.

4. Esteka-osagaien gainean dagoen defektuak

Esteka-osagaien gainean dagoen marka, borroka, gainazal-txikiak edo lanak okerrak ihes-lurrak sortzen dituzte.

5. Tenperatura-ren eragina

Tenperatura altuan, kautxukirurga lehori eta hedatzen da, posiblemente extrudatzen eta esteka huts egin duen. Tenperatura baxuan, koloretasun handiagoa eta koloretasun gutxiagoa izango du, eta ihesak gertatuko dira.

6. Koloretasun-hautapen okerra

Kautxukirurgaren esteka oso lehori edo oso koloretasuna bada, ez du esteka ondo egiko.

7. Instalazio okerra

Instalazio okerra esteka galduko du. Adibidez, ertz tajak eta borroka O-ring-a ebakitzen ditu, defektu ezkutuak sortzen ditu, esteka galduko du eta oliaren ihesak gertatuko dira.Gainera, kristalak trinkatzeak ere oliaren ihesak gertatzen ditu.

Arrazoiak:
A) Instalazioan estresaren banaketa ezberdina, tenperatura edo presio aldaketak azkarren;
B) Termikoki sokatzeak kristala trinkatzen du. Trinkadura ihes-lurrak sortzen ditu, oliak galduko du.

Kontzeptu finala

SF6 elektrik erresistentzietan, SF6 gasa erabiltzen da insulante eta arkuen itzalera egiteko. Bere dielektrikotasuna eta arkuen itzalera gasaren dentsitatean datorkitzen da—dentsitate altuagoa, prestazio hobea. Hala ere, fabrikatzean, erabilpenan edo mantentzean, gasaren ihesak gertatzen dira. Dentsitatea gutxitzeak bi arrisku nagusiak sortzen ditu: dielektrikotasuna gutxitzen da eta zirkuitu-itzalearen itzalera gutxitzen da. Horregatik, SF6 gasaren dentsitatea monitorizatzea beharrezkoa da. Hau, SF6 dentsitateko releuen bidez egin daiteke, dentsitatea gutxitzean alarma eta blokeo bi mailako senialak eman dituzte, erreakzioa denboraldi egin daiteke.

Beraz, tokian dagoen SF6 dentsitateko releuak fidagarriak izan behar dira. Analisi hauetan ondorio hauetara iritsi gara:

• Oliaren ihesak dituzten dentsitateko releuak azkar monitorizatu eta ordezkatu behar dira.

• Instalatutako berriak oli gabeko mota izan behar dituzte, osasuntsu handiagoa edo gas-sealatzeko diseinu hobea dutenak.