Kif L-ħsara tal- Żejt tiġiż żvil fuq l-Effettività ta’ l-Relè SF6?

1. L-Aparat Elettriku ta' SF6 u l-Problema Komuni ta' Ħalq tal-Żejt fl-Relajs tad-Densità ta' SF6

Il-l-apparat elettriku ta' SF6 huwa ora mitlub b'mod kbir fid-dipartimenti tal-enerġija u l-impreżi industrjali, li qiegħdu jgħaqqdu l-avviż tal-industrija tal-enerġija. Il-medju ta' spezzament tal-ark u tal-izolazzjoni f'dawn l-apparati huwa l-gass ta' sulsfluoridu (SF6), li ma għandux jilġoq. Xi ħalq ta' dan il-gass jikkompromett ix-xogħol affidabbli u s-sigurtà tal-apparat, li jagħmlu neċessarju l-monitoraġġ tad-densità tal-gass ta' SF6. Fis-sitazzjoni attwali, huma mitluba relajs mekanika ta' dawl tal-densità għad-dan scop. Dawn ir-relajs jistgħu jattivaw segnali ta' allarm u blokkjar meta jiġi verifikat ħalq ta' gass, u jipprovdu ukoll indikazzjoni tad-densità fuq is-sit. Biex iżdiedu r-resistenza għall-vibrizzjoni, dawn ir-relajs solit jkunu mamluti bl-żejt tal-silikon.

Imma, fil-prattika, il-ħalq tal-żejt mil-relajs tad-densità ta' SF6 huwa problema komuni. Dan il-problema huwa diffuz - kull dipartiment tal-fornitura tal-enerġija fl-ikel kien qiegħed jaffronta dan. B’xi relajs, il-ħalq tal-żejt jistgħu jiġu verifikati wara in-nifs sena ta' xogħol. Fl-aħħar, il-ħalq tal-żejt fir-relajs mamluti bl-żejt huwa problema diffuz u persistent.

2. Perikoli tal-Ħalq tal-Żejt fil-Relajs tad-Densità

Kif huwa magħruf, ir-relajs tad-densità ta' SF6 ġeneralment jistgħu jippjanjaw kontatti elettriki ta' springa, imbelliħ bi-mekkanismu ta' assistenza magneżika biex jiżdiedu t-taqsim tas-silġ tal-kontatti. Imma, il-forza tal-kontatti (għal allarm jew blokkjar) tintuża b'forza żgħira tas-springa. Anki mal-assistenza magneżika, il-forza tirriman nixxel żgħira, li jgħaqqdu l-kontatti mhux sensibbli għall-vibrizzjoni. Biex iżdiedu r-resistenza għall-vibrizzjoni, solit jkun mamlut bl-żejt tal-silikon. Jekk jiġi verifikat ħalq tal-żejt, dan jipprovdew riskji potenzjali għall-apparat elettriku ta' SF6.

Periklu 1: Wara li l-żejt tal-anti-vibrizzjoni jiġi ħalq kollox, it-talb tal-dampening jiġi miskopert, li jirreżdju drasticament ir-resistenza għall-vibrizzjoni tal-relajs. Wara shock mekanika fortijiet waqt operazzjonijiet ta' switch tal-circuit breaker, il-puntiera tista' tiġi qisra, il-kontatti jistgħu jiġu falliti permanentement (jew ma jiffunxjonax jew jiġu l-aktar attivati), jew il-devjazzjonijiet ta' misurata jistgħu jiġu akbar minn limiti miftuħa.

Periklu 2: Minħabba li l-kontatti tal-relajs huma assistiti magneżikament b'forza tal-kontatti bassa, l-espożizzjoni prelungta tista' tigħmel oxidazzjoni tas-silġ tal-kontatti. Għal relajs li ħalqu l-żejt kollox, il-kontatti magneżikament assistiti huma direttament esposti għall-ħelu, li jgħaqqdu l-oxidazzjoni jew l-akkumulazzjoni ta' ħalib, li jipproduċu kontatti xejn jew falliment kummerċi.

Skont ir-reports: Fl-intervall ta' tliet snin fejn wieġeb un dipartiment tal-enerġija l-verifikazzjoni ta' relajs tad-densità ta' SF6, 196 unitajiet ġew verifikati, u 6 (suġġerent 3%) ġew skoperti b'konduzzjoni tal-kontatti mhux affidabbli. Kull dawn ir-relajs defectivi kielu ħalqu l-żejt damper kollox. Jekk relajs tad-densità ikun qiegħed għal puntiera qisra, kontatti fail, jew konduzzjoni mhux affidabbli, dan jista' jkun serjus jikkompromett is-sigurtà tal-grid. Ikkonsidera s-skenariu fejn circuit breaker ta' SF6 jiġi ħalq gass u jiġi miskopert il-medju tal-izolazzjoni, imma r-relajs tad-densità ma jistax attiva l-allarm għal puntiera qisra jew kontatti defectivi. Jekk id-dipartiment jerga' jittenta li jinterrompi l-flus tal-falt, il-konsegwenzi jistgħu jiġu katastrofici.

Awi, l-żejt ħalq jistgħu jiġu kontamini ta' komponenti oħra tal-switchgear, li jattraggixu l-ħalib u jendangeru l-operazzjoni sigura. Xhuxxin units jirresortu għal imballjar ir-relajs tal-ħalq fi sakiet plastik biex ipprevjenti l-żejt minn is-spread u l-akkumulazzjoni ta' ħalib. Awi, is-sottostanzjonijiet moderni huma disegnati biex tkunu bla-żejt; li għalhekk, l-ħalq tal-żejt huwa difett li għandu jiġi rettifikat.

3. Analisi ta' l-Iżrad tal-Ħalq tal-Żejt

Il-punti primarji tal-ħalq fir-relajs tad-densità huma l-segli bejn il-terminal block u l-kaz, l-fenestra ta' ħalqa u l-kaz, u l-fractures fit-ħalqa stess. Tħalix ir-relajs multipli tal-ħalq, qegħdin ndeterminaw li s-silġ primarju tal-ħalq huwa l-falliment tas-segli bejn it-terminal block u l-kaz u l-ħalqa u l-kaz. Il-following huma s-silġ preliminar identifikati għal falliment tas-segli.

3.1 Invecchiamento tas-Silġ ta' Rubber

Fl-ikel, l-akbar parti mir-relajs tad-densità jistgħu jippjanjaw rubber ta' nitriļu (NBR) għal O-rings ta' seal tal-żejt. NBR huwa copolymer ta' butadiene (CH₂=CH–CH=CH₂) u acrylonitrile (CH₂=CH–CN), prodott mill-emulsion polymerization. Huwa rubber ta' karbon chain unsaturated. Il-kontenut ta' acrylonitrile jaffeċċa sostanzjalment proprietajiet NBR: il-kontenut aġgħar jiggħal l-resistenza tal-żejt, solvent, u kemmika, jżid l-forza, l-hardness, l-wear resistance, u l-heat resistance, imma jirkupru l-cold flexibility, l-elasticity, u l-air permeability.

Ir-rubber degraduwa wara t-tielet, l-istokk, u l-użu minħabba fatturi diversi, tispjega t-taqsam, stickiness, hardening, u cracking—fenomeni kollettivament miktub bħala rubber aging.

Fatturi contributive għal aging tas-seal NBR inkludiv interni u esterni.

3.2 Fatturi Interni

• Struttura Molekulare ta' NBR:
  NBR jinkludi double bonds unsaturated fis-chain polymer. Sotto heat u stress mekaniku, l-oxygen reaghuwa mal-double bonds, formando peroxides li jdisintegraw f'prodotti oxidative, causando chain scission u cross-linking. Dan jżid l-cross-link density, jiggħal l-rubber aktar hard u brittle. Il-kontenut aġgħar ta' double bonds jaċċelerahom aging. Awi, substituents electron-donating (e.g., –CH₃) fis-struttura molekulare huma easy li jiggħal oxidized.

• Effekt tas-Rubber Compounding Agents:
  Il-choice tas-sistema ta' vulcanizzazione huwa kritiku. Il-kontenut aġgħar ta' sulfur jżid l-polysulfide cross-link concentration imma jaċċelerahom aging.

3.3 Fatturi Esterni

• Oxygen u Ozone:
  L-oxygen huwa fattur aging primarju, promuovendo chain scission u re-cross-linking. L-ozone huwa ankor reattivu; huwa forma ozonides fit-double bonds, li jdisintegraw u jbreak polymer chains. It-talb tas-seal huwa direttemt espust għall-ħelu, u trace amounts ta' oxygen u ozone jidissolvu fil-żejt, jaċċelerant l-aging tas-rubber.

• Heat:
  Il-heat jaċċelerahom l-oxidation—typical, increase ta' 10°C jdoppja l-oxidation rate. Anki jaċċelerahom reactions bejn l-rubber u l-additives u jcausa volatile components livaporu, degrading performance u shortening service life.

• Mechanical Fatigue:
  Sotto stress constant (compression, torsion), l-rubber subi mechanical oxidation, jaċċelerat minn l-heat. Over time, l-elasticity diminu—dan huwa mechanical fatigue aging.

L-aging tas-seal ta' rubber jgħodd tas-seal failure, loss ta' sealing capability, u infine l-ħalq tal-żejt.

3.4 Compression Initial Insufficient tas-Silġ

Ir-rubber seals dependu fuq deformation compression waqt l-installazzjoni biex jittalbi tajjeb mal-surfaces tas-seal u jblock l-leakage paths. Compression initial insufficient tista' tigħodd leaks. Dan jista' jgħoddi minħabba:

• Problemi ta' design: cross-section ta' seal undersized jew groove oversized;

• Problemi ta' installazzjoni: tightening incorrect tal-cover (most relajs dependu fuq manual feel, making precise control difficult).
  Awi, l-rubber għandu cold-shrink coefficient over ten times that of metal. At low temperatures, it shrinks and hardens, further reducing compression.

3. Excessive Compression Rate

While compression is necessary for sealing, excessive compression is harmful. It may cause permanent deformation during installation or generate high von Mises stress, leading to material failure and reduced lifespan. Again, manual tightening often results in over-compression.

4. Defects tal-Surface fuq Surfaces tas-Seal

Scratches, burrs, low surface roughness, or improper machining textures on sealing surfaces can create leakage paths.

5. Effetti tal-Temperatura

At high temperatures, rubber softens and expands, potentially extruding and breaking the seal. At low temperatures, shrinkage and hardening can also cause leaks.

6. Selection Improper tal-Hardness

If the rubber seal is too soft or too hard, it may fail to seal properly.

7. Installation Rough

Careless installation can damage the seal. For example, sharp edges or burrs may scratch the O-ring, creating invisible defects that lead to seal failure and oil leakage.Additionally, glass cracking can also cause oil leakage.

Causes include:
A) Uneven stress during installation, exacerbated by sudden changes in temperature or pressure;
B) Thermal shock causing the glass itself to crack. Cracks form leakage paths, resulting in oil loss.

Conclusion

In SF6 electrical equipment, SF6 gas serves as the primary insulating and arc-quenching medium. Its dielectric strength and arc-interrupting capability depend directly on gas density—higher density generally means better performance. However, due to manufacturing, operation, or maintenance issues, gas leakage is inevitable. A drop in density leads to two main risks: reduced dielectric strength and decreased circuit breaker interrupting capacity. Therefore, monitoring SF6 gas density is crucial for safe and reliable operation. This is typically achieved using SF6 density relays, which provide two-stage warnings—alarm and lockout signals—when density drops, enabling timely intervention.

Hence, on-site SF6 density relays must be reliable. Based on the above analysis, we conclude:

• Density relays exhibiting oil leakage must be promptly monitored and replaced.

• Newly installed relays should preferably be oil-free types with superior vibration resistance or improved gas-sealed designs.