ایئل کی کمی کیسے ایس ایف 6 ریلے کی کارکردگی پر اثر ڈالتی ہے

1. ای سیکس فلوئورائیڈ الیکٹریکل معدات اور ای سیکس فلوئورائیڈ کثافت ریلےز میں تیل کی لیک کا عام مسئلہ

ای سیکس فلوئورائیڈ (SF6) الیکٹریکل معدات کا استعمال برقی کمپنیوں اور صنعتی اداروں میں وسیع پیمانے پر ہوتا ہے، جس نے برقی صنعت کی ترقی میں قابل ذکر کردار ادا کیا ہے۔ ایسی معدات میں آرک منقطع کرنے اور عایق کرنے کا میڈیم سلفر ہیکسا فلوئورائیڈ (SF6) گیس ہوتی ہے، جس کی لیک نہیں ہونی چاہئی۔ کسی بھی قسم کی لیک معدات کے موثوق اور سالم کام کرنے کو ختم کردیتی ہے، اس لیے SF6 گیس کی کثافت کی نگرانی کرنا ضروری ہے۔ حال ہی میں، مکینکل پوائنٹر طرز کی کثافت ریلےز کا استعمال عام ہے۔ ان ریلےز کا کام گیس کی لیک کے وقت ایلارم اور لاک آؤٹ سگنال کو تحریک دینا ہوتا ہے اور یہ مقامی کثافت کی نشاندہی بھی فراہم کرتے ہیں۔ کمزوری کو کم کرنے کے لیے، ان ریلےز کو عام طور پر سلیکون تیل سے بھرا جاتا ہے۔

تاہم، عملی طور پر، SF6 گیس کثافت ریلےز میں تیل کی لیک ایک عام مسئلہ ہے۔ یہ مسئلہ وسیع پیمانے پر پایا جاتا ہے - ملک کے ہر برقی کمپنی نے اس کا سامنا کیا ہے۔ کچھ ریلےز کام کرنے کے کم سے کم ایک سال کے اندر تیل کی لیک کا شکار ہو جاتے ہیں۔ مختصر طور پر، تیل سے بھرے کثافت ریلےز میں تیل کی لیک ایک عام اور مستقل مسئلہ ہے۔

2. کثافت ریلےز میں تیل کی لیک کے خطرات

معروف ہے کہ SF6 کثافت ریلےز عام طور پر ایک سپرنگ طرز کی الیکٹریکل کنٹیکٹ کا استعمال کرتے ہیں، جس کی مدد کے لیے میگنیٹک آسانی کا نظام شامل ہوتا ہے تاکہ موثوق کنٹیکٹ کی بندش کی ضمانت ہو۔ تاہم، کنٹیکٹ کی قوت (ایلارم یا لاک آؤٹ کے لیے) بنیادی طور پر سپرنگ کی کمزور قوت پر منحصر ہوتی ہے۔ میگنیٹک آسانی کے باوجود، قوت بہت کم رہتی ہے، جس سے کنٹیکٹ کی حساسیت کمزوری کو بڑھا دیتی ہے۔ کمزوری کو کم کرنے کے لیے، ریلےز کو عام طور پر سلیکون تیل سے بھرا جاتا ہے۔ اگر تیل کی لیک ہو تو یہ SF6 الیکٹریکل معدات کے لیے محتمل خطرات کا باعث بن سکتا ہے۔

خطرہ 1: جب وائریشن روکنے والے تیل کامل طور پر لیک ہو جائے تو ڈیمپنگ کا اثر ختم ہو جاتا ہے، جس سے ریلےز کی وائریشن روکنے کی صلاحیت بہت کم ہو جاتی ہے۔ سرکٹ بریکر کے آپریشن کے دوران میں قوي مکینکل شوک کے بعد، پوائنٹر چپٹا ہو سکتا ہے، کنٹیکٹ دائمی طور پر فیل ہو سکتے ہیں (یا عمل نہ کریں یا عمل کرتے رہیں)، یا پیمائش کی غلطی قابل قبول حد سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

خطرہ 2: کیونکہ ریلےز کے کنٹیکٹ میگنیٹک آسانی کے ساتھ بنے ہوتے ہیں جن کی قوت بہت کم ہوتی ہے، اس لیے لمبے عرصے کے بعد کنٹیکٹ کی سطح کا آکسیڈیشن ہوسکتا ہے۔ تمام تیل کھوئے ہوئے ریلےز کے لیے، میگنیٹک آسانی کے ساتھ کنٹیکٹ مستقیماً ہوا کے سامنے آتے ہیں، جس سے آکسیڈیشن یا ڈسٹ کا جمع ہونا ممکن ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کنٹیکٹ کی کیفیت کم ہو سکتی ہے یا کامل طور پر فیل ہو سکتے ہیں۔

رپورٹ کے مطابق: ایک برقی کمپنی نے تین سال کے دوران SF6 کثافت ریلےز کی جانچ کو تیز کیا، 196 یونٹس کی جانچ کی گئی، اور 6 (تقریباً 3%) کو ناموثوق کنٹیکٹ کی چال یافتہ ہوئی۔ یہ تمام معیوب ریلےز کامل طور پر ڈیمپنگ تیل کھو چکے تھے۔ اگر کثافت ریلےز کا پوائنٹر چپٹا ہو یا کنٹیکٹ فیل ہو یا ناموثوق کنڈکشن ہو تو یہ شبکے کی سلامتی کو بہت زیادہ خطرے کا باعث بن سکتا ہے۔ ایک سناریو کو دیکھیں کہ ایک SF6 سرکٹ بریکر گیس کی لیک کا شکار ہو اور اس کا عایق میڈیم کھو جائے، لیکن کثافت ریلےز کو پوائنٹر چپٹا ہو یا کنٹیکٹ فیل ہو کی وجہ سے ایلارم نہ ہو۔ اگر سرکٹ بریکر کوشش کرے کہ وہ فلٹ کرنٹ کو منقطع کرے تو پریشانی کی حد تک جا سکتی ہے۔

اس کے علاوہ، لیک ہوئے تیل کی وجہ سے سوئچ گیر کے دیگر کمپوننٹس کی آلودگی ہوسکتی ہے، جس کی وجہ سے ڈسٹ جمع ہو سکتا ہے اور یہ سلامتی کو خطرے کا باعث بن سکتا ہے۔ کچھ یونٹس لیک ہوئے ریلےز کو پلاسٹک بیگ میں لپیٹ کر تیل کی پھیلاؤ اور ڈسٹ کی جمع کو روکنے کی کوشش کرتے ہیں۔ علاوہ ازیں، مدرن سبسٹیشن کو تیل سے خالی بنانے کی تعمیر کی گئی ہے؛ اس لیے، تیل کی لیک کو ایک خرابی سمجھا جاتا ہے جس کی تصحيح کی ضرورت ہوتی ہے۔

3. تیل کی لیک کی بنیادی وجہ کا تجزیہ

کثافت ریلےز کے اصل لیک کے نقاط ٹرمینل بلاک اور کیس کے درمیان سیل، شیشہ کے کھڑکے اور کیس کے درمیان سیل، اور شیشے کے خود میں پڑے کریک ہیں۔ کئی لیک ہوئے ریلےز کو ڈیزنبل کرنے کے بعد ہم نے تعین کیا ہے کہ تیل کی لیک کی بنیادی وجہ ٹرمینل بلاک-کیس اور شیشہ-کیس کے درمیان سیل کی فیل ہونے کی وجہ سے ہے۔ نیچے موجود ہیں سیل کی فیل کی متعارف کرائی گئی ابتدائی وجوہات۔

3.1 ربار کی سیل کا پرانا ہونا

حال ہی میں، زیادہ تر کثافت ریلےز میں نائٹرائل ربار (NBR) کا استعمال تیل سیلنگ او-رینگ کے لیے کیا جاتا ہے۔ NBR بوٹیڈین (CH₂=CH–CH=CH₂) اور اکرائلونائٹرائل (CH₂=CH–CN) کا کوپولیمر ہے، جس کا تیاری ایمولشن پولیمرائزیشن کے ذریعے کی جاتی ہے۔ یہ ایک غیر متعادل کاربن چین ربار ہے۔ اکرائلونائٹرائل کی مقدار NBR کی خصوصیات پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے: زیادہ مقدار تیل، حل کنندہ، اور کیمیکل کی مخالفت میں بہتری لاتی ہے، طاقت، کسیدگی، صلابت، اور گرمی کی مخالفت میں بہتری لاتی ہے، لیکن سردی میں موخری، مرونت، اور ہوا کی نفوذ کی مخالفت میں کمی لاتی ہے۔

ربار مختلف عوامل کی وجہ سے پروسیسنگ، ذخیرہ اور استعمال کے دوران پرانا ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے رنگ بدلنا، چپٹا ہونا، سخت ہونا، اور کریک ہونا - جو کہ ربار کے پرانا ہونے کے نام سے جانے جاتے ہیں۔

NBR سیل کے پرانا ہونے کی وجہوں میں داخلی اور خارجی دونوں قسم کی وجوہات شامل ہیں۔

3.2 داخلی وجوہات

• NBR کی مولکولی ساخت:
  NBR کی پولیمر چین میں غیر متعادل ڈبل بانڈ ہوتے ہیں۔ گرمی اور مکینکل تناؤ کے تحت، آکسیجن ان ڈبل بانڈوں پر ریکٹ کرتی ہے، جس سے پیروکسائڈ بناتی ہے جو آکسائڈیشن کے مصنوعات میں ڈیکمپوز ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے چین کیٹنگ اور کراس لینکنگ ہوتی ہے۔ یہ کراس لینک کی گنجائش کو بڑھاتا ہے، جس سے ربار سخت ہو جاتا ہے اور کریک ہو جاتا ہے۔ زیادہ ڈبل بانڈ کی مقدار پرانا ہونے کو تیز کرتی ہے۔ علاوہ ازیں، مولکولی ساخت میں الیکٹرون ڈونر سب سٹیٹیوئنٹ (مثال کے طور پر، –CH₃) آسانی سے آکسیڈ ہو سکتے ہیں۔

• ربار کمپاؤنڈنگ ایجنٹس کا اثر:
  سولفرائزیشن سسٹم کا انتخاب بہت زیادہ اہم ہے۔ زیادہ سلفر کی مقدار پولی سلفائڈ کراس لینک کی گنجائش کو بڑھاتی ہے لیکن پرانا ہونے کو تیز کرتی ہے۔

3.3 خارجی وجوہات

• آکسیجن اور آزون:
  آکسیجن ایک اہم پرانا ہونے کا عامل ہے، جو چین کیٹنگ اور پھر کراس لینکنگ کو تیز کرتا ہے۔ آزون بہت زیادہ ریکٹ کرتا ہے؛ یہ ڈبل بانڈوں پر آزونائیڈز بناتا ہے، جو ڈکمپوز ہو کر پولیمر چین کو توڑ دیتے ہیں۔ سیل مستقیماً ہوا کے سامنے آتی ہے، اور نمایاں مقدار میں آکسیجن اور آزون تیل میں ڈسولو ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے ربار کا پرانا ہونا تیز ہو جاتا ہے۔

• گرمی:
  گرمی آکسائڈیشن کو تیز کرتی ہے - عام طور پر، 10°C کی اضافی گرمی آکسائڈیشن کی رفتار کو دوگنا کرتی ہے۔ یہ ربار اور ایڈیٹیوز کے درمیان ریکشن کو تیز کرتی ہے یا وولیٹ کمپوننٹس کو بھیجنے کی وجہ سے کارکردگی کو کم کرتی ہے اور خدمات کی مدت کو کم کرتی ہے۔

• مکانیکی خستگی:
  تحت تنش مداوم (فشار، پیچش)، کاوش مکانیکی اکسیداسیون رخ می‌دهد که با گرما تسریع می‌شود. در طول زمان، الاستیسیته کاهش می‌یابد - این خستگی مکانیکی است.

پیری حلقه بند گرمایی منجر به شکست حلقه بند، از دست دادن قابلیت بسته‌بندی و در نهایت روانکاری می‌شود.

3.4 فشرده‌سازی اولیه کافی حلقه بند

حلقه‌های بند گرمایی بر روی تغییر شکل فشرده‌سازی در هنگام نصب به منظور تناسب محکم با سطوح بسته‌بندی و بلوک کردن مسیرهای روانکاری متکی هستند. فشرده‌سازی اولیه کافی می‌تواند منجر به روانکاری شود. این می‌تواند به دلیل:

• مسائل طراحی: مقطع حلقه بند کوچک یا شیار بزرگ؛

• مسائل نصب: سخت کردن غیر صحیح پوشش (بیشتر رله‌ها به احساس دستی متکی هستند که کنترل دقیق را سخت می‌کند).
  به علاوه، کاوش یک ضریب انقباض سرد بیش از ده برابر فلز دارد. در دمای پایین، حلقه بند انقباض می‌یابد و سخت می‌شود، که فشرده‌سازی را کاهش می‌دهد.

3. نرخ فشرده‌سازی بیش از حد

اگرچه فشرده‌سازی برای بسته‌بندی ضروری است، اما فشرده‌سازی بیش از حد مضر است. ممکن است منجر به تغییر شکل دائمی در هنگام نصب یا ایجاد تنش میزس بالا شود که منجر به شکست ماده و کاهش عمر می‌شود. دوباره، سخت کردن دستی اغلب منجر به فشرده‌سازی بیش از حد می‌شود.

4. عیوب سطحی در سطوح بسته‌بندی

خراش‌ها، لبه‌های تیز، خشکی سطح پایین یا تکسترهای ماشین‌کاری نامناسب در سطوح بسته‌بندی می‌توانند مسیرهای روانکاری ایجاد کنند.

5. تأثیرات دما

در دمای بالا، کاوش نرم می‌شود و منبسط می‌شود که ممکن است از بین برود و بسته‌بندی را بشکند. در دمای پایین، انقباض و سخت شدن نیز می‌تواند منجر به روانکاری شود.

6. انتخاب سختی نامناسب

اگر حلقه بند گرمایی خیلی نرم یا خیلی سخت باشد، ممکن است نتواند به درستی بسته‌بندی کند.

7. نصب ناعلمی

نصب بی‌احتیاط می‌تواند حلقه بند را آسیب برساند. به عنوان مثال، لبه‌های تیز یا تیز ممکن است حلقه O را خراش دهند و عیوب نامرئی ایجاد کنند که منجر به شکست حلقه بند و روانکاری می‌شود.به علاوه، شکست شیشه نیز می‌تواند منجر به روانکاری شود.

دلایل شامل:
A) تنش نامساوی در هنگام نصب که توسط تغییرات ناگهانی در دما یا فشار تشدید می‌شود؛
B) شوک حرارتی که خود شیشه را می‌شکند. شکاف‌ها مسیرهای روانکاری ایجاد می‌کنند که منجر به از دست دادن روانکار می‌شود.

نتیجه‌گیری

در تجهیزات الکتریکی SF6، گاز SF6 به عنوان مedium اصلی عایق و می‌باشد. مقاومت الکتریکی و قابلیت قطع آن مستقیماً به چگالی گاز بستگی دارد - چگالی بالاتر معمولاً به معنای عملکرد بهتر است. اما به دلیل مشکلات تولید، عملیات یا نگهداری، روانکاری گاز اجتناب‌ناپذیر است. کاهش چگالی منجر به دو خطر اصلی می‌شود: کاهش مقاومت الکتریکی و کاهش ظرفیت قطع کنترل‌کننده. بنابراین، مانیتورینگ چگالی گاز SF6 برای عملکرد ایمن و قابل اعتماد ضروری است. این کار معمولاً با استفاده از رله‌های چگالی SF6 انجام می‌شود که هنگام کاهش چگالی دو مرحله هشدار - هشدار و قفل‌کردن - ارائه می‌دهند که مداخله به موقع را ممکن می‌سازد.

بنابراین، رله‌های چگالی SF6 در محل باید قابل اعتماد باشند. بر اساس تجزیه و تحلیل فوق، نتیجه می‌گیریم:

• رله‌های چگالی که روانکاری نشان می‌دهند باید به سرعت مانیتور شوند و جایگزین شوند.

• رله‌های نصب شده جدید بهتر است از نوع بدون روغن با مقاومت به ارتعاشات بالا یا طراحی‌های بهبود یافته بسته‌بندی گاز باشند.