Анализа на честите причини за гасен лек во SF6 прекинувачите на подстанциите и истражување на мерки за детекција

Со напредокот на технологијата и подобрувањето на нивото на производство, перформансите и квалитетот на опремата за прекинувачи со SF₆ се непрекинато подобруваат, а производите беа широко прифатени од клиентите. Меѓутоа, со неговата екстензивна применa, фреквенцијата на грешки исто така се зголемила. Причините за грешки вклучуваат прашања како принципи на дизајн, производствени процеси и избор на материјали. Констатирањето и статистиката на причините за грешки покажува дека 20%-30% од проблемите се предизвикани од изтечноста на гасот SF₆. Детекцијата на изтечности на гас е важна и неопходна точка во етапот на електрична инсталација.

1 Главни причини

Изтечноста е многу заедничка ситуација. Проблеми со изтечност се појавуваат каде што има разлики во содржината, температурата и притисокот. Треба да се применуваат научни мери за различни феномени на изтечност, и изворот на изтечноста треба да се открие во временски момент.

1.1 Екстернална изтечност на хидравлички машини

За различни хидравлички машини, позициите и ситуациите на изтечност може да варираат. Обично, заедничките позиции на изтечност се:

• Вентилите, печатите и цевките. Тројни превключувачи, вентили за испуштање на масло, првични превключувачи, вторични превключувачи, защитни вентили итн. Причините за изтечност вклучуваат неправилно затворање на јадрото на вентилот, неравна површина на контакт поради недостаточна производствена прецизност; песништи дупки во телото на вентилот, непечатено место и слаби болци за спуштање на гас.

• Позициите на поврзување на давачи на притисок и електромеханички опрема. Печатите на овие спојови може да бидат неравни или да губат еластичност, што веројатно ќе предизвика изтечност.

• Печатните површини на пишталот на оперативниот цилиндар и пишталот на аккумулаторскиот цилиндар кои се доставуваат од производителот. Бидејќи печатите и цевките на овие позиции често се подложени на трибологички фрикциони движења, те се склони на деформација, деградација или повреда.

Последиците од изтечноста на хидравличките машини се многу сериозни. Мала изтечност не само влијае на чистотата на опремата, туку и неизбежно доведува до повторно притиснување на маслен помп и долга циклус на пополнување на притисок. Масивна изтечност на масло во телото на вентилот ќе предизвика проблем со губење на притисок. Кога хидравличкото масло влезе во аккумулаторскиот цилиндар, притисокот на страната на гасот ќе се непрекинато зголемува, што ќе резултира со хитри поправки, грешки во функционирањето и дефекти на опремата, што ќе го пречи безбедното функционирање на опремата.

1.2 Екстернална изтечност на главното тело и поврзување

•  Зварките. Збоголемувањето на стројот во време на заварување, зварките може да бидат прожежени, што ќе резултира со микрозтечност. После одреден период, количината на изтечност ќе се непрекинато зголемува. На позициите на заварување на две различни материјали, збоголемувањето на локалниот притисок, пукнатините на зварките исто така ќе предизвикаат изтечност. Со подобрувањето на производствената технологија на производителот, веројатноста на појавување на овој феномен во етапот на инсталација и функционирање на местото е относително мала.

• Позицијата на поврзување помеѓу поддршка на порцеланската буџа и фланецот. Збоголемувањето на притисокот на оваа позиција, изтечноста е веројатна да се случи ако печатувањето не е стегнато, како што е грубата обработка на површината за поврзување на порцеланската буџа, неравна површина за поврзување, и неравна или нестабилна поврзување на печатната цевка.

• Спојови на цеви, интерфејси на опрема за густинска реле, краеви на давачи на притисок, капак на тројна кутија и други позиции. Овие позиции се најзаеднички области за поврзување, затворање и заварување, и тие се тешки и слаби точки на печатување, со голема веројатност за изтечност.

За гасот SF₆, печатната површина на секоја позиција мора да се задржи многу чиста. Во спротивно, и мала количина на чуждестран материјал заблаздан на печатната површина може да зголеми количината на изтечност до ред на 0.001MPa.M1/s, што не е дозволено за опремата. Затоа, пред инсталацијата, печатната површина и цевката треба да се внимателно истерат со бел платно и качествена хартија за тоалета потопната во алкохол, и да се направи детална проверка. Составувањето може да се изведе само после потврдување дека нема проблеми. Поради тоа, прашината на фланецот, отворите за болци и поврзувачките болци треба да се истерат за да се спречи да влезе во печатната површина, особено во време на инсталација на вертикално печатување.

2 Методи за детекција на изтечности на прекинувачите со SF₆
2.1 Метод на површинскиот тензион

Основниот принцип е дека за течности со силен површински тензион како сапунеста вода, пуфтести ќе се појават на местото на изтечност кога гасот изтече. Методот на детекција е да се намалат сапунеста вода и други материјали на надворешната обвивка на прекинувачот со SF₆ и можни места на изтечност.
Недостатоци: Високи барања за намалување, не може да се детектираат малите изтечности, и некои позиции не може да се намалат.
Преимаг: Интуитивен.

2.2 Квалитативна детекција на изтечности

Основниот принцип е дека SF₆ има силна електронегативност. Под влијание на пулсираниот висок напон, се појавува непрекинат ефект на изпусканье, и гасот SF₆ ќе ја промени перформансата на корона електрично поле, со што се детектира присуството на гасот SF₆ на местото. Ова служи само за да се утврди релативниот степен на изтечност на опремата за прекинувачи со SF₆, а не за да се детектира неговата фактичка количина на изтечност. Квалитативната детекција на изтечности вклучува следните методи:

• Детекција со вакуумизација. Извршете вакуумизација до 133Pa, продолжете со вакуумизација повеќе од 30 минути, спрете помпата, прочитайте вредноста A по набљудување 30 минути, а потоа прочитайте вредноста B по набљудување 5 часа. Ако 67Pa > B - A, може да се констатира дека печатувањето е добро.

•  Детекција со пенлива течност. Овој е релативно прост квалитативен метод за детекција на изтечности, кој може точно да најде местото на изтечност. Пенливата течност може да се приготви со додавање на неутрална сапунеста во две делови вода. Намалете пенливата течност на местото кое треба да се детектира за изтечност. Ако се појават пуфтести, тоа значи дека има изтечност на тоа место. Колку повеќе и повеќе хитри султанчета, толку повеќе сериозна е изтечноста. Овој метод може приближно да најде местото на изтечност со количина на изтечност од 0.1ml/min.

•  Детекција со детектор на изтечности. Детекцијата со детектор на изтечности е да се премести сонда на детекторот за изтечности по површината на секој спој на прекинувачот и површината на алуминиумскиот лејинг, и да се утврди состојбата на изтечност според показанието на детекторот за изтечности. Кога се користи овој метод, следните техники треба да се совладаат: Прво, брзината на движење на сондата треба да биде споредна за да се спречи пропуштање на изтечноста поради премногу брзо движење. Второ, детекцијата не треба да се извршува во силен ветар за да се спречи изтечноста да биде однесена и да се влијае на детекцијата. Трето, треба да се избере детектор со висока осетливост и ниска брзина на одговор. Обично, најмалата детектибилна количина на детекторот е дека количината на изтечност е под 10-6, а брзината на одговор е под 5s, што е повеќе соодветно.

• Метод на сегментација и локализација. Овој метод е соодветен за прекинувачи со трифазни SF₆ гасни врски. Ако се констатира дека има изтечност, но е тешко да се локализира, структурата на SF₆ гасот може да се подели на неколку делови за детекција, со што се намалува слепото трагање.

• Метод на намалување на притисок. Овој метод е применим кога количината на изтечност на опремата е голема.

2.3 Квантитативна детекција на изтечности

Ова е за да се детектира количината на изтечност на прекинувачот со SF₆, и критериумот за судење е дека годишниот процент на изтечност не превишава 1%. Конкретните методи се следниве: (1) Метод на локално обвивање: Користете пластична филма со дебелина од 0.01 cm за да обвите геометрискиот облик на позицијата на густината за пол кружница, со спојот насочен нагоре. Обидете се да формирате круг или квадрат, и го запечатете со лепило после формирање [3]. Треба да има одреден размак, приближно 0.05 cm, меѓу пластичната филма и мерената предмет. По обвивањето, детектирајте содржината на гасот SF₆ во обвитата кавчица по 24 часа, и изберете просечената вредност од четири точки на различни позиции. Количината на изтечност на овој печатен процес може да се пресмета со следната формула:F=ΔC⋅(V−ΔV)⋅P/Δt(MPa⋅m3/s)

 Каде:

• F: Апсолутна количина на изтечност, количина на изтечност по единично време (MPa⋅m³/s).

• Δ C: Просечна вредност на детектираната количина на изтечност (ppm).

• ΔV: Волумен меѓу мерената предмет и пластичната филма (m³).

• Δt: Временски интервал за детекција на ΔC(s).

• P: Апсолутен атмосферски притисок, кој е 0.1MPa.

• V: Волумен на гасот SF₆ во гасна камерата (m³).

Годишниот процент на изтечност Fy на секоја гасна камера се пресметува како следи: Fy=F⋅31.5×10−6/V⋅(Pr+0.1)⋅100% (годишно) Каде Pr е специфициран притисок на гасот SF₆ (MPa).

Кога се почнува со горенаведените пресметки, следниве параметри се тешки за утврдување:

• Δ V: Бидејќи волуменот меѓу мерената предмет и пластичната филма има нередовна форма, неговиот волумен не може директно да се пресмета. Може да се применат експериментални методи, како што е влеќање на други гасови и течности преку протокомер во обвитата кавчица за да се собере информации за волуменот.

• V и W: Гасниот волумен и масата на SF₆ во гасната камера. Оваа информација не се доставува од производителот. Може да се бара производителот да достави точна информација во техничките документи на порачката, или да се користи метод на мерење во време на наполнување со гас за да се добие подетална информација.

Метод на детекција со обвесена буџа: Обесете буџа на отворот за детекција на дијелектика. После неколку часа, користете детектор за изтечности за да се детектира дали има изтечена SF₆ гас во буџата.

2.4 Инфрачервена детекција

Методот на инфрачервена детекција вешто се користи со силната инфрачервена абсорпција на гасот SF₆. Гасот SF₆ има најјачка абсорпција на инфрачервени зраци со должина на таласот од 10.6um. Заеднички методи за инфрачервена детекција вклучуваат методот на инфрачервен лазер и методот на пасивна детекција.
Принципот на работа на методот на инфрачервен лазер е дека влезниот инфрачервен лазер се пренесува од лазерниот преносник, а обратното одбијано лазерско светло влегува во платформата за сликање на лазерната камера преку одбијање. Ако влезниот лазер се среќа со изтечена SF₆ гас, дел од неговата енергија ќе биде абсорбирана, што ќе резултира со разлики во обратното одбијано лазерско светло во случај на изтечност и без изтечност, и на крај, различни лазерски слики може да се користат за детекција на присуството на изтечена SF₆ гас. Методот на пасивна детекција не активно пренесува лазерско светло, туку ги детектира мали разлики каузирани од абсорпција на инфрачервени зраци во атмосферата од гасот SF₆ за да се детектира присуството на SF₆ гас.

Избраниот детектор на квантови џамови со фризер за научни продукти од странски земји може да одреди температурна разлика од 0.03°C, и најмалата детектибилна количина на гас е 0.001ml/s на SF₆ гас. И двата метода горе користат видечки пронајдник за да се прикаже сликата, што прави невидливата SF₆ гас видлива. На дисплејот на видечкиот пронајдник, изтечената SF₆ гас може да се види како динамична црна облачна маса, која е многу видлива во статичка околина. Со внимателно набљудување на местото каде што облачната маса се појавува, изворот на изтечноста може брзо и точно да се локализира. Брзината и големината на облачната маса рефлектираат количината на изтечност.

Инфрачервената метода за детекција на г