Analisis Punca Biasa Kebocoran Gas dalam Pemutus Litar SF6 Stesen Transformasi dan Penyelidikan tentang Langkah-langkah Pengesanan
Dengan kemajuan teknologi dan peningkatan tahap pengeluaran, prestasi dan kualiti peralatan pemutus litar SF₆ telah terus ditingkatkan, dan produk-produk ini telah mendapat pengiktirafan luas daripada pelanggan. Walau bagaimanapun, dengan penggunaannya yang meluas, kekerapan kesalahan juga meningkat. Penyebab kesalahan termasuk isu-isu seperti prinsip reka bentuk, proses pembuatan, dan pemilihan bahan. Melalui penyiasatan dan statistik mengenai penyebab kesalahan, didapati bahawa 20%-30% masalah disebabkan oleh kebocoran gas SF₆. Pengesanan kebocoran gas adalah titik penting dan tidak boleh diabaikan semasa peringkat pemasangan elektrik.
1 Penyebab Utama
Kebocoran adalah situasi yang sangat biasa. Masalah kebocoran berlaku di mana sahaja terdapat perbezaan kandungan, suhu, dan tekanan. Kaedah-kaedah perubatan saintifik harus digunakan untuk fenomena kebocoran yang berbeza, dan sumber kebocoran harus ditemui dengan segera.
1.1 Kebocoran Luar Mesin Hidraulik
Untuk pelbagai mesin hidraulik, kedudukan dan situasi kebocoran mungkin berbeza. Secara umumnya, kedudukan kebocoran yang biasa adalah:
Valve, seal, dan gasket. Switch tiga arah, switch saliran minyak, switch utama, switch sekunder, valve perlindungan, dll. Penyebab kebocoran termasuk penutupan inti valve yang tidak tepat, permukaan kontak yang tidak rata akibat ketepatan pengeluaran yang kurang; lubang pasir pada badan valve, kedudukan yang tidak tertutup, dan bolt pelepasan gas yang longgar.
Kedudukan sambungan meteran tekanan dan peralatan electromekanikal. Gasket segel pada sambungan-sambungan ini mungkin tidak rata atau kehilangan elastisitinya, yang cenderung menyebabkan kebocoran.
Permukaan segel piston silinder operasi dan piston silinder akumulator yang disediakan oleh pengeluar. Karena segel dan gasket pada kedudukan-kedudukan ini sering mengalami geseran gerakan, mereka mudah mengalami deformasi, perubahan, atau kerosakan.
Akibat kebocoran pada mesin hidraulik sangat serius. Kebocoran minor tidak hanya mempengaruhi kebersihan peralatan tetapi juga akan menimbulkan pengepresan berulang kali pompa minyak dan siklus isi semula tekanan yang panjang. Kebocoran minyak yang besar pada badan valve akan menyebabkan masalah kehilangan tekanan. Apabila minyak hidraulik memasuki silinder akumulator, tekanan pada sisi gas akan terus meningkat, menyebabkan pembaikan kecemasan, kesilapan operasi, dan cacat peralatan, yang akan menghalang operasi selamat peralatan.
1.2 Kebocoran Luar Pada Badan Utama dan Sambungan
Sambungan las. Akibat arus yang besar semasa penyambungan las, sambungan las mungkin terbakar, menyebabkan kebocoran mikro. Selepas tempoh tertentu, jumlah kebocoran akan terus meningkat. Di kedudukan penyambungan dua bahan yang berbeza, akibat tekanan tempatan yang tinggi, retak las juga akan menyebabkan kebocoran. Dengan peningkatan teknologi pengeluaran pengeluar, kebarangkalian fenomena ini berlaku semasa peringkat pemasangan dan operasi di tapak adalah relatif kecil.
Kedudukan sambungan antara bushing porcelen sokongan dan flens. Kerana tekanan yang tinggi pada kedudukan ini, kebocoran mungkin berlaku jika segelannya tidak rapat, seperti permukaan sambungan bushing porcelen yang kasar, permukaan sambungan yang tidak rata, dan segelan yang tidak rata atau tidak stabil.
Sambungan paip, antara muka peralatan relay ketumpatan, hujung meteran tekanan, tutup kotak tiga arah, dan kedudukan lain. Kedudukan-kedudukan ini adalah kawasan yang paling biasa untuk sambungan, penutupan, dan penyambungan las, dan merupakan titik lemah dan sukar untuk segelan, dengan kebarangkalian kebocoran yang tinggi.
Untuk gas SF₆, permukaan segel pada mana-mana kedudukan mesti dikekalkan sangat bersih. Jika tidak, walaupun sedikit zarah asing yang tertempel pada permukaan segel dapat meningkatkan kadar kebocoran kepada urutan 0.001MPa.M1/s, yang tidak dibenarkan untuk peralatan. Oleh itu, sebelum pemasangan, permukaan segel dan gasket harus dipembersih dengan kain putih dan tisu toilet berkualiti tinggi yang dicelup dalam alkohol, dan pemeriksaan terperinci harus dilakukan. Pemasangan hanya boleh dilakukan setelah mengesahkan tiada masalah. Selain itu, debu pada flens, lubang bolt, dan bolt sambungan harus dibersihkan untuk mencegah ia memasuki permukaan segel, terutamanya semasa pemasangan segel menegak.
2 Kaedah Pengesanan Kebocoran Pemutus Litar SF₆
2.1 Kaedah Tegangan Permukaan Cecair
Prinsip asas adalah bahawa bagi cecair dengan tegangan permukaan yang kuat seperti air sabun, gelembung akan muncul di titik kebocoran apabila gas bocor. Kaedah pengesanan adalah dengan mengoleskan air sabun dan bahan-bahan lain pada cangkang luar pemutus litar SF₆ dan titik-titik kebocoran yang mungkin.
Kelemahan: Syarat pengolesan yang tinggi, tidak dapat mendeteksi kebocoran kecil, dan beberapa kedudukan tidak dapat diolesi.
Kelebihan: Intuitif.
2.2 Pengesanan Kebocoran Kualitatif
Prinsip asas adalah bahawa SF₆ mempunyai elektro negativiti yang kuat. Di bawah pengaruh voltan tinggi pulsa, efek pelepasan berterusan berlaku, dan gas SF₆ akan mengubah prestasi medan corona, dengan itu mendeteksi kehadiran gas SF₆ di tapak. Ini hanya untuk menentukan tahap relatif kebocoran peralatan pemutus litar SF₆, bukan untuk mendeteksi kadar kebocoran sebenarnya. Pengesanan kebocoran kualitatif termasuk kaedah-kaedah berikut:
Pengesanan melalui penghisapan vakum. Hisap vakum hingga 133Pa, teruskan hisapan lebih dari 30 minit, hentikan pam, baca nilai A selepas memerhati selama 30 minit, dan kemudian baca nilai B selepas memerhati selama 5 jam. Jika 67Pa > B - A, maka dapat ditentukan bahawa segelan baik.
Pengesanan melalui cecair berbusa. Ini adalah kaedah pengesanan kualitatif yang relatif mudah yang dapat mencari titik kebocoran dengan tepat. Cecair berbusa boleh disediakan dengan menambah sabun neutral ke dalam dua bahagian air. Oleskan cecair berbusa pada kedudukan yang hendak dideteksi kebocorannya. Jika gelembung muncul, ini menunjukkan ada kebocoran pada kedudukan tersebut. Semakin banyak dan cepat gelembungnya, semakin serius kebocoran tersebut. Kaedah ini dapat mencari kedudukan kebocoran dengan kadar kebocoran 0.1ml/min.
Pengesanan melalui detektor kebocoran. Pengesanan menggunakan detektor kebocoran adalah dengan menggerakkan probe detektor kebocoran di sepanjang permukaan setiap sambungan pemutus litar dan permukaan pencetakan aluminium, dan menentukan situasi kebocoran mengikut bacaan detektor kebocoran. Apabila menggunakan kaedah ini, teknik-teknik berikut harus dikuasai: Pertama, laju gerakan probe harus perlahan untuk mencegah kebocoran yang terlewat akibat gerakan yang terlalu cepat. Kedua, pengesanan tidak harus dilakukan dalam angin kencang untuk mencegah kebocoran yang dibawa angin dan mempengaruhi pengesanan. Ketiga, detektor kebocoran dengan sensitiviti tinggi dan laju respons rendah harus dipilih. Secara umum, jumlah minimum yang dapat dideteksi oleh detektor kebocoran adalah kadar kebocoran yang lebih rendah daripada 10-6, dan laju respons yang lebih rendah daripada 5s, adalah lebih sesuai.
Kaedah segmentasi dan penentuan kedudukan. Kaedah ini sesuai untuk pemutus litar dengan sambungan rangkaian gas SF₆ tiga fasa. Jika kebocoran telah ditentukan tetapi sukar untuk menentukan kedudukan, struktur gas SF₆ boleh dibahagikan menjadi beberapa bahagian untuk pengesanan, dengan itu mengurangkan butaan.
Kaedah pengurangan tekanan. Kaedah ini sesuai apabila jumlah kebocoran peralatan adalah besar.
2.3 Pengesanan Kebocoran Kuantitatif
Ini adalah untuk mendeteksi kadar kebocoran pemutus litar SF₆, dan standard penilaian adalah bahawa kadar kebocoran tahunan tidak melebihi 1%. Kaedah-kaedah spesifik adalah sebagai berikut: (1) Kaedah Pembalutan Lokal: Gunakan filem plastik dengan ketebalan 0.01 cm untuk membungkus geometri kedudukan ketumpatan satu setengah lingkaran, dengan sambungan menghadap ke atas. Cuba bentuk bulat atau segi empat, dan segel dengan pita pelekat setelah dibentuk [3]. Terdapat jarak tertentu, kira-kira 0.05 cm, antara filem plastik dan objek yang diukur. Setelah dibungkus, deteksi kandungan gas SF₆ dalam rongga yang dibungkus setelah 24 jam, dan pilih nilai purata dari empat titik di posisi yang berbeda. Kadar kebocoran proses segelan ini dapat dihitung menggunakan rumus berikut:F=ΔC⋅(V−ΔV)⋅P/Δt(MPa⋅m3/s)
Di mana:
Kadar kebocoran tahunan Fy setiap ruang gas dihitung seperti berikut: Fy=F⋅31.5×10−6/V⋅(Pr+0.1)⋅100% (setahun) Di mana Pr adalah tekanan gas SF₆ yang ditetapkan (MPa).
Apabila memulakan penghitungan di atas, parameter-parameter berikut sukar ditentukan:
Kaedah Pengesanan Botol Gantung: Gantung botol di lubang pengesanan insulator. Selepas beberapa jam, gunakan detektor kebocoran untuk mendeteksi adakah gas SF₆ yang bocor dalam botol.
2.4 Pengesanan Inframerah
Kaedah pengesanan inframerah utamanya menggunakan sifat penyerapan inframerah yang kuat gas SF₆. Gas SF₆ mempunyai penyerapan inframerah yang paling kuat pada panjang gelombang 10.6um. Kaedah pengesanan inframerah yang biasa termasuk kaedah laser inframerah dan kaedah pengesanan pasif.
Prinsip kerja pengesanan laser inframerah adalah sinar inframerah yang masuk ditransmisikan oleh pemancar laser, dan sinar laser yang dipantulkan masuk ke platform kamera laser melalui pantulan. Jika sinar masuk bertemu dengan gas SF₆ yang bocor, sebahagian energinya akan diserap, menyebabkan perbezaan pada sinar laser yang dipantulkan dalam kes kebocoran dan tanpa kebocoran, dan akhirnya, pengesanan kehadiran gas SF₆ dapat dilakukan melalui gambaran laser yang berbeza. Kaedah pengesanan pasif tidak aktif mentransmisikan sinar laser tetapi mendeteksi perbezaan kecil yang disebabkan oleh penyerapan inframerah di atmosfer oleh gas SF₆ untuk mendeteksi kehadiran gas SF₆.
Detektor quantum well pendinginan yang dipilih untuk produk saintifik luar negara dapat menentukan perbezaan suhu 0.03°C, dan jumlah gas yang dapat dideteksi paling rendah adalah 0.001ml/s gas SF₆. Kedua-dua kaedah di atas menggunakan cari pandang imej untuk menampilkan gambar, membuat gas SF₆ yang tidak kelihatan menjadi kelihatan. Pada paparan cari pandang, gas SF₆ yang bocor dapat dilihat sebagai awan hitam dinamik, yang jelas terlihat dalam persekitaran statik. Dengan memerhatikan dengan teliti kedudukan di mana awan muncul, sumber kebocoran dapat ditemui dengan cepat dan tepat. Kelajuan dan saiz awan mencerminkan kadar kebocoran.
Kaedah pengesanan inframerah gas SF₆ dapat mendeteksi kedudukan kebocoran dari jarak jauh tanpa perlu pemadaman, memastikan keselamatan peribadi dan meningkatkan kestabilan bekalan tenaga. Ia adalah kaedah pengesanan yang paling saintifik pada masa kini.
Penguatan pencegahan kebocoran pemutus litar SF₆ adalah titik pengawasan utama untuk memastikan operasi substation yang selamat, ekonomi, dan boleh dipercayai. Dengan menganalisis penyebab kebocoran pemutus litar SF₆, tahap teori pencegahan dan penanganan masalah kebocoran pemutus litar SF₆ dapat terus ditingkatkan, dan kemampuan menangani kejadian kebocoran SF₆ dapat diperkuat. Di antara pelbagai kaedah pengesanan, pengesanan imaging inframerah adalah kaedah teknikal baru untuk pemeliharaan berdasarkan keadaan pemutus litar SF₆ dan merupakan trend utama perkembangan masa depan.
