سی ایف 6 سرکٹ بریکرز میں گیس کی لیک کے عام وجوہات کا تجزیہ اور شناختی اقدامات پر تحقیق

ٹیکنالوجی کے ترقی اور پیداوار کے سطح کے بہتر ہونے کے ساتھ، SF₆ سرکٹ بریکر معدات کی صلاحیت اور کوالٹی میں مستقل طور پر بہتری آئی ہے، اور محصولات کو کسٹمرز کی طرف سے وسیع طور پر تسلیم کیا گیا ہے۔ لیکن اس کے وسیع استعمال کے ساتھ، خرابیوں کی فریکوئنسی بھی بڑھ گئی ہے۔ خرابیوں کے ذرائع میں ڈیزائن کے اصول، تیار کرنے کے عمل، اور مواد کے انتخاب جیسے مسائل شامل ہیں۔ خرابیوں کے ذرائع پر تحقیق اور اعدادوشمار کے ذریعہ، یہ معلوم ہوتا ہے کہ 20٪-30٪ مسائل SF₆ گیس کی روانی کی وجہ سے ہوتے ہیں۔ گیس کی روانی کا پتہ لگانا برقی نصب کے مرحلے کے دوران ایک بہت اہم اور ضروری نقطہ ہے۔

1 اصلی وجوہات

روانی ایک بہت عام حالت ہے۔ روانی کی مسائل ان مقامات پر پیدا ہوتی ہیں جہاں محتوا، درجہ حرارت، اور دباؤ کے میں فرق ہوتا ہے۔ مختلف روانی کے مظاہر کے لیے سائنسی علاجات کو قبول کیا جانا چاہئے، اور روانی کے ذرائع کو وقت پر پتہ لگایا جانا چاہئے۔

1.1 ہائیڈرولک مشینوں کی بیرونی روانی

متعدد ہائیڈرولک مشینوں کے لیے، روانی کے مقامات اور حالات مختلف ہوسکتے ہیں۔ عموماً، عام روانی کے مقامات یہ ہیں:

• والو، سیلز، اور واشر۔ تین راستوں والے سوچ، تیل نکالنے والے سوچ، پہلے سوچ، دوسرے سوچ، حفاظتی والو وغیرہ۔ روانی کے وجوہات میں والو کرنل کی غلط بندش، تیار کرنے کی درجہ کی کمی کی وجہ سے غیر مساوی ربط سطح؛ والو کے جسم میں رمل کے سوراخ، غیر محفوظ مقام، اور کھلنے والے گیس رہا کرنے والے بالٹ شامل ہیں۔

• دباو گیجوں اور الیکٹرو میکانیکل معدات کے ربط کے مقامات۔ ان جوڑوں کے سیلز واشر مساوی نہ ہو سکتے ہیں یا اپنی الاستیکیت کھو سکتے ہیں، جو روانی کی وجہ بن سکتے ہیں۔

• آپریشنل سلنڈر پسٹن اور ایکیو میلیٹر سلنڈر پسٹن کے سیل سطح جو منصوبہ فراہم کرتا ہے۔ کیونکہ ان مقامات پر سیلز اور واشر عام طور پر حرکت کی لگن سے متاثر ہوتے ہیں، وہ ڈیفرمیشن، تبدیلی، یا نقصان کے لیے مائل ہوتے ہیں۔

ہائیڈرولک مشینوں میں روانی کے نتائج بہت سنجیدہ ہیں۔ ناچیز روانی نہ صرف معدات کی صفائیت کو متاثر کرتی ہے بلکہ زیادہ سے زیادہ تیل پمپ کی دوبارہ دباؤ کو بھی مجبور کرتی ہے اور لمبے دباؤ کی تکمیل کے دور کو بھی لاتی ہے۔ والو کے جسم میں بڑی مقدار میں تیل کی روانی دباؤ کی کمی کا مسئلہ پیدا کرتی ہے۔ جب ہائیڈرولک تیل ایکیو میلیٹر سلنڈر میں داخل ہوتا ہے تو گیس کے طرف کا دباؤ مسلسل بڑھتا ہے، جس کی وجہ سے ایمرجنسی ریپئیر، غلط آپریشن، اور معدات کی نقصانات پیدا ہوتے ہیں، جو معدات کے سیف آپریشن کو روک سکتے ہیں۔

1.2 میں کا بیرونی روانی اور ربط

•  ویلڈ۔ کیونکہ ویلڈنگ کے دوران بڑا کرنٹ ہوتا ہے، ویلڈ کو جلا کر مائیکرو روانی کا باعث بن سکتا ہے۔ کچھ عرصے کے بعد، روانی کی مقدار مسلسل بڑھتی ہے۔ دو مختلف مواد کے درمیان ویلڈنگ کے مقامات پر، زیادہ مقامی دباؤ کی وجہ سے ویلڈ کریکس بھی روانی کا باعث بن سکتے ہیں۔ منصوبہ کے تیار کرنے کی تکنالوجی کے بہتر ہونے کے ساتھ، اس مظاہر کے موقعی نصب اور آپریشن کے مرحلے میں ہونے کا امکان نسبتاً کم ہے۔

• سپورٹنگ پورسلین بوشینگ اور فلانک کے درمیان کا ربط مقام۔ کیونکہ اس مقام پر زیادہ دباؤ ہوتا ہے، اگر سیلنگ محفوظ نہ ہو تو روانی ہو سکتی ہے، جیسے پورسلین بوشینگ جوڑنے کی سطح کی کچھ تیاری، نامساوی جوڑنے کی سطح، اور سیل رنگ کی نامساوی یا ناپائیدار جوڑنے کی وجہ سے۔

• پائپ لائن جوڑوں، ڈینسٹی ریلے معدات کے انٹرفیس، دباو گیجوں کے سرے، تین راستوں والے باکس کا کور، اور دیگر مقامات۔ یہ مقامات ربط، بندش، اور ویلڈنگ کے سب سے عام علاقوں ہیں، اور یہ سیلنگ کے مشکل اور ضعیف نقاط ہیں، جہاں روانی کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔

SF₆ گیس کے لیے، کسی بھی مقام پر سیلنگ کی سطح بہت صاف رکھنی چاہئے۔ ورنہ، سیلنگ کی سطح پر چھوٹی مقدار میں بھی خارجی مادہ چپٹا رہ سکتا ہے جو روانی کی شرح کو 0.001MPa.M1/s کی طرف بڑھا سکتا ہے، جو معدات کے لیے قابل قبول نہیں ہے۔ لہذا، نصب کے قبل، سیلنگ کی سطح اور واشر کو الکحل میں ڈپ کیا گیا سفید کپڑا اور عالی معیار کا ٹوائیلٹ کاغذ کے ساتھ دھیان سے پھیلا ہوا ہونا چاہئے، اور مفصل جائزہ لیا جانا چاہئے۔ صرف تصدیق کے بعد کہ کوئی مسئلہ نہیں ہے، اسمبلی کیا جاسکتا ہے۔ اس کے علاوہ، فلانک، بالٹ ہولز، اور ربط بالٹ کے پر چکن کو ہٹا دیا جانا چاہئے تاکہ یہ سیلنگ کی سطح میں داخل نہ ہو، خاص طور پر عمودی سیلنگ کے نصب کے دوران۔

2 SF₆ سرکٹ بریکر روانی کا پتہ لگانے کے طریقے
2.1 مائع سطح کشی کا طریقہ

بنیادی اصول یہ ہے کہ مثلاً صابونی پانی جیسے مائعوں کے قوي سطح کشی کے لیے، گیس کی روانی کے مقام پر ببل کا ظہور ہوتا ہے۔ پتہ لگانے کا طریقہ یہ ہے کہ SF₆ سرکٹ بریکر کے باہر کے پردے اور ممکنہ روانی کے مقامات پر صابونی پانی اور دیگر مادوں کو لگایا جاتا ہے۔
نکستیں: لپیٹنے کے لیے اعلی درجات کی ضرورت، چھوٹی روانی کو پتہ لگانا ناکام ہوتا ہے، اور کچھ مقامات پر لپیٹنا ممکن نہیں ہوتا ہے۔
مزیا: واضح۔

2.2 کیفیاتی روانی کا پتہ لگانا

بنیادی اصول یہ ہے کہ SF₆ کی قوي الکٹرو نیگیٹیوٹی ہوتی ہے۔ پالسڈ ہائی وولٹیج کے تحت، مسلسل ڈسچارج کا اثر ہوتا ہے، اور SF₆ گیس کورونا الکٹرک فیلڈ کی کارکردگی کو تبدیل کرتی ہے، جس کے ذریعہ SF₆ گیس کی موجودگی کا پتہ لگایا جاتا ہے۔ یہ صرف SF₆ سرکٹ بریکر معدات کی روانی کی نسبتاً درجہ کا تعین کرتا ہے، نہ کہ اس کی حقیقی روانی کی شرح کا۔ کیفیاتی روانی کا پتہ لگانے کے طریقے یہ ہیں:

• ویکیو م کا پتہ لگانا۔ ویکیو م کو 133Pa تک پمپ کریں، 30 منٹ سے زائد کے لیے پمپنگ کو جاری رکھیں، پمپ کو روکیں، 30 منٹ کے ملاحظہ کے بعد قیمت A پڑھیں، پھر 5 گھنٹے کے ملاحظہ کے بعد قیمت B پڑھیں۔ اگر 67Pa > B - A، تو یہ تعین کیا جا سکتا ہے کہ سیلنگ اچھا ہے۔

•  فوم کی مائع کا پتہ لگانا۔ یہ نسبتاً آسان کیفیاتی روانی کا طریقہ ہے جس سے روانی کے مقام کو درست طور پر تلاش کیا جا سکتا ہے۔ فوم کی مائع کو دو حصوں پانی میں نیٹرل صابن ملا کر تیار کیا جا سکتا ہے۔ روانی کے موقع پر فوم کی مائع کو لاگو کریں۔ اگر بھیپیں ظاہر ہوتی ہیں تو یہ ظاہر کرتا ہے کہ اس مقام پر روانی ہے۔ بھیپیں زیادہ اور تیزی سے ظاہر ہوئیں تو روانی زیادہ شدید ہے۔ اس طریقہ سے روانی کے شرح کے ساتھ 0.1ملی لیٹر/میں روانی کے مقام کو تقریباً تلاش کیا جا سکتا ہے۔

•  روانی کا شناسائی کرنے والے آلے کا استعمال۔ روانی کا شناسائی کرنے والے آلے کا استعمال کرکے کٹ آؤٹ کے ہر جڑ کے سطح پر اور الومینیم کے ڈھانچے کی سطح پر روانی کا شناسائی کرنے کے آلے کے پروب کو منتقل کیا جاتا ہے، اور روانی کی صورتحال کو روانی کا شناسائی کرنے والے آلے کے پڑھائی کے مطابق تعین کیا جاتا ہے۔ اس طریقہ کا استعمال کرتے وقت، نیچے لکھے گئے تکنیکوں کو ادا کرنا ضروری ہے: پہلے، پروب کی منتقلی کی رفتار کم ہونی چاہئے تاکہ بہت تیز رفتاری کی وجہ سے روانی کو چھوٹا نہ ہو۔ دوسرے، قوي ہوا کی حالت میں روانی کا شناسائی نہ کیا جائے کیونکہ یہ روانی کو بھگا دے سکتا ہے اور شناسائی کو متاثر کر سکتا ہے۔ تیسرے، زیادہ حساسیت اور کم ردعمل کی رفتار کے ساتھ روانی کا شناسائی کرنے والا آلہ منتخب کیا جانا چاہئے۔ عام طور پر، روانی کا شناسائی کرنے والا آلہ کی کم سے کم شناسائی کی مقدار کے لیے روانی کی شرح کم از 10-6 ہونی چاہئے، اور ردعمل کی رفتار کم از 5s ہونی چاہئے، یہ زیادہ مناسب ہے۔

• تقسیم اور مقام کرنے کا طریقہ۔ یہ طریقہ تین فیز SF₆ گیس کے کرکٹ کنکشن والے کٹ آؤٹ کے لیے مناسب ہے۔ اگر روانی کا تعین ہو گیا ہے لیکن اس کو مقام کرنا مشکل ہے، تو SF₆ گیس کے ڈھانچے کو کئی حصوں میں تقسیم کر کے شناسائی کی جا سکتی ہے، یہ ناواقفیت کو کم کرتا ہے۔

• دباؤ کم کرنے کا طریقہ۔ اگر کسی ڈھانچے کی روانی کی مقدار زیادہ ہے تو یہ طریقہ قابلِ استعمال ہے۔

2.3 کمیتی روانی کا شناسائی

یہ SF₆ کٹ آؤٹ کی روانی کی شرح کا شناسائی کرتا ہے، اور فیصلہ کرنے کا معیار یہ ہے کہ سالانہ روانی کی شرح 1% سے زیادہ نہ ہو۔ خاص طریقوں کو نیچے دکھایا گیا ہے: (1) مقامی بند کرنے کا طریقہ: 0.01 سم کے موٹائی کے پلاسٹک کی فلم کو ڈینسٹی کے جیومیٹریک شکل کے ارد گرد ایک وار اور نصف گھیر لیں، جنکشن کو اوپر کی طرف رکھیں۔ دائرے یا مربع کی شکل بنانے کی کوشش کریں، اور شکل بنانے کے بعد اسٹیکر ٹیپ کے ذریعے بند کریں [3]۔ پلاسٹک کی فلم اور میپ کرنے والے آبجیکٹ کے درمیان میں کچھ فاصلہ ہونا چاہئے، تقریباً 0.05 سم۔ بند کرنے کے بعد، 24 گھنٹے کے بعد بند کیا گیا کیولٹی میں SF₆ گیس کی مقدار کا شناسائی کریں، اور مختلف مقامات پر چار نقاط کی اوسط مقدار کا انتخاب کریں۔ اس بند کرنا کے عمل کی روانی کی شرح کو نیچے دی گئی فارمولہ کے ذریعے شمار کیا جا سکتا ہے:F=ΔC⋅(V−ΔV)⋅P/Δt(MPa⋅m3/s)

 جہاں:

• F: مطلق روانی کی شرح، یونٹ وقت کی روانی کی مقدار (MPa⋅m³/s)۔

• Δ C: شناسائی کی گئی روانی کی مقدار کی اوسط مقدار (ppm)۔

• ΔV: میپ کرنے والے آبجیکٹ اور پلاسٹک کی فلم کے درمیان میں حجم (m³)۔

• Δt: ΔC کا شناسائی کرنے کا وقت کا فاصلہ (s)۔

• P: مطلق فضائی دباؤ، جو 0.1 MPa ہے۔

• V: گیس کیمرب میں SF₆ گیس کا حجم (m³)۔

ہر گیس کے کمرے کا سالانہ روانگی شرح Fy درج ذیل طور پر حساب کیا جاتا ہے: Fy=F⋅31.5×10−6/V⋅(Pr+0.1)⋅100% (سالانہ) جہاں Pr مخصوص SF₆ گیس کی دباؤ (MPa) ہوتا ہے۔

اپنے بالکل اوپر دیے گئے حساب کتاب کو شروع کرتے وقت، نیچے دیے گئے پیرامیٹرز کو تعین کرنا مشکل ہوتا ہے:

• Δ V: کیونکہ ناپے جا رہے آبجیکٹ اور پلاسٹک فلم کے درمیان حجم کی شکل غیر منظم ہوتی ہے، اس کا حجم مستقیماً حساب کیا نہیں جا سکتا۔ تجرباتی طریقوں کو اختیار کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ دیگر گیسوں اور مائعات کو فلو میٹر کے ذریعے لپیٹے گئے کیویٹی میں بھرنے سے حجم کی معلومات حاصل کی جا سکتی ہیں۔

• V اور W: گیس کمرے میں SF₆ کا حجم اور وزن۔ یہ معلومات صانع کی جانب سے فراہم نہیں کی جاتی ہیں۔ آپ صانع سے درخواست کر سکتے ہیں کہ وہ آرڈر کے ٹیکنیکل مدارک میں صحیح معلومات فراہم کریں، یا گیس کو بھرتے وقت میٹر کے ذریعے مزید صحیح معلومات حاصل کریں۔

بلٹ کا ڈیٹیکشن طریقہ: بلٹ کو انسلیٹر کے ڈیٹیکشن سوراخ پر لٹکا دیں۔ کچھ گھنٹوں کے بعد، لیکیج ڈیٹیکٹر کا استعمال کر کے یہ چیک کریں کہ بلٹ میں لیک ہونے والی SF₆ گیس موجود ہے یا نہیں۔

2.4 انفراریڈ ڈیٹیکشن

انفراریڈ ڈیٹیکشن طریقہ بنیادی طور پر SF₆ گیس کی قوي انفراریڈ جذب کی خصوصیت کا استعمال کرتا ہے۔ SF₆ گیس 10.6um کی لمبائی کی انفراریڈ کرن کی سب سے زیادہ جذب کرتی ہے۔ عام انفراریڈ ڈیٹیکشن طریقوں میں انفراریڈ لیزر طریقہ اور غیر فعال ڈیٹیکشن طریقہ شامل ہیں۔
لیزر انفراریڈ ڈیٹیکشن کا کام کا اصول یہ ہے کہ ایک داخلہ لیزر انفراریڈ کرن لیزر ٹرانسمیٹر کے ذریعے منتقل ہوتی ہے، اور واپسی لیزر انعکاس کے ذریعے لیزر کیمرا تصویر بندی پلیٹفرم میں داخل ہوتی ہے۔ اگر داخلہ لیزر لیک ہونے والی SF₆ گیس کو ملتا ہے تو اس کی کچھ توانائی جذب ہوجاتی ہے، جس کے نتیجے میں لیک ہونے اور نہ ہونے کی صورتحال میں واپسی لیزر میں تفاوت پیدا ہوتا ہے، اور آخر کار مختلف لیزر تصویر بندی کا استعمال کر کے SF₆ گیس کی موجودگی کا ڈیٹیکشن کیا جا سکتا ہے۔ غیر فعال ڈیٹیکشن طریقہ کرن کی روشنی کو فعال طور پر نہیں منتقل کرتا بلکہ SF₆ گیس کی وجہ سے آسمانی گیس میں انفراریڈ کرن کی جذب کی نسبتاً کمزور تفاوت کا ڈیٹیکشن کرتا ہے۔

خارجہ سائنسی پروڈکٹس کے لیے منتخب کردہ ریفريجریشن کوانتم ویل ڈیٹیکٹر 0.03°C کا ٹیمپریچر فرق تعین کر سکتا ہے، اور کم سے کم ڈیٹیکٹڈ گیس کا حجم 0.001ml/s کا SF₆ گیس ہوتا ہے۔ اوپر دیے گئے دونوں طریقوں کا استعمال تصویر بندی کے لیے ایک تصویری فائنڈر کیا جاتا ہے، جس سے ناپید SF₆ گیس کو نظر آنے والا بنایا جا سکتا ہے۔ فائنڈر کے ڈسپلے پر، لیک ہونے والی SF₆ گیس کو ایک متحرک سیاہ بادل کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، جو ایک سٹیٹک ماحول میں واضح رہتا ہے۔ بادل کے ظہور کے مقام کو دیکھنے سے لیک کے ذریعے تیزی سے اور درست طور پر لوکیشن کی جا سکتی ہے۔ بادل کی رفتار اور سائز لیک کی شرح کو ظاہر کرتا ہے۔

SF₆ گیس کا انفراریڈ ڈیٹیکشن طریقہ بجلی کی قطع کی بغیر لیک کی پوزیشن کو دور سے ڈیٹیکٹ کر سکتا ہے، جس سے شخصی سلامتی کی ضمانت ہوتی ہے اور بجلی کی فراہمی کی ثبات کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ یہ موجودہ طور پر سب سے سائنسی ڈیٹیکشن طریقہ ہے۔

SF₆ سرکٹ بریکر کی لیک کے روک تھام کو مضبوط کرنا، سبسٹیشن کی سلامت، معیشتی اور قابل اعتماد کارکردگی کی ضمانت کا ایک کلیدی نگرانی نقطہ ہے۔ SF₆ سرکٹ بریکر کی لیک کے اسباب کا تجزیہ کرتے ہوئے، SF₆ سرکٹ بریکر کی لیک کے روک تھام اور حل کے لیے نظریہ کو مسلسل بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور SF₆ لیک کے حادثات کے حل کی صلاحیت کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ مختلف ڈیٹیکشن طریقوں میں، انفراریڈ تصویری ڈیٹیکشن SF₆ سرکٹ بریکر کے کنڈیشن بیسڈ مینٹیننس کے لیے ایک نیا ٹیکنیکل طریقہ ہے اور مستقبل کا اہم ترقی کا رخ ہے۔