Wyciek hydrauliczny i wyciek gazu SF6 w wyłącznikach

Wycieki w hydraulicznych mechanizmach napędowych

Dla hydraulicznych mechanizmów, wycieki mogą powodować częste krótkoterminowe uruchamianie pompy lub nadmiernie długi czas ponownego napełniania. Poważne wewnętrzne przecieki oleju w zaworach mogą prowadzić do awarii spowodowanej utratą ciśnienia. Jeśli olej hydrauliczny wejdzie do azotowej części akumulatora, może to spowodować nieprawidłowy wzrost ciśnienia, co wpływa na bezpieczne działanie wyłączników SF6.

Oprócz awarii spowodowanych uszkodzeniem lub nietypowym działaniem urządzeń detekcyjnych i komponentów ciśnieniowych, które prowadzą do nietypowego ciśnienia oleju, oraz usterek takich jak brak zamykania lub otwierania ze względu na cewki impulsowe trybików, tylnych wałków zaworów pierwszego stopnia lub problemów z sygnałami przełączników pomocniczych, prawie wszystkie inne usterki w hydraulicznych mechanizmach są spowodowane wyciekami — w tym wycieki azotu.

Główne miejsca wycieków oleju w hydraulicznych mechanizmach obejmują: trójzawory i zawory odpływowe, rury olejowe wysokiego/niskiego ciśnienia, połączenia manometrów i relé ciśnieniowych, uszkodzone uszczelki na tłokach cylindrów roboczych i akumulatorowych, oraz dziury piaskowe w zbiornikach oleju niskociśnieniowych.

(1) Wycieki w połączeniach rur wysokiego/niskiego ciśnienia, manometrów i relé ciśnieniowych

Wycieki w połączeniach rur stanowią stosunkowo dużą część wszystkich wycieków w hydraulicznych mechanizmach, około 30%. Rury olejowe i ich połączenia osiągają szczelność za pomocą "obrączek". Jeśli dokładność obróbki, siła zaciskania jest niewłaściwa, lub istnieją zadziory w połączeniu, może wystąpić wyciek oleju. Podczas obsługi, najpierw delikatnie zacisnąć połączenie; jeśli wyciek trwa, należy odłączyć rurę olejową i poprawnie ją ponownie złożyć. Moment zaciskania podczas montażu nie powinien być ani zbyt duży, ani zbyt mały, aby uniknąć uszkodzenia obrączki — zaciskać tylko do momentu, gdy nie będzie widoczny wyciek oleju.

(2) Wycieki spowodowane nieskutecznymi uszczelnieniami

Hydrauliczne mechanizmy zazwyczaj używają dwóch rodzajów uszczelnień: sztywnych i sprężystych. Uszczelnień sprężystych obejmuje:

• "O"-kształtne uszczelki gumowe, które wykorzystują sprężyste deformacje do statycznego lub dynamicznego uszczelnienia płaskich lub okrągłych powierzchni.

• Uszczelki "V"-kształtne, które są kierunkowe — otwarta strona "V" musi być skierowana w stronę wysokiego ciśnienia.

Niska jakość lub niewłaściwa instalacja uszczelek, zadziory na tłokach, zanieczyszczenia w oleju, lub zużycie podczas ruchu mogą prowadzić do awarii uszczelki. Niedostateczne sprężenie, starzenie się lub uszkodzenie również prowadzą do wycieków. Gdy takie warunki zostaną odkryte, uszczelki powinny zostać wymienione.

(3) Wycieki uszczelnień korpusu zaworu

Uszczelnień powierzchni stykowych zaworów, takich jak trójzawory i zawory odpływowe, najczęściej używa się sztywnych uszczelnień, zwykle osiąganych przez uszczelki linii zaworowej. Na przykład, zawory kulowe polegają na ciasnym kontakcie między stalową kulą a siedziskiem zaworu, podczas gdy zawory stożkowe polegają na ciasnym dopasowaniu między powierzchnią stożkową a portem zaworu.

Główne przyczyny wycieków na powierzchniach stykowych zaworów obejmują: niską dokładność dopasowania uszczelki, zbyt dużą chropowatość i błędy płaskości, niską precyzję obróbki, obecność zanieczyszczeń na powierzchni stykowej podczas montażu lub eksploatacji, co prowadzi do uszkodzenia powierzchni uszczelniającej.

Metody obsługi:

• Usuń zadziory z odpowiednich elementów;

• Jeśli olej hydrauliczny jest brudny lub nie spełnia standardów, zamień go lub przefiltruj;

• W przypadku awarii uszczelki zaworu kulowego, złoż go ostrożnie — powierzchnia uszczelniająca nie powinna być zbyt szeroka, a nowa, wysokiej precyzji stalowa kula musi być użyta;

• W przypadku słabych uszczelnień stożkowych, dokonaj ostrożnego polerowania i naprawy;

• Jeśli zużycie uszczelki jest silne i niepodatne na naprawę, zastąp cały element.

(4) Wycieki korpusu

Wycieki korpusu zazwyczaj wynikają z defektów odlewniczych lub spoin, które rozszerzają się pod wpływem szoku ciśnieniowego z systemu hydraulicznego. Na przykład, jeśli występują przecieki w spoinach zbiorników oleju lub akumulatorów azotowych, wymagana jest naprawa spawalnicza.

(5) Doładowanie gazu SF6

Przed doładowaniem wyłączników SF6, należy użyć odpowiedniego gazu SF6 do spłukania rurociągu doładowania przez 5 sekund, aby usunąć powietrze z wnętrza rurociągu. Podczas operacji należy zapewnić czystość interfejsu doładowania. W warunkach wysokiej wilgotności można użyć elektrycznego dmuchawki ciepłego powietrza do suszenia interfejsu. Optymalnie, należy dostosować ciśnienie doładowania do wartości bliskiej wewnętrznemu ciśnieniu SF6 w wyłączniku przed podłączeniem rurociągu doładowania. Różnica ciśnień powinna być ogólnie mniejsza niż 100 kPa. Zakazuje się bezpośredniego doładowania pod wysokim ciśnieniem bez reduktora ciśnienia. Ciśnienie gazu doładowanego do wyłącznika powinno być nieco wyższe niż określona wartość, aby zrekompensować gaz zużyty podczas przyszłych pomiarów wilgotności.

(6) Pomiar wilgotności gazu SF6

Zawartość wilgoci w gazie SF6 znacznie wpływa na zdolność gaszenia łuku, siłę izolacji oraz żywotność sprzętu elektrycznego. Gdy wilgotność przekracza granice, pod wpływem wysokiej temperatury podczas łuku mogą formować się toksyczne lub korodujące związki, które korodują metalowe komponenty w komorze łuku i mogą prowadzić do wybuchu wyłącznika.

Dlatego pomiary wilgotności powinny być wykonane 24 godziny po wypełnieniu gazu SF6 do sprzętu. Przed pomiarem należy sprawdzić, czy wewnętrzne ciśnienie gazu SF6 jest nieco wyższe od nominalnego. Pomiary powinny być wykonane w suchą pogodę o niskiej wilgotności otoczenia, przy użyciu dedykowanych rurociągów, zazwyczaj nie dłuższych niż 5 metrów. Rurociąg pomiarowy musi być spłukany sucho tlenkiem azotu lub odpowiednim nowym gazem SF6 przed pomiarem.

(7) Wykrywanie wycieków gazu SF6

Typowe miejsca wycieków w wyłącznikach SF6 obejmują: drążki napędowe i uszkodzone uszczelki w izolatorach nośnych, słabe uszczelki w zaworach doładowujących, pęknięcia u podstawy porcelanowych nośników, połączenia flanszowe, dziury piaskowe w pokrywach przerzutników, płytach pokryw trójboxów, połączeniach rurociągów gazowych, interfejsach relé gęstości, połączeniach manometrów wtórnych, spoinach, oraz niezgodność między rowkami uszczelniającymi a uszczelkami (paskami).

Przed testem należy odpędzić otaczający gaz SF6. Następnie powoli przesuń sondę detektora wycieków o 1–2 mm nad punkt testowy. W normalnych warunkach igła detektora pozostaje stabilna. Jeśli igła drga i podejrzewa się obecność resztek gazu, odpędź powietrze, aby rozproszyć je przez 1 godzinę, a następnie kontynuuj pomiary.