SF6-tiheyden relaissa öljyn vuoto: Syyt riskit ja öljytön ratkaisu

1. Johdanto
SF6-sähkölaite, joka on tunnettu erinomaisista kaarien tukahduttamis- ja eristysominaisuuksistaan, on laajasti käytössä sähköverkoissa. Turvallisen toiminnan varmistamiseksi on välttämätöntä seurata SF6-kaasun tiheyttä reaaliaikaisesti. Nykyisin yleisesti käytettyjä ovat mekaaniset viittauskoneet, jotka tarjoavat toimintoja kuten hälytys, lukitus ja paikan päällä näkyvä näyttö. Värähtelykestävyyden parantamiseksi useimmat näistä relaeeista on täytetty sisäisesti silikonilla.

Kuitenkin tiheyden relaeeista vuotaa öljyä käytännössä usein, mikä tapahtuu sekä kotimaisten että tuoduiden tuotteiden käsittelyssä - vaikkakin tuodut yksiköt yleensä säilyttävät öljyn pidempään ja vuotavat hitaammin. Tämä ongelma on yleinen haaste, jota kansalliset sähköntuotantoyritykset kohtaavat, mikä vaikuttaa huomattavasti laitteiden pitkäaikaiseen vakautettuun toimintaan.

2. Tiheyden relaeeista öljyn vuodon vaarat

• Vähennetty värähtelykestävyys:
       Silikonöljy tarjoaa dempingin. Kun se vuotaa kokonaan, relaasi tulee alttiiksi viitauksen kohdistumiselle, yhteyksien epäonnistumiselle (ei-toiminta tai väärä aktivoituminen) ja liian suurelle mittauspoikkeamalle kytkentäoperaatioiden vaikutuksesta.

• Yhteyksien raskaus ja huono yhteys:
       Useimmat SF6-tiheyden relaeeissa käytetään magneettisesti avustettuja spiraalirumpupuhelinyhteyksiä, joilla on alhainen yhteydenpaino, ja ne luottavat silikonöljyyn ilmaa erottamaan. Öljyn vuodon jälkeen yhteydet altistuvat ilmalle, mikä tekee niistä alttiita raskaudelle tai pölyn kertymiselle, mikä johtaa huonoon yhteyteen tai avoimiin piireihin.

• Kenttätestidata:
       Viiden vuoden aikana testatuista 196 tiheyden relaeeista kuusi osoitti epäluotettavaa yhteyden johtoa (noin 3 %), ja kaikki olivat yksiköitä, jotka olivat menettäneet öljynsä.

• Vakavat turvallisuusriskit:
       Jos SF6-katkaisessa vuotaa kaasu ja tiheyden relaasi epäonnistuu öljyn vuodon takia eikä voi aktivoida hälytys- tai lukitusmerkkejä, suuria onnettomuuksia voi tapahtua kaaren katkaisussa.

• Laitteiden komponenttien saastuminen:
       Vuotanut silikonöljy houkuttelee pölyä, joka saastuttaa muun kytkentälaitekomponentit, mikä heikentää yleistä eristyskykyä ja toiminnallista turvallisuutta.

3. Öljyn vuodon syiden analyysi
Öljyn vuoto tapahtuu pääasiassa seuraavissa paikoissa:

• Kiinnityspohjan ja kotelun välissä oleva tiiviste

• Lasivalikon ja kotelun välissä oleva tiiviste

• Lasin itse itsessään esiintyvä rako

3.1 Kummistiivisteen ikääntyminen
Useimmat nykyiset tiivisteet käyttävät nitriiliruumberryntä (NBR), joka on epäsäännöllinen hiiliketju, joka on hyvin altis ikääntymiselle sisäisten ja ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta.

Sisäiset tekijät:

• Molekyylirakenne: Kaksiosaiset sidokset tekevät materiaalista alttiin oksidointiin, mikä johtaa peroksyyppien muodostumiseen, joka aiheuttaa ketjujen katkeamisen tai ristiriippumisen, mikä puolestaan johtaa jäykistymiseen ja rappeutumiseen.

• Seosaineet: Liian suuri rikkiyhdisteiden määrä vulkanisaatiojärjestelmässä nopeuttaa ikääntymistä.

Ulkoinen tekijä:

• Happi ja ozoni: Suora altistuminen ilmaan tai öljyyn liuenneelle happi/ozonille aloittaa oksidaatioreaktiot.

• Lämpövaikutukset: Jokaisen 10°C lämpötilan nousun myötä oksidaatiotaajuus nopeutuu noin kaksinkertaisesti.

• Mekaaninen uupuminen: Pitkäaikainen puristusaiheutettu rasitus aiheuttaa mekaanista oksidaatiota, mikä nopeuttaa ikääntymisprosessia.

3.2 Epäasianmukainen tiivisteen alkuperäinen puristus

• Puutteellinen puristus:

• Suunnitteluvirheet: liian pieni tiivisteen poikkipinta-ala tai liian suuri sulku.

• Asennusongelmat: luottaminen manuaaliseen kiristyshenkilön kontrolloimattomaan kiristyshenkilöön.

• Alhaiset lämpötilat: kumi kutistuu enemmän kuin metalli kylmässä, ja jäykistyy alhaisissa lämpötiloissa, mikä vähentää tehokasta puristusta.

• Liian suuri puristus:

• Voi aiheuttaa pysyvän muodonmuutoksen tai korkean Von Misesin stressin, mikä johtaa aineen ennenaikaiseen epäonnistumiseen.

3.3 Tiivistepintojen ja asennusongelmien puutteet

• Pinnan arkit, karsit, sopimatonta pintarohoista tai epäsuotuisa valmistustekstuuri voivat luoda vuotojen polkuja.

• Tiivisteen vaurioituminen terävillä reunilla asennuksen aikana, mikä aiheuttaa piilovaurioita.

• Lasin rakoaminen johtuu:

• Epätasapainoinen voiman soveltaminen asennuksen aikana;

• Rakoaminen nopean lämpötilan tai paineen muutoksen vuoksi.

4. Parannusehdotukset

Perustavanlaatuinen ratkaisu: Öljytön, värähtelyvastainen SF6-tiheyden relaasi
Tämä tyyppi poistaa öljyn vuodon riskin rakenteellisen innovaation avulla.

Tekniset ominaisuudet:

• Värähtelyvastainen patja: Asennetaan yhteyden ja kotelun välille absorboimaan kytkentäoperaatioiden aiheuttamaa jarrutusenergiaa, saavuttaen värähtelyvastavuuden jopa 20 m/s².

• Toimintaperiaate: Käyttää  Bourdon-putken joustavan elementin yhdistelmää lämpötilan kompensoivaan bimetallilevylle, joka heijastaa tarkasti SF6-kaasun tiheyden muutoksia.

• Signaalivirta: Käyttää  mikrokytkentöjä, joita lämpötilan kompensoiva levy ja Bourdon-putki aktivoivat, vahvistettuna värähtelyvastaisella patjalla, tarjoten vahvan interventiovarmuuden ja pienentäen väärän toiminnan riskiä.

Eduet:

• Poistaa täysin öljyn täytteen tarpeen, mikä estää öljyn vuodon lähteestä;

• Erinomainen värähtelyvastavuus, joka sopii korkean värähtelyn ympäristöihin;

• Korkea rakenteellinen luotettavuus ja alhaiset ylläpitokustannukset;

• Suora korvaus nykyisille öljyllä täytetyille malleille, mahdollistaen "öljytön" päivityksen.

Toteutus-suositukset:

• Nopeasti korvaa kaikki tiheyden relaeeista, jotka näyttävät öljyn vuotoa;

• Priorisoitu öljytön, värähtelyvastainen malli korvaamisen aikana;

• Suorita vuoto-testi korvaamisen jälkeen varmistaaksesi asianmukaisen tiivistämisen.

5. Yhteenveto

• SF6-kaasun tiheyden on oltava keskeinen parametri, jolla taataan laitteen turvallinen toiminta, ja sitä on seurattava luotettavilla tiheyden relaeeilla.

• Nykyisessä öljyllä täytetyissä tiheyden relaeeissa on yleisiä öljyn vuotoja, pääasiassa kummistiivisteen ikääntyminen, epäasianmukainen puristusvalvonta ja alhaiset asennusstandardit.

• Öljyn vuoto johtaa heikentyneeseen värähtelyvastavuuteen ja yhteyksien epäonnistumiseen, mikä aiheuttaa vakavia uhkia sähköverkon turvallisuudelle.

• Öljytön, värähtelyvastainen SF6-tiheyden relaasi on suositeltava korvausratkaisu, joka poistaa tehokkaasti öljyn vuodon ja parantaa järjestelmän luotettavuutta ja taloudellista tehokkuutta.