Densidad ng Relay ng SF6 na Pagkalason ng Langis: Mga Dahilan Mga Panganib at mga Solusyon na Walang Langis

1. Pagpapakilala
Ang mga kasangkapan na may SF6, na kilala sa kanyang kamangha-manghang katangian sa pagtigil ng ark at insulasyon, ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng enerhiya. Upang masiguro ang ligtas na operasyon, mahalaga ang real-time monitoring ng densidad ng gas na SF6. Sa kasalukuyan, karaniwang ginagamit ang mga density relay na may mekanikal na pointer, na nagbibigay ng mga tungkulin tulad ng alarm, lockout, at on-site display. Upang mapataas ang resistensiya sa vibration, marami sa mga relay na ito ay puno ng silicone oil sa loob.

Gayunpaman, ang pagbaba ng langis mula sa mga density relay ay isang karaniwang isyu sa praktika, na nangyayari sa parehong lokal at inangkat na produkto—bagama't ang mga inangkat na yunit ay karaniwang may mas mahabang panahon ng pag-retain ng langis at mas mababang rate ng pagbaba. Ang isyu na ito ay naging isang malawakang hamon na kinakaharap ng mga kompanya ng power supply sa buong bansa, na nakaapekto nang malaking bahagi sa matagal na establisyadong operasyon ng mga kasangkapan.

2. Mga Panganib ng Pagbaba ng Langis sa Density Relays

• Bawas na Resistensiya sa Vibration:
       Ang silicone oil ay nagbibigay ng damping. Kapag ito ay lubos na nabawasan, ang relay ay naging masusuko sa pag-jam ng pointer, failure ng contact (non-operation o false triggering), at labis na pagbabago ng pagsukat sa impact ng      operasyon ng switch.

• Oksidasyon ng Contact at Mahinang Contact:
       Karamihan sa mga SF6 density relays ay gumagamit ng magnetic-assisted spiral spring contacts na may mababang presyon ng contact, na umaasa sa silicone oil upang i-isolate ang hangin. Matapos ang pagbaba ng langis, ang mga contact ay naka-expose sa hangin, kaya sila ay masusuko sa oksidasyon      o pag-accumulate ng dust, na nagdudulot ng mahinang contact o open circuits.

• Data mula sa Field Test:
       Sa 196 density relays na natest sa loob ng tatlong taon, anim ang hindi reliyable sa conduction ng contact (humigit-kumulang 3%), lahat ng ito ay mga yunit na nawalan ng kanilang langis.

• Seryosong Panganib sa Kaligtasan:
       Kung ang isang SF6 circuit breaker ay nagle-leak ng gas habang ang density relay ay nagfa-fail dahil sa pagbaba ng langis at hindi makapag-trigger ng alarm o lockout signals, maaaring mangyari ang mga malaking aksidente sa panahon ng pag-interrupt ng ark.

• Kontaminasyon ng mga Komponente ng Kasangkapan:
       Ang nabawas na silicone oil ay nag-aattract ng dust, na nakakapag-contaminate ng iba pang mga komponente ng switchgear, na nagdudulot ng pagbaba ng kabuuang performance ng insulasyon at kaligtasan ng operasyon.

3. Analisis ng Mga Dahilan ng Pagbaba ng Langis
Ang pagbaba ng langis ay karaniwang nangyayari sa mga sumusunod na lugar:

• Sealing interface sa pagitan ng terminal base at case

• Sealing interface sa pagitan ng glass window at case

• Cracking ng glass mismo

3.1 Pagtanda ng Rubber Seal
Karamihan sa kasalukuyang mga seals ay gumagamit ng nitrile rubber (NBR), isang unsaturated carbon-chain rubber na napakasusceptible sa pagtanda dahil sa internal at external factors.

Internal Factors:

• Molecular Structure: Ang presence ng double bonds ay nagbibigay ng vulnerability sa oksidasyon, na nagpapabuo ng peroxides na nagdudulot ng chain scission o cross-linking, na nagreresulta sa pagiging hard at brittle.

• Compound Ingredients: Ang labis na sulfur content sa vulcanization system ay nagpapabilis ng pagtanda.

External Factors:

• Oxygen and Ozone: Ang direktang exposure sa hangin o oxygen/ozone na dissolved sa langis ay nagpapabuo ng oxidative reactions.

• Thermal Effects: Para sa bawat 10°C na pagtaas ng temperatura, ang rate ng oksidasyon ay humihigit ng dalawang beses.

• Mechanical Fatigue: Ang mahabang compressive stress ay nagpapabuo ng mechanical oxidation, na nagpapabilis ng proseso ng pagtanda.

3.2 Improper Initial Compression ng Seals

• Insufficient Compression:

• Design flaws: undersized seal cross-section o oversized groove.

• Installation issues: pag-asam sa manual tightening nang walang precise control.

• Low-temperature effects: ang rubber ay kontrata nang higit pa kaysa metal kapag malamig, at nagiging hard sa mababang temperatura, na nagreresulta sa pagbaba ng effective compression.

• Excessive Compression:

• Maaaring magresulta sa permanenteng deformation o high Von Mises stress, na nagdudulot ng maagang pag-fail ng material.

3.3 Defects sa Sealing Surfaces at Installation Issues

• Surface scratches, burrs, inappropriate surface roughness, o unfavorable machining textures ay maaaring lumikha ng leakage paths.

• Seals na nasira sa sharp edges sa panahon ng installation, na nagdudulot ng hidden defects.

• Glass cracking causes:

• Uneven force application sa panahon ng installation;

• Cracking dahil sa mabilis na pagbabago ng temperatura o presyon.

4. Mga Suggestion para sa Pag-improve

Fundamental Solution: Gumamit ng Oil-Free, Anti-Vibration SF6 Density Relays
Ang uri na ito ay nagwawala ng risk ng pagbaba ng langis sa pamamagitan ng structural innovation.

Teknikal na Katangian:

• Vibration Isolation Pad: I-install sa pagitan ng connector at case upang i-absorb ang shock energy mula sa switching operations, na nagpapataas ng resistensiya sa vibration hanggang 20 m/s².

• Operating Principle: Gumagamit ng Bourdon tube elastic element na pinagsamantalahan ng temperature compensation bimetallic strip upang accurately reflect ang pagbabago ng densidad ng gas na SF6.

• Signal Output: Gumagamit ng micro-switches na aktuwal sa pamamagitan ng temperature compensation strip at Bourdon tube, na enhanced ng vibration isolation pad, na nagbibigay ng malakas na anti-interference capability at reduced risk ng false operation.

Advantages:

• Kompletong nagwawala ng pangangailangan para sa oil filling, kaya nagpapawala ng pagbaba ng langis sa pinagmulan;

• Superior na resistensiya sa vibration, na angkop para sa high-vibration environments;

• High structural reliability at mababang maintenance cost;

• Direct replacement para sa existing oil-filled models, na nagbibigay ng "oil-free" upgrades.

Implementation Recommendations:

• Agad na palitan ang anumang density relays na may pagbaba ng langis;

• I-priority ang oil-free, anti-vibration models sa panahon ng replacement;

• Conduct leak testing matapos ang replacement upang siguruhin ang proper sealing.

5. Conclusion

• Ang densidad ng gas na SF6 ay isang critical parameter para masigurado ang ligtas na operasyon ng kasangkapan at dapat ito ay imomonitor sa pamamagitan ng reliable density relays.

• Ang mga oil-filled density relays sa kasalukuyan ay may widespread na pagbaba ng langis, na pangunahing dahil sa pagtanda ng rubber seal, improper compression control, at substandard installation practices.

• Ang pagbaba ng langis ay nagdudulot ng pagbaba ng resistensiya sa vibration at failure ng contact, na nagbibigay ng seryosong banta sa kaligtasan ng grid.

• Inirerekomenda ang adoption ng oil-free, anti-vibration SF6 density relays bilang isang alternative solution, na effectively nagwawala ng pagbaba ng langis at nagpapataas ng reliability at economic efficiency ng sistema.