SF6 घनत्व रिले का तेल रिसाव: कारण, जोखिम और तेल-मुक्त समाधान
1. परिचय
SF6 विद्युत सामग्री, अपनी उत्कृष्ट आर्क-विलोपन और अलगाव की गुणवत्ता के लिए प्रसिद्ध है, जिसका व्यापक रूप से विद्युत प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, SF6 गैस घनत्व की वास्तविक समय में निगरानी आवश्यक है। वर्तमान में, यांत्रिक सूचक-प्रकार के घनत्व रिले व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जो अलार्म, लॉकआउट और स्थानीय प्रदर्शन जैसी सुविधाएँ प्रदान करते हैं। दोलन प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, इनमें से अधिकांश रिले आंतरिक रूप से सिलिकॉन तेल से भरे होते हैं।
हालांकि, घनत्व रिले से तेल रिसाव व्यावहारिक रूप से एक सामान्य मुद्दा है, जो घरेलू और आयातित उत्पादों दोनों में होता है - हालांकि आयातित इकाइयाँ आमतौर पर लंबे समय तक तेल रखती हैं और कम रिसाव दर होती है। यह समस्या देशभर की विद्युत प्रदान करने वाली इकाइयों के लिए एक व्यापक चुनौती बन गई है, जो उपकरणों के लंबे समय तक स्थिर संचालन पर बहुत प्रभाव डालती है।
2. घनत्व रिले में तेल रिसाव के खतरे
दोलन प्रतिरोध की कमी:
सिलिकॉन तेल डैम्पिंग प्रदान करता है। एक बार यह पूरी तरह से रिस जाता है, तो रिले स्विचिंग संचालन के प्रभाव से सूचक जाम होने, संपर्क विफलता (असंचालन या झूठे ट्रिगरिंग) और अत्यधिक मापन विचलन के लिए खुला हो जाता है।संपर्क ऑक्सीकरण और खराब संपर्क:
अधिकांश SF6 घनत्व रिले निम्न संपर्क दबाव वाले चुंबकीय सहायता वाले सर्पिल स्प्रिंग संपर्क का उपयोग करते हैं, जो वायु से अलग करने के लिए सिलिकॉन तेल पर निर्भर करते हैं। तेल रिसने के बाद, संपर्क वायु में खुले हो जाते हैं, जिससे उन्हें ऑक्सीकरण या धूल के संचय का सामना करना पड़ता है, जिससे खराब संपर्क या खुला परिपथ हो सकता है।फील्ड परीक्षण डेटा:
तीन वर्षों के भीतर परीक्षण किए गए 196 घनत्व रिले में, छह (लगभग 3%) अनिश्चित संपर्क चालन दिखाई दिए, जो सभी तेल खोने वाली इकाइयाँ थीं।गंभीर सुरक्षा जोखिम:
यदि एक SF6 सर्किट ब्रेकर गैस रिसाव करता है और तेल रिसाव के कारण घनत्व रिले असफल हो जाता है और अलार्म या लॉकआउट सिग्नल ट्रिगर नहीं कर पाता, तो आर्क विलोपन के दौरान बड़े दुर्घटनाओं का होना संभव है।उपकरण घटकों का प्रदूषण:
रिसा हुआ सिलिकॉन तेल धूल आकर्षित करता है, जो स्विचगियर के अन्य घटकों को प्रदूषित करता है, जिससे कुल अलगाव गुणवत्ता और संचालन सुरक्षा की गिरावट आती है।
3. तेल रिसाव के कारणों का विश्लेषण
तेल रिसाव निम्न स्थानों पर मुख्य रूप से होता है:
टर्मिनल बेस और केस के बीच की सीलिंग इंटरफेस
ग्लास विंडो और केस के बीच की सीलिंग इंटरफेस
ग्लास का खुद टूटना
3.1 रबर सील का पुराना होना
वर्तमान में अधिकांश सील नाइट्राइल रबर (NBR) का उपयोग करते हैं, जो एक अपरिपूर्ण कार्बन-श्रृंखला रबर है जो आंतरिक और बाह्य कारकों के कारण बहुत जल्दी पुराना हो जाता है।
आंतरिक कारक:
आणविक संरचना: डबल बांड्स की उपस्थिति से सामग्री ऑक्सीकरण के लिए खुली रहती है, जो परोक्साइड बनाता है जो चेन विभाजन या क्रॉस-लिंकिंग का कारण बनता है, जिससे कठोरता और अस्थिरता होती है।
यौगिक घटक: वल्कनाइजेशन प्रणाली में अत्यधिक सल्फर की मात्रा पुराने होने को तेज करती है।
बाह्य कारक:
ऑक्सीजन और ओजोन: वायु या तेल में घुले हुए ऑक्सीजन/ओजोन के सीधे संपर्क से ऑक्सीकरण अभिक्रियाएँ शुरू होती हैं।
तापीय प्रभाव: प्रत्येक 10°C तापमान की वृद्धि से ऑक्सीकरण दर लगभग दोगुनी हो जाती है।
मैकेनिकल थकान: लंबी अवधि के संपीड़न तनाव से मैकेनिकल ऑक्सीकरण होता है, जो पुराने होने की प्रक्रिया को तेज करता है।
3.2 सीलों का अनुचित प्रारंभिक संपीड़न
अपर्याप्त संपीड़न:
डिजाइन की कमी: छोटे सील क्रॉस-सेक्शन या बड़ी ग्रुव।
इंस्टॉलेशन की समस्या: निश्चित नियंत्रण के बिना मैनुअल टाइटनिंग पर भरोसा।
कम तापमान का प्रभाव: ठंडे होने पर रबर धातु की तुलना में अधिक संकुचित होता है, और कम तापमान पर कठोर हो जाता है, जिससे प्रभावी संपीड़न कम हो जाता है।
अत्यधिक संपीड़न:
स्थायी विकृति या उच्च वॉन माइसेस तनाव उत्पन्न कर सकता है, जो सामग्री की प्रारंभिक विफलता का कारण बनता है।
3.3 सीलिंग सतहों और इंस्टॉलेशन समस्याओं में दोष
सतह पर खरोंच, बुर, अनुपयुक्त सतह कोर्सनेस, या अनुकूल मशीनिंग टेक्स्चर रिसाव के मार्ग बना सकते हैं।
इंस्टॉलेशन के दौरान तेज किनारों से नुकसान पहुंचने से सील छिपी हुई दोष विकसित कर सकते हैं।
ग्लास टूटने के कारण:
स्थापना के दौरान असमान बल लगाना;
तेजी से तापमान या दबाव में परिवर्तन के कारण टूटना।
4. सुधार सुझाव
मूलभूत समाधान: तेल-मुक्त, विक्षोभ-प्रतिरोधी SF6 घनत्व रिले का उपयोग करें
यह प्रकार आंतरिक संरचनात्मक नवीनता के माध्यम से तेल रिसाव के जोखिम को खत्म कर देता है।
तकनीकी विशेषताएँ:
विक्षोभ अलगाव पैड: कनेक्टर और केस के बीच स्थापित किया जाता है ताकि स्विचिंग ऑपरेशन से आने वाली झटके की ऊर्जा को अवशोषित किया जा सके, 20 m/s² तक विक्षोभ प्रतिरोधी बनाता है।
संचालन सिद्धांत: बोर्डन ट्यूब एलास्टिक तत्व और तापमान संशोधन बाइमेटलिक स्ट्रिप का उपयोग करके SF6 गैस के घनत्व में परिवर्तनों को सटीक रूप से प्रतिबिंबित करता है।
सिग्नल आउटपुट: तापमान संशोधन स्ट्रिप और बोर्डन ट्यूब द्वारा चालित माइक्रो स्विचों का उपयोग करता है, जिसे विक्षोभ अलगाव पैड द्वारा बढ़ाया जाता है, जो मजबूत विक्षोभ प्रतिरोधी क्षमता और गलत संचालन की संभावना को कम करता है।
लाभ:
तेल भरने की आवश्यकता को पूरी तरह से खत्म कर देता है, इस प्रकार स्रोत से तेल रिसाव को रोकता है;
उत्कृष्ट विक्षोभ प्रतिरोधी, उच्च विक्षोभ वाले वातावरण के लिए उपयुक्त;
उच्च संरचनात्मक विश्वसनीयता और कम रखरखाव की लागत;
मौजूदा तेल-भरे मॉडलों के सीधे प्रतिस्थापन, "तेल-मुक्त" अपग्रेड की सक्षमता।
लागू करने की सिफारिशें:
तेल रिसाव दिखाने वाले किसी भी घनत्व रिले को तुरंत प्रतिस्थापित करें;
प्रतिस्थापन के दौरान तेल-मुक्त, विक्षोभ-प्रतिरोधी मॉडलों को प्राथमिकता दें;
प्रतिस्थापन के बाद लीक टेस्टिंग करें ताकि सही गुंथन की पुष्टि हो सके।
5. निष्कर्ष
SF6 गैस का घनत्व, सुरक्षित उपकरण संचालन को सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है और इसे विश्वसनीय घनत्व रिले के माध्यम से निगरानी की जानी चाहिए।
वर्तमान में, तेल-भरे घनत्व रिले व्यापक रूप से तेल रिसाव का सामना कर रहे हैं, जो मुख्य रूप से रबर सील के पुराने होने, दबाव नियंत्रण के गलत तरीके, और गैर-मानक स्थापना विधियों के कारण हैं।
तेल रिसाव विक्षोभ प्रतिरोध को कम करता है और संपर्क विफलता का कारण बनता है, जो ग्रिड सुरक्षा के लिए गंभीर खतरे पैदा करता है।
तेल-मुक्त, विक्षोभ-प्रतिरोधी SF6 घनत्व रिले का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, जो तेल रिसाव को पूरी तरह से खत्म करता है और प्रणाली की विश्वसनीयता और आर्थिक दक्षता को बढ़ाता है।
