Kepadatan Ralat SF6 Pencemaran Minyak: Penyebab Risiko & Penyelesaian Bebas Minyak

1. Pengenalan
Peralatan elektrik SF6, yang terkenal dengan sifat pemadam lengkung dan pengasingan yang cemerlang, telah digunakan secara meluas dalam sistem kuasa. Untuk memastikan operasi yang selamat, pemantauan masa nyata kepadatan gas SF6 adalah penting. Pada masa kini, ralat ketumpatan jenis penunjuk mekanikal sering digunakan, menyediakan fungsi seperti isyarat, penguncian, dan paparan di tempat. Untuk meningkatkan ketahanan getaran, kebanyakan ralat ini diisi dengan minyak silikon di dalamnya.

Namun, kebocoran minyak dari ralat ketumpatan adalah isu biasa dalam amalan, berlaku pada kedua-dua produk domestik dan impor—walaupun unit impor umumnya menunjukkan tempoh retensi minyak yang lebih lama dan kadar kebocoran yang lebih rendah. Masalah ini telah menjadi cabaran yang meluas yang dihadapi oleh syarikat bekalan kuasa di seluruh negara, secara signifikan mempengaruhi operasi stabil jangka panjang peralatan.

2. Bahaya Kebocoran Minyak dalam Ralat Ketumpatan

• Kurangan Ketahanan Getaran:
       Minyak silikon memberikan penghambatan. Setelah ia bocor sepenuhnya, ralat menjadi rentan kepada pengekangan penunjuk, kegagalan kontak (tidak beroperasi atau pelancaran palsu), dan penyimpangan pengukuran berlebihan di bawah kesan operasi saklar.

• Oksidasi Kontak dan Kontak yang Buruk:
       Kebanyakan ralat ketumpatan SF6 menggunakan kontak spring spiral magnet dengan tekanan kontak rendah, bergantung pada minyak silikon untuk mengasingkan udara. Selepas kebocoran minyak, kontak tersebut terdedah kepada udara, membuatnya mudah teroksidasi      atau kotor, menyebabkan kontak yang buruk atau litar terbuka.

• Data Ujian Lapangan:
       Dari 196 ralat ketumpatan yang diuji dalam tiga tahun, enam menunjukkan konduksi kontak yang tidak dapat dipercayai (sekitar 3%), semuanya adalah unit yang telah kehilangan minyak mereka.

• Risiko Keselamatan yang Serius:
       Jika pemutus litar SF6 bocor gas sementara ralat ketumpatan gagal disebabkan kebocoran minyak dan tidak dapat memicu isyarat isyarat atau penguncian, kemalangan besar mungkin berlaku semasa pemutusan lengkung.

• Pencemaran Komponen Peralatan:
       Minyak silikon yang bocor menarik debu, mencemarkan komponen lain switchgear, sehingga merosakkan prestasi pengasingan keseluruhan dan keselamatan operasi.

3. Analisis Penyebab Kebocoran Minyak
Kebocoran minyak terutamanya berlaku di lokasi berikut:

• Antara muka segel antara tapak terminal dan kasus

• Antara muka segel antara tingkap kaca dan kasus

• Pecahnya kaca itu sendiri

3.1 Penuaan Segel Getah
Kebanyakan segel semasa menggunakan getah nitril (NBR), getah rantai karbon yang tidak tepu sangat mudah menua disebabkan faktor dalaman dan luaran.

Faktor Dalaman:

• Struktur Molekul: Keberadaan ikatan ganda membuat bahan tersebut rentan terhadap oksidasi, membentuk peroksida yang menyebabkan putus rantai atau cross-linking, menghasilkan pengerutan dan keropos.

• Bahan Campuran: Kandungan belerang berlebihan dalam sistem vulkanisasi mempercepat proses penuaan.

Faktor Luaran:

• Oksigen dan Ozon: Paparan langsung ke udara atau oksigen/ozon yang terlarut dalam minyak memulakan reaksi oksidatif.

• Efek Suhu: Untuk setiap peningkatan suhu 10°C, kadar oksidasi kira-kira berganda.

• Lelah Mekanikal: Tekanan kompresi yang berpanjangan menginduksi oksidasi mekanikal, mempercepat proses penuaan.

3.2 Kompresi Awal Segel yang Tidak Betul

• Kompresi Tidak Cukup:

• Kesalahan reka bentuk: bahagian segel yang terlalu kecil atau alur yang terlalu besar.

• Masalah pemasangan: bergantung pada pengetatan manual tanpa kawalan tepat.

• Efek suhu rendah: getah mengkontrak lebih daripada logam apabila sejuk, dan mengeras pada suhu rendah, mengurangkan kompresi yang efektif.

• Kompresi Berlebihan:

• Boleh menyebabkan deformasi kekal atau menghasilkan tegangan Von Mises yang tinggi, menyebabkan kegagalan bahan awal.

3.3 Kekurangan Permukaan Segel dan Masalah Pemasangan

• Goresan permukaan, sisik, kekasaran permukaan yang tidak sesuai, atau tekstur mesin yang tidak menguntungkan boleh mencipta laluan kebocoran.

• Segel yang rosak akibat tepi tajam semasa pemasangan, menyebabkan cacat tersembunyi.

• Penyebab pecahnya kaca:

• Penggunaan tenaga yang tidak merata semasa pemasangan;

• Pecah disebabkan perubahan suhu atau tekanan yang cepat.

4. Cadangan Peningkatan

Penyelesaian Asas: Gunakan Ralat Ketumpatan SF6 Bebas Minyak, Anti-Getaran
Jenis ini menghapus risiko kebocoran minyak melalui inovasi struktur.

Ciri Teknikal:

• Pad Isolasi Getaran: Dipasang antara konektor dan kasus untuk menyerap tenaga gegaran dari operasi saklar, mencapai ketahanan getaran hingga 20 m/s².

• Prinsip Operasi: Menggunakan elemen elastis tabung Bourdon bersama-sama dengan jalur bimetal kompensasi suhu untuk merefleksikan perubahan ketumpatan gas SF6 dengan tepat.

• Output Isyarat: Menggunakan mikro-switch yang diaktifkan oleh jalur kompensasi suhu dan tabung Bourdon, ditingkatkan oleh pad isolasi getaran, menawarkan kemampuan anti-gangguan yang kuat dan risiko operasi palsu yang rendah.

Kelebihan:

• Secara keseluruhan menghapus keperluan pengisian minyak, dengan demikian mencegah kebocoran minyak dari sumbernya;

• Ketahanan getaran yang cemerlang, sesuai untuk persekitaran bergetaran tinggi;

• Ketahanan struktur yang tinggi dan kos penyelenggaraan yang rendah;

• Penggantian langsung untuk model berisi minyak yang sedia ada, membolehkan peningkatan "bebas minyak".

Cadangan Pelaksanaan:

• Segera gantikan ralat ketumpatan yang menunjukkan kebocoran minyak;

• Utamakan model bebas minyak, anti-getaran semasa penggantian;

• Lakukan ujian kebocoran selepas penggantian untuk memastikan segelan yang betul.

5. Kesimpulan

• Ketumpatan gas SF6 adalah parameter penting untuk memastikan operasi peralatan yang selamat dan harus dipantau melalui ralat ketumpatan yang boleh dipercayai.

• Ralat ketumpatan berisi minyak saat ini mengalami kebocoran minyak yang meluas, terutamanya disebabkan oleh penuaan segel getah, kendali kompresi yang tidak tepat, dan praktik pemasangan yang substandard.

• Kebocoran minyak menyebabkan kurangan ketahanan getaran dan kegagalan kontak, menyebabkan ancaman serius terhadap keselamatan grid.

• Penggunaan ralat ketumpatan SF6 bebas minyak, anti-getaran direkomendasikan sebagai solusi penggantian, secara efektif menghapus kebocoran minyak dan meningkatkan keandalan sistem serta efisiensi ekonomi.