1. مقدمه
د SF6 الکترونیکي تجهیزات، که به خاطر خاصیت بسیار خوب خاموش کردن قوس و عایق بندی، در سیستم های برق گسترده استفاده می شود. برای اطمینان از عملکرد ایمن، نظارت زنده بر چگالی گاز SF6 ضروری است. در حال حاضر، رله های چگالی با نشانه گیری مکانیکی معمولاً استفاده می شوند که توابعی مانند هشدار، قفل شدن و نمایش محلی را فراهم می کنند. برای افزایش مقاومت در برابر لرزش، بیشتر این رله ها داخل آنها با روغن سیلیکون پر شده اند.
با این حال، روان شدن روغن از رله های چگالی یک مشکل رایج در عمل است که در محصولات داخلی و وارداتی رخ می دهد-اگرچه واحد های وارداتی معمولاً دوره حفظ روغن طولانی تر و نرخ روان شدن کمتری دارند. این مشکل به یک چالش گسترده تبدیل شده است که توسط شرکت های تأمین برق در سراسر کشور مواجه می شود و به طور قابل توجهی بر عملکرد پایدار بلندمدت تجهیزات تأثیر می گذارد.
2. خطرات روان شدن روغن در رله های چگالی
کاهش مقاومت در برابر لرزش:
روغن سیلیکون دمپینگ فراهم می کند. یک بار که کاملاً روان شود، رله به گیر کردن نشانه گیر، خرابی تماس (عدم عمل یا تحریک غلط) و انحراف اندازه گیری بیش از حد تحت تاثیر عملیات قطع کننده مستعد می شود.
اکسیداسیون تماس و تماس ضعیف:
بیشتر رله های چگالی SF6 از تماس های مارپیچی با کمک مغناطیسی با فشار تماس کم استفاده می کنند که به روغن سیلیکون برای جداسازی هوا متکی است. پس از روان شدن روغن، تماس ها به هوای باز می رسند، که آنها را مستعد اکسیداسیون یا تجمع غبار می کند و منجر به تماس ضعیف یا باز می شود.
داده های آزمایشی میدانی:
در میان 196 رله چگالی که در سه سال گذشته آزمایش شده اند، شش مورد (حدود 3%) دارای هدایت تماس نامعتبر بودند، که همه آنها واحد هایی بودند که روغن خود را از دست داده بودند.
خطرات جدی ایمنی:
اگر قطع کننده SF6 گاز را در حالی که رله چگالی به دلیل روان شدن روغن خراب شده و قادر به تحریک سیگنال های هشدار یا قفل شدن نیست، حوادث بزرگ ممکن است در حین خاموش کردن قوس رخ دهد.
روغن سیلیکون روان شده غبار را جذب می کند و سایر قطعات تجهیزات را آلوده می کند، که در نتیجه عملکرد عایق بندی کلی و ایمنی عملیاتی را کاهش می دهد.
3. تحلیل دلایل روان شدن روغن
روان شدن روغن عموماً در مکان های زیر رخ می دهد:
رابط بسته بندی بین پایه ترمینال و صندوق
رابط بسته بندی بین پنجره شیشه ای و صندوق
ترک خود شیشه
3.1 پیری بند بسته بندی
بیشتر بند های بسته بندی فعلی از کاوچوک نیتریل (NBR) استفاده می کنند، یک کاوچوک زنجیره کربنی ناشباع که به دلیل عوامل داخلی و خارجی بسیار مستعد پیری است.
عوامل داخلی:
ساختار مولکولی: حضور پیوندهای دوگانه ماده را در برابر اکسیداسیون آسیب پذیر می کند، پروکسیدها تشکیل می دهند که منجر به شکست زنجیره یا پیوند متقاطع، سخت شدن و ترد شدن می شود.
مواد مرکب: مقدار سولفور زیاد در سیستم ولکانیزه پیری را تسریع می کند.
عوامل خارجی:
اکسیژن و ازن: عرضه مستقیم به هوا یا اکسیژن/ازن حل شده در روغن واکنش های اکسیداتیو را شروع می کند.
اثرات حرارتی: برای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش در دما، نرخ اکسیداسیون تقریباً دوبرابر می شود.
خستگی مکانیکی: فشار کششی طولانی مدت اکسیداسیون مکانیکی را القا می کند و پیری را تسریع می کند.
3.2 فشرده سازی اولیه نامناسب بند های بسته بندی
فشرده سازی ناکافی:
نقص طراحی: مقطع بند بسته بندی کوچک یا گوده بزرگ.
مشکلات نصب: وابستگی به تنگ کردن دستی بدون کنترل دقیق.
اثرات دمای پایین: کاوچوک بیشتر از فلز در دمای کمتر می کوتند و در دمای پایین سخت می شود، که فشرده سازی موثر را کاهش می دهد.
فشرده سازی بیش از حد:
می تواند منجر به تغییر شکل دائمی یا ایجاد تنش ون میسس بالا شود که منجر به خرابی زودرس ماده می شود.
3.3 نقص های سطوح بسته بندی و مشکلات نصب
خدشه های سطحی، سیخ های برجسته، خشندگی سطحی نامناسب یا متن سطحی ماشین کاری نامناسب می توانند مسیرهای روان شدن ایجاد کنند.
بند های بسته بندی که در نصب توسط لبه های تیز آسیب دیده اند، منجر به نقص های پنهان می شوند.
دلایل ترک خوردن شیشه:
اعمال نیروی نامساوی در نصب؛
ترک خوردن به دلیل تغییرات سریع در دما یا فشار.

4. پیشنهادات بهبود
راه حل اساسی: استفاده از رله های چگالی SF6 بدون روغن و مقاوم در برابر لرزش
این نوع از طریق نوآوری ساختاری خطر روان شدن روغن را حذف می کند.
ویژگی های فنی:
پد بسته بندی: بین کنکتور و صندوق نصب شده است تا انرژی شوک از عملیات قطع کننده را جذب کند و مقاومت در برابر لرزش تا 20 متر/ثانیه مربع را ارائه دهد.
اصل عملکرد: از عنصر الاستیک لوله بوردون و نوار دو فلزی جبران دمایی استفاده می کند تا تغییرات چگالی گاز SF6 را دقیق بازتاب دهد.
خروجی سیگنال: از میکروسوئیچ هایی که توسط نوار جبران دمایی و لوله بوردون فعال شده و با پد بسته بندی تقویت شده استفاده می کند، که قابلیت ضد تداخل قوی و کاهش خطر عملکرد غلط را ارائه می دهد.
مزایا:
کاملاً نیاز به پر کردن روغن را حذف می کند، بنابراین روان شدن روغن را در منبع خاتمه می دهد؛
مقاومت در برابر لرزش فوق العاده، مناسب برای محیط های با لرزش بالا؛
قابلیت اطمینان ساختاری بالا و هزینه نگهداری پایین؛
جایگزینی مستقیم مدل های پر روغن موجود، امکان "بدون روغن" را فراهم می کند.
پیشنهادات اجرایی:
هر رله چگالی که روان شدن روغن را نشان می دهد بلافاصله تعویض شود؛
در زمان تعویض، مدل های بدون روغن و مقاوم در برابر لرزش را اولویت بخشیده شود؛
بعد از تعویض، تست روان شدن انجام شود تا اطمینان از بسته بندی صحیح حاصل شود.

5. نتیجه گیری
چگالی گاز SF6 یک پارامتر مهم برای اطمینان از عملکرد ایمن تجهیزات است و باید از طریق رله های چگالی قابل اعتماد نظارت شود.
رله های چگالی پر روغن در حال حاضر از روان شدن روغن گسترده رنج می برند، عمدتاً به دلیل پیری بند بسته بندی، کنترل فشرده سازی نامناسب و شیوه های نصب نامناسب.
روان شدن روغن منجر به کاهش مقاومت در برابر لرزش و خرابی تماس می شود، که تهدید جدی برای ایمنی شبکه است.
پیشنهاد می شود از رله های چگالی SF6 بدون روغن و مقاوم در برابر لرزش به عنوان راه حل جایگزین استفاده شود، که به طور مؤثر روان شدن روغن را حذف می کند و قابلیت اطمینان سیستم و کارایی اقتصادی را افزایش می دهد.