Paglabas ng Langis sa SF6 Density Relay: Mga Dahilan Riesgo at mga Solusyon na Walang Langis

1. Pagpapakilala
Ang mga kagamitang elektrikal na may SF6, na kilala sa kanilang mahusay na katangian sa pagtigil ng ark at insulasyon, ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng enerhiya. Upang matiyak ang ligtas na operasyon, mahalaga ang real-time monitoring ng densedad ng gas na SF6. Sa kasalukuyan, ang mga density relay na may mekanikal na pointer ay karaniwang ginagamit, nagbibigay ng mga tungkulin tulad ng alarma, lockout, at on-site display. Upang palakasin ang resistensya sa paglindol, ang karamihan sa mga relay na ito ay puno ng silicone oil sa loob.

Gayunpaman, ang pagdami ng langis mula sa mga density relay ay isang karaniwang isyu sa praktika, nangyayari sa parehong lokal at inangkat na produkto—bagama't ang mga inangkat na yunit ay karaniwang may mas mahabang panahon ng pagpanatili ng langis at mas mababang rate ng pagdami. Ang isyu na ito ay naging isang malawakang hamon na hinaharap ng mga kompanya ng power supply sa buong bansa, na lubhang nakakaapekto sa matagal na establisadong operasyon ng mga kagamitan.

2. Mga Panganib ng Pagdami ng Langis sa Density Relay

• Bawas na Resistensya sa Paglindol:
       Ang silicone oil ay nagbibigay ng damping. Kapag lumabas na ito nang buo, ang relay ay maaaring magkaroon ng problema sa pointer jamming, contact failure (non-operation o false triggering), at labis na pagbabago sa pagsukat dahil sa impact ng      switch operations.

• Oksidasyon ng Contact at Masamang Contact:
       Ang karamihan ng mga SF6 density relay 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 lumabas ang langis, ang mga contact ay natutuon sa hangin, nagpapataas ng posibilidad ng oksidasyon      o pag-ipon ng abo, na nagiging sanhi ng masamang contact o open circuits.

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

• Serious na Panganib sa Kaligtasan:
       Kung ang isang SF6 circuit breaker ay lumalabas ng gas habang ang density relay ay nabigo dahil sa pagdami ng langis at hindi makapag-trigger ng alarma o lockout signals, maaaring mangyari ang mga malaking aksidente sa panahon ng pagtigil ng ark.

• Kontaminasyon ng mga Komponente ng Kagamitan:
       Ang lumabas na silicone oil ay nag-aattrack ng abo, kontaminating ang iba pang mga komponente ng switchgear, na nagpapahina ng pangkalahatang insulasyon performance at operational safety.

3. Analisis ng Mga Dahilan ng Pagdami ng Langis
Ang pagdami 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

• Paggilid ng glass mismo

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

Internal Factors:

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

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

External Factors:

• Oxygen at Ozone: Ang direct exposure sa hangin o oxygen/ozone na dissolved sa langis ay nagsisimula ng oxidative reactions.

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

• Mechanical Fatigue: Ang prolonged compressive stress ay nag-iinduce ng mechanical oxidation, nagpapabilis ng proseso ng pagtanda.

3.2 Hindi Tama na Unang Compression ng Seals

• Insufficient Compression:

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

• Installation issues: relihan sa manual tightening without precise control.

• Low-temperature effects: ang rubber ay kontraktado nang higit sa metal kapag malamig, at nagiging hard sa mababang temperatura, nagbawas ng effective compression.

• Excessive Compression:

• Maaaring magresulta sa permanent deformation o generate high Von Mises stress, leading to premature material failure.

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 damaged by sharp edges during installation, causing hidden defects.

• Glass cracking causes:

• Uneven force application during installation;

• Cracking due to rapid changes in temperature or pressure.

4. Mga Suggestion para sa Pagpapabuti

Fundamental Solution: Gamitin ang Oil-Free, Anti-Vibration SF6 Density Relays
Ang uri na ito ay nagwawasak sa panganib ng pagdami ng langis sa pamamagitan ng structural innovation.

Technical Features:

• Vibration Isolation Pad: Installed between the connector and the case to absorb shock energy from switching operations, achieving vibration resistance up to 20 m/s².

• Operating Principle: Utilizes a Bourdon tube elastic element combined with a temperature compensation bimetallic strip to accurately reflect changes in SF6 gas density.

• Signal Output: Employs micro-switches actuated by the temperature compensation strip and Bourdon tube, enhanced by the vibration isolation pad, offering strong anti-interference capability and reduced risk of false operation.

Advantages:

• Completely eliminates the need for oil filling, thus preventing oil leakage at the source;

• Superior vibration resistance, suitable for high-vibration environments;

• High structural reliability and low maintenance cost;

• Direct replacement for existing oil-filled models, enabling "oil-free" upgrades.

Implementation Recommendations:

• Promptly replace any density relays exhibiting oil leakage;

• Prioritize oil-free, anti-vibration models during replacement;

• Conduct leak testing after replacement to ensure proper sealing.

5. Conclusion

• Ang densedad ng gas na SF6 ay isang critical parameter para matiyak ang ligtas na operasyon ng mga kagamitan at dapat itong monitorin gamit ang reliable density relays.

• Ang mga oil-filled density relay sa kasalukuyan ay may widespread na pagdami ng langis, pangunahin dahil sa aging ng rubber seal, improper compression control, at substandard installation practices.

• Ang pagdami ng langis ay nagreresulta sa bawas na resistensya sa paglindol at contact failure, na nagpapahamak sa kaligtasan ng grid.

• Ang paggamit ng oil-free, anti-vibration SF6 density relays ay inirerekomenda bilang isang alternative solution, na epektibong nagwawasak sa pagdami ng langis at nagpapataas ng reliability at economic efficiency ng sistema.