Terplasing van SF6 Gasdigtheidreëls: Relevante Kwessies

Inleiding

SF6-gas word wyd gebruik as insulansie- en boogblusmedium in hoogs- en ekstremehoogspannings-elektriese toerusting weens sy uitsonderlike insulansie, boogblus eienskappe en chemiese stabiliteit. Die insulasie-sterkte en boogblus vermoë van elektriese toerusting hang af van die digtheid van SF6-gas. 'n Vermindering in SF6-gasdigtheid kan lei tot twee hoof gevaarlike situasies:

• Vermindering in die diëlektriese sterkte van die toerusting;

• Vermindering in die onderbreekvermoë van skakelaars.

Daarbenewens lei gaslekkage dikwels tot vochtingang, wat die vochthouende van SF6-gas verhoog en die insulasievermoë verder vermindering. Dus is die monitering van die digtheid van SF6-gas noodsaaklik om veilige toerustingbedryf te verseker.

'n SF6-gasdigtheidsrelais (ook bekend as 'n digtheidsmonitor, beheerder of digtheidmeter) word op SF6-elektriese toerusting geïnstalleer om veranderinge in interne gasdigtheid te weerspieël. Dit ontdek drukverskille om digtheidveranderinge aan te dui, gee 'n waarskuwingseken wanneer die digtheid na 'n vooraf ingestelde waarskuwingsvlak daal, en sluit omskeppingoperasies uit indien dit verder daal na 'n uitsluitvlak. Aangesien sy prestasie direk die veiligheid van die toerusting beïnvloed, is gereelde toetsing van sy betroubaarheid en akkuraatheid krities.

1. Tipes en Werkprinsipe van SF6 Gasdigtheidsrelais

1.1 Mekaniese Gasdigtheidsrelais

Mekaniese relais kan volgens struktuur ingedeel word in balgtype en boordbuis-type, en volgens funksie in dié met drukweergawe en sonder. Beide tipes gebruik temperatuur-kompensasie om gasdigtheid te moniter.

As 'n tipiese voorbeeld van balgtype (sien Figuur 1):

• 'n Vooraf-opgelaaide kammer word gevul met SF6-gas op dieselfde druk as die gemoniteerde kammer;

• 'n Metale balg word verbonden met die gemoniteerde kammer;

• Wanneer 'n lekkasie plaasvind, verminder die interne druk in die balg, wat 'n drukverskil skep wat die balg kompres. Hierdie beweging aktiveer 'n mikroskakelaar deur middel van 'n mekaniese skakeling, wat 'n waarskuwing of uitsluit sein veroorsaak.

Aangesien die vooraf-opgelaaide kammer in dieselfde omgewing is, het temperatuurveranderinge 'n ewe effek op albei kante, wat outomatiese temperatuur-kompensasie moontlik maak.

Figuur 1. Prinsipe van Mekaniese Gasdigheidsrelais
(Nota: 4—mikroskakelaar; 3—tweekomponentstrip; 2—metale balg; 1—vooraf-opgelaaide kammer)

1.2 Digitale Gasdigheidsrelais

Hierdie relais benut die sterk elektronegatiwiteit van SF6-molekules. 'n Alfa-deeltjebron in 'n ionisasiestruis ioniseer die gas, en onder 'n toegepaste DC-elektriese veld, word 'n ionstroom gevorm. Hierdie stroom is eweredig aan die gasdigtheid. Wanneer die digtheid verminder, verminder die uitsetstroom, wat reële tydmonitering moontlik maak.

Voordelige van digitale digheidsrelais sluit in:

• Direkte digitale weergawe van druk, ekwivalente druk by 20°C, en toerustingstemperatuur;

• Verenigbaarheid met rekenaarsisteme vir aanlynmonitering;

• Moontlikheid om lekkastendensiekrommes te plot, wat toestand-gebaseerde instandhouding ondersteun;

• Volledige skaal meet sonder skaalverskuiwing, met velddraagbare parameters;

• Uitset van gasaanvullingswaarskuwing en onderspanninguitsluitkontakseine.

Figuur 2. Prinsipe van Digitale Gasdigheidsrelais
(Nota: Alfa-deeltjies in die ionisasiestruis ioniseer SF6-gas; elektrone migreer na die anode, positiewe ionne keer terug na die emitter, wat 'n stroom genereer wat versterk en uitgesit word)

2. Noodsaaklikheid van Terplaatse Toetsing van Digtheidsrelais

Digheidsrelais kan ter plaatse of in 'n laboratorium getoets word. Hoewel laboratoriumtoetsing hoër presisie bied, het dit verskeie nadele:

• Ontmanteling breek die oorspronklike segeling, wat heroprigting en -segeling moeilik maak om te verseker;

• Prestasie-instrumente kan kalibrasie verloor omdat van vervoersskok;

• Strikse instandhoudingskedules maak ontmanteling en heroprigting tydrowend.

Dus word terplaatse toetsing aanbeveel wanneer moontlik, aangesien dit meer doeltreffend en veiliger is.

3. Instrumente Gebruik vir Terplaatse Toetsing

Aangesien SF6-elektriese toerusting nie met olie of ander gasse besmet mag word nie, mag slegs SF6-gas as die toetsmedium gebruik word. 'n Ideaal kalibrasietoestel moet hê:

• 'n Geïntegreerde SF6-gas silinder;

• Aanpasbare druk;

• Outomatiese temperatuur-kompensasie en -omsetting.

Hierdie artikel stel die JMD-1A SF6 Gasdigheidsrelais Kalibrasie Eenheid voor, wat kenmerke:

• Ingeboude SF6-silinder en drukreguleringsisteem;

• Isoleer die toerusting se gasroete tydens toetsing, gebruik sy eie gasvoorsiening;

• Skakel outomaties gemete waardes oor na standaarddruk by 20°C;

• Vereis jaarlikse fabrieksherkalibrasie om akkuraatheid te verseker;

• Akkuraatheidklas 0.5, wat die vereiste dat "standaardinstrumentfout nie meer as een derde van die getoetste instrument se fout mag oorskry" (getoetste relais is tipies onder klas 1.5), volledig voldoen aan terplaatse vereistes.

4. Toetsinhoud vir Gasdigheidsrelais

4.1 Toetsstandaarde en Frekwensie

Volgens GB50150-1991 en DL/T596-1996:

• Nuwe toerusting moet digheidsrelais-toetsing ondergaan voordat dit in bedryf gestel word;

• Bedryfs toerusting moet elke 1–3 jaar getoets word, of na groot instandhouding of wanneer nodig;

• Handelingswaardes moet ooreenstem met vervaardiger se tegniese spesifikasies;

• Drukweergawefout en histerezis moet binne toelaatbare grense vir die gespesifiseerde akkuraatheidklas val.

4.2 Toetsitems

Hoof toetsitems sluit in:

• Waarskuwing (gas-aanvulling) aktiveringdruk;

• Uitsluiting aktiveringdruk;

• Uitsluiting terugkeerdruk;

• Waarskuwing terugkeerdruk;

• Indien uitgerus met 'n drukmeter, moet sy weergawe ook getoets word.

Drukmetertoetsvereistes:

• Ten minste 5 toetspunte eweredig verdeel oor die bereik;

• Twee volledige siklusse van druktoename en -vermindering;

• Druk toepas langsaam en gestadig, met leesings geneem by elke punt;

• Die maksimum weergawefout van die twee siklusse word as die finale resultaat geneem.

Handelingswaardevereistes:

• Moet ooreenstem met vervaardiger se spesifikasies;

• Die verskil tussen aktivering- en terugkeerdruk moet minder as 0.02 MPa wees;

• Al die drukwaardes moet omgeskakel word na standaardwaardes by 20°C;

• Neem omgewingstemperatuur, gemeet druk, en omgeskakelde 20°C-druk op.

5. Verbindingsmetodes tussen Digheidsrelais en Toerusting

Daar is vier algemene verbindingssoorte:

• Met Isolasieklep
       'n Klep (FA) word geïnstalleer tussen die relais en toerusting. Tydens toetsing, sluit FA, verbind die toetshoof, dan oop FB om toetsing te begin.

• Met Eengerigtingsklep
       Na verwijdering van die relais, sluit die eengerigtingsklep die toerustingsekant outomaties, wat direkte verbinding van die toestel aan die buiteport moontlik maak.

• Met Eengerigtingsklep + Stuwerbol (sien Figuur 3)
       Geen demontasie nodig. Los die stuwerbol by W2, die eengerigtingsklep F1 isoleer outomaties die gaspad, wat direkte verbinding van die toetshoof moontlik maak.

Figuur 3. Skematiese Weergawe van Digheidsrelais met Eengerigtingsklep en Stuwerbol
(Etikette: B1—digheidsrelais; W1—gaslaaiport; W2—toetsport; MA—drukweergawe; F1—eengerigtingsklep)

• Direkte Verbinding Sonder Isolering
       Dit is 'n onredelike ontwerp. Indien die relais misluk, kan dit nie vervang of getoets word sonder groot herstel nie. Aanbeveling is om isolasiekleppe tydens herstel te installeer vir toekomstige instandhouding.

Gevolgtrekking: Die eerste drie verbindingssoorte maak terplaatse toetsing moontlik; die vierde nie.

6. Voorsorgmaatreëls vir Terplaatse Kalibrasie

• Afsluiting van Krag: Toetsing moet met die toerusting sonder krag gedoen word. Verwyder beheerkrag en isoleer waarskuwing/uitsluit kontakte by die terminalblok om onbedoelde sekondêre sirkelbedryf te verhoed.

• Bevestig Verbindingssoort: Verbindingsstrukture verskil onder toerusting. Bevestig die soort voordat demontasie begin om misbedryf en gaslekkage te verhoed.

• Herstel Isolasiekleppe: Na toetsing, verseker dat alle isolasiekleppe herstel is in hul korrekte posisies en gekontroleer is.

• Skoon Verbindinge: Skoon alle leidingverbindinge voor en na toetsing. Spoel met 'n klein hoeveelheid SF6-gas indien nodig om besmetting of vochtingang te verhoed.

• Segelingbeskerming: Beskerm segelingoppervlakke, vervang met nuwe sigels, en doen lekke-deteksie na herbou.

• Druk Eenheid Omsetting: Die JMD-1A toestel wys drukweergawe. Indien die relais absolute druk gebruik (bv. ABB LTB145D skakelaar), omset eenhede voordat vergelyking gedoen word.

7. Gevolgtrekking

Die SF6 gasdigheidsrelais is 'n kritieke komponent wat die veilige bedryf van SF6-elektriese toerusting verseker. Sy operasieprestasie beïnvloed direk die betroubaarheid van die stelsel. Dus moet gereelde terplaatse toetsing volgens relevante regulasies gedoen word om akkuraatheid en betroubaarheid te verseker. Tydens toetsing is strikte vasbehoud aan voorgeskryfde toetskursusse, prosedures en voorsorgmaatreëls noodsaaklik om veiligheidsrisiko's te elimineer en foute gevolgtrekkings te verhoed.