اختبارات على الموقع لأجهزة كثافة غاز السف الستة: القضايا ذات الصلة
مقدمة
يُستخدم غاز الـ SF6 بشكل واسع كوسادة عازلة ومطفئة للقوس الكهربائي في المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي والجهد الفائق العالي بسبب خصائصه العازلة والمطفئة الكهربائية والاستقرار الكيميائي الممتاز. تعتمد قوة العزل وقدرة مطفئة القوس الكهربائي للمعدات على كثافة غاز الـ SF6. يمكن أن يؤدي انخفاض كثافة غاز الـ SF6 إلى اثنين من الأخطار الرئيسية:
تقليل قوة العزل الكهربائي للمعدات؛
تقليل قدرة مطفئة الدوائر الكهربائية.
بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يؤدي تسرب الغاز إلى دخول الرطوبة، مما يزيد من محتوى الرطوبة في غاز الـ SF6 ويؤدي إلى تدهور أداء العزل. لذلك، فإن مراقبة كثافة غاز الـ SF6 ضرورية لضمان التشغيل الآمن للمعدات.
يتم تركيب جهاز استشعار كثافة غاز الـ SF6 (المعروف أيضًا باسم جهاز مراقبة الكثافة أو المتحكم أو مقياس الكثافة) على المعدات الكهربائية التي تحتوي على غاز الـ SF6 لعكس التغيرات في كثافة الغاز الداخلي. يقوم بتحديد التغيرات في الضغط لإظهار التغيرات في الكثافة، ويصدر إشارة إنذار عند انخفاض الكثافة إلى مستوى الإنذار المحدد، ويمنع عمليات التبديل إذا انخفضت الكثافة أكثر إلى مستوى الإغلاق. نظرًا لأن أدائه يؤثر مباشرة على سلامة المعدات، فمن الضروري اختبار موثوقيته ودقةه بشكل منتظم.
1. أنواع وأصول عمل أجهزة استشعار كثافة غاز الـ SF6
1.1 أجهزة استشعار الكثافة الميكانيكية
يمكن تصنيف الأجهزة الميكانيكية حسب الهيكل إلى نوع الحجاب الحاجز ونوع الأنبوب المرن، وحسب الوظيفة إلى تلك مع عرض الضغط وتلك بدون عرض الضغط. يستخدم كلا النوعين التعويض الحراري لمراقبة كثافة الغاز.
أخذ النموذج النموذجي الحجاب الحاجز كمثال (انظر الشكل 1):
غرفة محملة مسبقًا مليئة بغاز الـ SF6 بنفس الضغط مثل الغرفة المعنية بالرصد؛
حجاب حاجز معدني متصل بالغرفة المعنية بالرصد؛
عند حدوث تسرب، ينخفض الضغط الداخلي في الحجاب الحاجز، مما يخلق فرق ضغط يضغط الحجاب الحاجز. هذا الحركة تنشط مفتاحًا ميكانيكيًا عبر رابطة ميكانيكية، مما يثير إشارة إنذار أو إغلاق.
نظرًا لأن الغرفة المحملة مسبقًا تكون في نفس البيئة، فإن التغيرات في درجة الحرارة تؤثر على الجانبين بالتساوي، مما يتيح التعويض الحراري التلقائي.
الشكل 1. أصل عمل جهاز استشعار الكثافة الميكانيكي
(ملاحظة: 4 - مفتاح ميكانيكي؛ 3 - شريط ثنائي الفلز؛ 2 - حجاب حاجز معدني؛ 1 - غرفة محملة مسبقًا)
1.2 أجهزة استشعار الكثافة الرقمية
تستغل هذه الأجهزة سلبية الجزيئات القوية لغاز الـ SF6. مصدر الجسيمات ألفا في غرفة الأيونية يأين الغاز، وفي مجال كهربائي مستقيم، يتم تشكيل تيار أيوني. يكون هذا التيار متناسبًا مع كثافة الغاز. عندما تنخفض الكثافة، ينخفض التيار الخارج، مما يسمح بمراقبة الوقت الحقيقي.
مزايا أجهزة الاستشعار الرقمية تشمل:
عرض رقمي مباشر للضغط، والضغط المكافئ عند 20 درجة مئوية، ودرجة حرارة المعدات؛
توافق مع أنظمة الكمبيوتر لمراقبة عبر الإنترنت؛
قدرة على رسم منحنيات اتجاه التسرب، مما يدعم الصيانة المستندة على الحالة؛
قياس كامل النطاق دون تغيير النطاق، مع معلمات قابلة للتعديل في الموقع؛
إخراج إشارة إنذار إعادة التعبئة وإغلاق تحت الضغط.
الشكل 2. أصل عمل جهاز استشعار الكثافة الرقمي
(ملاحظة: الجسيمات ألفا في غرفة الأيونية تأين غاز الـ SF6؛ الإلكترونات تهاجر إلى الأنود، الأيونات الموجبة تعود إلى الباعث، مما ينتج عنه تيار يتم تضخيمه وإخراجه)
2. أهمية الاختبار في الموقع لأجهزة استشعار الكثافة
يمكن اختبار أجهزة استشعار الكثافة إما في الموقع أو في المختبر. بينما يقدم الاختبار في المختبر دقة أعلى، إلا أنه يحمل عدة عيوب:
فك التجميع يكسر الختم الأصلي، مما يجعل إعادة التجميع والختم صعبة الضمان؛
قد تفقد الأجهزة الدقيقة معايرتها بسبب الصدمات أثناء النقل؛
جدول الصيانة الضيق يجعل فك وإعادة التجميع عملية تستغرق وقتًا طويلاً.
لذلك، يُنصح باختبار في الموقع عند الإمكان، حيث أنه أكثر كفاءة وأمانًا.
3. الأجهزة المستخدمة في الاختبار في الموقع
نظرًا لأن المعدات الكهربائية التي تحتوي على غاز الـ SF6 لا يجب أن تتلوث بالزيوت أو الغازات الأخرى، فقط يمكن استخدام غاز الـ SF6 كوسط اختبار. يجب أن يكون الجهاز المثالي للضبط:
أسطوانة غاز الـ SF6 متكاملة؛
ضبط الضغط المتغير؛
تعويض حراري تلقائي وتحويل.
يقدم هذا المقال وحدة ضبط جهاز استشعار كثافة غاز الـ JMD-1A، والتي تتميز بما يلي:
أسطوانة غاز الـ SF6 مدمجة ونظام ضبط الضغط؛
عزل دائرة الغاز للمعدات أثناء الاختبار، باستخدام إمداد الغاز الخاص بها؛
تحويل القيم المقاسة تلقائيًا إلى الضغط القياسي عند 20 درجة مئوية؛
يتطلب إعادة ضبط المصنع سنويًا لضمان الدقة؛
دقة من المستوى 0.5، مما يلبي المتطلبات بأن "خطأ الجهاز القياسي لا يجب أن يتجاوز ثلث خطأ الجهاز المختبر" (عادة ما تكون الأجهزة المختبرة أقل من المستوى 1.5)، مما يلبي تمامًا متطلبات الاختبار في الموقع.
4. محتوى الاختبار لأجهزة استشعار الكثافة
4.1 معايير واختبارات الاختبار
وفقًا لـ GB50150-1991 و DL/T596-1996:
يجب اختبار أجهزة استشعار الكثافة قبل تشغيل المعدات الجديدة؛
يجب اختبار المعدات الموجودة كل 1-3 سنوات، أو بعد الصيانة الكبرى أو عند الحاجة؛
يجب أن تتوافق القيم العملية مع المواصفات التقنية للمصنعين؛
يجب أن يكون الخطأ في مؤشر الضغط والتراجع ضمن الحدود المسموح بها للدقة المحددة.
4.2 بنود الاختبار
تشمل البنود الرئيسية للاختبار ما يلي:
ضغط تفعيل الإنذار (إعادة التعبئة)؛
ضغط تفعيل الإغلاق؛
ضغط عودة الإغلاق؛
ضغط عودة الإنذار؛
إذا كان مزودًا بمؤشر الضغط، يجب اختبار مؤشره أيضًا.
متطلبات اختبار مؤشر الضغط:
على الأقل 5 نقاط اختبار موزعة بالتساوي على مدى النطاق؛
دورتين كاملتين من الضغط والإفراغ؛
يتم تطبيق الضغط ببطء وثبات، مع أخذ القراءات في كل نقطة؛
يتم اعتبار أكبر خطأ في المؤشر من الدورتين النتيجة النهائية.
متطلبات القيم العملية:
يجب أن تتوافق مع مواصفات المصنعين؛
يجب أن يكون الفرق بين ضغط التفعيل وضغط العودة أقل من 0.02 ميجا باسكال؛
يجب تحويل جميع قيم الضغط إلى القيم القياسية عند 20 درجة مئوية؛
تسجيل درجة الحرارة المحيطة والضغط المقاس والضغط المحول إلى 20 درجة مئوية.
5. أساليب الاتصال بين جهاز استشعار الكثافة والمعدات
هناك أربع طرق اتصال شائعة:
مع صمام العزل
يتم تركيب صمام (FA) بين جهاز الاستشعار والمعدات. أثناء الاختبار، أغلق FA، اربط رأس الاختبار، ثم افتح FB لبدء الاختبار.مع صمام التحقق
بعد إزالة جهاز الاستشعار، يغلق صمام التحقق الجانب المتعلق بالمعدات تلقائيًا، مما يسمح بتوصيل الجهاز الاختباري مباشرة إلى المنفذ الخارجي.مع صمام التحقق + برغي المكبس (انظر الشكل 3)
لا يتطلب فك التجميع. افصل برغي المكبس في W2؛ يعزل صمام التحقق F1 المسار الغازي تلقائيًا، مما يسمح بتوصيل رأس الاختبار مباشرة.
الشكل 3. مخطط لجهاز استشعار الكثافة مع صمام التحقق وبرغي المكبس
(الرموز: B1 - جهاز استشعار الكثافة؛ W1 - منفذ تعبئة الغاز؛ W2 - منفذ الاختبار؛ MA - مؤشر الضغط؛ F1 - صمام التحقق)
الاتصال المباشر بدون عزل
هذا هو تصميم غير منطقي. إذا فشل جهاز الاستشعار، فلا يمكن استبداله أو اختباره عبر الإنترنت ويجب الانتظار حتى الصيانة الكبرى. يُنصح بتثبيت صمامات العزل خلال الصيانة الكبرى للصيانة المستقبلية.
الخاتمة: تسمح الثلاث طرق الأولى بالاختبار في الموقع؛ الطريقة الرابعة لا تسمح بذلك.
6. الاحتياطات لضبط في الموقع
تشغيل قطع التيار: يجب أن يتم الاختبار مع قطع التيار عن المعدات. قطع الطاقة التحكمية وعزل نقاط الإنذار والإغلاق في لوحة الطرف لتجنب تشغيل الدائرة الثانوية غير المقصود.
تأكيد نوع الاتصال: تختلف هياكل الاتصال بين المعدات. تأكد من نوع الاتصال قبل فك التجميع لتجنب التشغيل الخاطئ وتسرّب الغاز.
استعادة صمامات العزل: بعد الاختبار، تأكد من استعادة جميع صمامات العزل إلى مواقعها الصحيحة وتحقق منها.
تنظيف الموصلات: اغسل جميع موصلات الأنابيب قبل وبعد الاختبار. إذا لزم الأمر، استخدم كمية صغيرة من غاز الـ SF6 للشطف لتجنب التلوث أو دخول الرطوبة.
حماية السطوح المغلقة: حافظ على سطوح الإغلاق، واستبدل الغaskets الجديدة، وقم بإجراء كشف التسرب بعد إعادة التجميع.
تحويل وحدات الضغط: يظهر جهاز JMD-1A الضغط النسبي. إذا كان جهاز الاستشعار يستخدم الضغط المطلق (مثل قاطع الدائرة ABB LTB145D)، قم بتحويل الوحدات قبل المقارنة.
7. الخاتمة
يعتبر جهاز استشعار كثافة غاز الـ SF6 مكونًا أساسيًا يضمن التشغيل الآمن للمعدات الكهربائية التي تحتوي على غاز الـ SF6. يؤثر أداؤه العملي بشكل مباشر على موثوقية النظام. لذا، يجب إجراء الاختبارات الدورية في الموقع وفقًا للوائح ذات الصلة لضمان الدقة والموثوقية. أثناء الاختبار، يجب الالتزام الصارم بدوائر الاختبار وإجراءات الاحتياطات المحددة للتخلص من مخاطر السلامة ومنع الاستنتاجات الخاطئة.
