درجات مربوط به آزمایش محلی رله‌های چگالی گاز SF6

مقدمه

گاز SF6 به دلیل خواص عایق بندی و خاموش کنندگی عالی و پایداری شیمیایی، به طور گسترده در تجهیزات الکتریکی فشار بالا و فوق فشار استفاده می‌شود. قدرت عایق بندی و توانایی خاموش کنندگی تجهیزات الکتریکی به چگالی گاز SF6 بستگی دارد. کاهش چگالی گاز SF6 می‌تواند منجر به دو خطر اصلی شود:

• کاهش قدرت دی الکتریک تجهیزات؛

• کاهش ظرفیت قطع کننده‌ها.

علاوه بر این، نشت گاز معمولاً منجر به ورود رطوبت می‌شود که محتوای رطوبت گاز SF6 را افزایش می‌دهد و عملکرد عایق بندی را بیشتر کاهش می‌دهد. بنابراین، نظارت بر چگالی گاز SF6 برای تضمین عملکرد ایمن تجهیزات ضروری است.

رله چگالی گاز SF6 (که به عنوان ناظم چگالی، کنترل‌کننده یا گیج چگالی نیز شناخته می‌شود) روی تجهیزات الکتریکی SF6 نصب می‌شود تا تغییرات چگالی داخلی گاز را نشان دهد. این رله با تشخیص تغییرات فشار، تغییرات چگالی را نشان می‌دهد و در صورت رسیدن چگالی به سطح هشدار تنظیم شده، سیگنال هشدار را منتشر می‌کند و در صورت کاهش بیشتر آن به سطح قفل، عملیات قطع و وصل را مسدود می‌کند. از آنجا که عملکرد آن مستقیماً بر ایمنی تجهیزات تأثیر می‌گذارد، آزمون منظم قابلیت اطمینان و دقت آن حیاتی است.

1. انواع و اصول کاری رله‌های چگالی گاز SF6

1.1 رله‌های چگالی گاز مکانیکی

رله‌های مکانیکی می‌توانند بر اساس ساختار به نوع بلوری و نوع لوله بوردون تقسیم‌بندی شوند و بر اساس عملکرد به آنهایی که با نمایش فشار و بدون آن هستند. هر دو نوع از جبران‌سازی دما برای نظارت بر چگالی گاز استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال از نوع بلوری معمولی (به شکل 1 مراجعه کنید):

• یک کمره پیش‌فشار شده با گاز SF6 با فشار مشابه کمره مورد نظارت پر می‌شود؛

• بلور فلزی به کمره مورد نظارت متصل می‌شود؛

• وقتی نشتی رخ می‌دهد، فشار داخلی در بلور کاهش می‌یابد و یک اختلاف فشار ایجاد می‌کند که بلور را فشرده می‌کند. این حرکت از طریق یک پیوند مکانیکی میکروسوئیچ را فعال می‌کند و سیگنال هشدار یا قفل را تحریک می‌کند.

از آنجا که کمره پیش‌فشار شده در همان محیط قرار دارد، تغییرات دما هر دو طرف را به طور مساوی تحت تأثیر قرار می‌دهد و جبران‌سازی دما به طور خودکار انجام می‌شود.

شکل 1. اصل کار رله چگالی گاز مکانیکی
(توجه: 4—میکروسوئیچ؛ 3—پلاک دوتایی فلزی؛ 2—بلور فلزی؛ 1—کمره پیش‌فشار شده)

1.2 رله‌های چگالی گاز دیجیتال

این رله‌ها از الکترونگاتیویته قوی مولکول‌های SF6 استفاده می‌کنند. یک منبع ذرات آلفا در کمره یونیزاسیون گاز را یونیزه می‌کند و تحت یک میدان الکتریکی مستقیم، یک جریان یونی تشکیل می‌شود. این جریان متناسب با چگالی گاز است. با کاهش چگالی، جریان خروجی کاهش می‌یابد که امکان نظارت زنده را فراهم می‌کند.

مزایای رله‌های چگالی دیجیتال شامل:

• نمایش دیجیتال مستقیم فشار، فشار معادل در 20 درجه سانتیگراد و دمای تجهیزات؛

• سازگاری با سیستم‌های کامپیوتری برای نظارت آنلاین؛

• توانایی رسم نمودارهای روند نشت، پشتیبانی از نگهداری شرایطی؛

• اندازه‌گیری تمام مقیاس بدون تغییر محدوده، با پارامترهای قابل تنظیم در میدان؛

• خروجی سیگنال هشدار پر شدن گاز و قفل زدن فشار کم.

شکل 2. اصل کار رله چگالی گاز دیجیتال
(توجه: ذرات آلفا در کمره یونیزاسیون گاز SF6 را یونیزه می‌کنند؛ الکترون‌ها به آند مهاجرت می‌کنند، یون‌های مثبت به فرستنده بازمی‌گردند و جریانی ایجاد می‌کنند که تقویت و خروجی می‌شود)

2. ضرورت آزمون محلی رله‌های چگالی

رله‌های چگالی می‌توانند در محل یا در آزمایشگاه آزمون شوند. در حالی که آزمون در آزمایشگاه دقت بیشتری دارد، محدودیت‌هایی دارد:

• انعام