Paikan päällä suoritettavat SF6-kaasutiheyden välittäjien testit: asiaankuuluvat kysymykset

Johdanto

SF6-kaasu on laajasti käytössä korkean ja erittäin korkean jännitteen sähkövälineissä erinomaisen eristävän, kaarien sammuttavan ominaisuuden ja kemiallisen vakauden vuoksi. Sähkövälineiden eristävyys ja kaarien sammuttava kyky riippuvat SF6-kaasun tiheydestä. SF6-kaasun tiheyden lasku voi johtaa kahden pääasiallisen vaaran:

• Välineiden dielektrinen vahvuus heikkenee;

• Sulkujen keskeyttävä kyky heikkenee.

Lisäksi kaasun vuoto usein johtaa kosteuden pääsyyn, mikä lisää SF6-kaasun kosteusmäärää ja edelleen heikentää eristävyyttä. Siksi on olennaista seurata SF6-kaasun tiheyttä varmistaaksemme turvallisen välineiden toiminnan.

SF6-kaasun tiheysohjain (myös tunnettu nimellä tiheysohjaus, ohjauslaitteisto tai tiheysohjain) on asennettu SF6-sähkövälineisiin heijastamaan sisäisen kaasun tiheyden muutoksia. Se havaitsee paineen vaihtelut ilmaistakseen tiheyden muutokset, antaen hälytyksellisen signaalin, kun tiheys laskee asetettuun hälytystasoon, ja lukitsee sulkuoperaatiot, jos se laskee vielä enemmän lukituksen tasoon. Koska sen suorituskyky vaikuttaa suoraan välineiden turvallisuuteen, säännöllinen testaus sen luotettavuudesta ja tarkkuudesta on elintärkeää.

1. SF6-kaasun tiheysohjainten tyypit ja toimintaperiaatteet

1.1 Mekaaniset tiheysohjaimet

Mekaanisia ohjaimia voidaan luokitella rakenteen mukaan huopa-tyyppiseksi ja kellojousityyppiseksi, sekä toiminnon mukaan paineen näyttämällä ja ilman. Molemmat tyypit käyttävät lämpötilan kompensointia kaasun tiheyden seurantaan.

Käsitellään typistä huopa-tyyppiä (katso kuva 1):

• Esiladattu kammio on täytetty SF6-kaasulla samaan paineeseen kuin seurattava kammio;

• Metallinen huopa on yhdistetty seurattavaan kammioon;

• Kun vuoto tapahtuu, huopan sisäinen paine laskee, mikä luo paineeriyhdyshän, joka puristaa huopaa. Tämä liike aktivoi mikrokytkimen mekaanisen linkin kautta, aiheuttaen hälytyksen tai lukitussignaalin.

Koska esiladattu kammio on samassa ympäristössä, lämpötilan muutokset vaikuttavat molempiin puoliin yhtä paljon, mikä mahdollistaa automaattisen lämpötilan kompensoinnin.

Kuva 1. Mekaanisen tiheysohjaimen periaate
(Huom: 4—mikrokytkin; 3—kaksimetallilevymä; 2—metallinen huopa; 1—esiladattu kammio)

1.2 Digitaaliset tiheysohjaimet

Nämä ohjaimet hyödyntävät SF6-molekyylien voimakasta elektronegatiivisuutta. Ionisaatiokammiossa oleva alfa-partikkelilähde ionisoi kaasu, ja sovelletun DC-sähkökentän alla muodostuu ionivirta. Tämä virta on verrannollinen kaasun tiheyteen. Kun tiheys laskee, ulostulovirta laskee, mikä mahdollistaa reaaliaikaisen seurannan.

Digitaalisten tiheysohjainten etuja ovat:

• Paineen, vastaavan paineen 20°C:ssa ja laitteen lämpötilan suora digitaalinen näyttö;

• Yhteensopivuus tietokonesysteemeihin verkkovalvontaa varten;

• Kyky piirtää vuoton trendikäyrät, tukeakseen tilan perustetta ylläpidolle;

• Täysi mittausala ilman mittausalueen vaihtoa, kenttämuokattavilla parametreillä;

• Kaasun täytehälytys- ja alipaineen lukitussignaalien tuotanto.

Kuva 2. Digitaalisen tiheysohjaimen periaate
(Huom: Alfa-partikkelit ionisaatiokammiossa ionisoivat SF6-kaasua; elektronit siirtyvät anodiaan, positiiviset ionit palautuvat emittoriin, generoivat virtan, jota vahvistetaan ja tuodaan ulos)

2. Paikan päällä tehtävän tiheysohjaintestauksen tarve

Tiheysohjaimia voidaan testata paikan päällä tai laboratoriossa. Vaikka laboratoriokokeissa on parempi tarkkuus, niillä on useita haittoja:

• Puraaminen rikkoo alkuperäisen tiivistelevän, mikä tekee uudelleenasentamisen ja tiivistämisen vaikeaksi taata;

• Tarkkuuslaitteet voivat menettää kalibrointinsa kuljetuksen aikana;

• Tiukat ylläpitokierrokset tekevät puraamisen ja uudelleenasentamisen aikakuluttavaksi.

Siksi, jos mahdollista, suositellaan paikan päällä tehtävää testausta, koska se on tehokkaampaa ja turvallisempaa.

3. Laitteet, jotka käytetään paikan päällä tehtävään testaamiseen

Koska SF6-sähkövälineisiin ei saa kontaminaoida öljyä tai muita kaasuja, vain SF6-kaasua voidaan käyttää testitekstiävinä. Ideaalinen kalibrointilaite pitäisi sisältää:

• Integroitu SF6-kaasupullo;

• Säädettävä paine;

• Automaattinen lämpötilakorjaus ja muunnos.

Tässä artikkelissa esitellään JMD-1A SF6 Kaasutiheyden välittäjän kalibrointiunit, jolla on seuraavat ominaisuudet:

• Sisäänrakennettu SF6-sylinteri ja paineen säätelyjärjestelmä;

• Eristää laitteen kaasukierroksen testauksen aikana käyttäen omaa kaasulähdettään;

• Muuntaa automaattisesti mitatut arvot standardipaineeksi 20°C:ssa;

• Vaati vuosittain tehtävää tehtaan uudelleenkalibrointia tarkkuuden varmistamiseksi;

• Tarkkuusluokka 0.5, täyttää vaatimuksen, että "standardin välineen virhe ei saa ylittää testattavan välineen virheen kolmasosaa" (testattavat relaatit ovat yleensä luokan 1.5 alapuolella), täysin vastaen paikan päällä olevia vaatimuksia.

4. Kaasutiheyden välittäjien testaus sisältö

4.1 Testausstandardit ja taajuus

Mukaan lukien GB50150-1991 ja DL/T596-1996:

• Uudet laitteet on testattava ennen käyttöönottoa;

• Käytössä olevia laitteita on testattava joka 1–3 vuotta, tai suuren huollon jälkeen tai tarvittaessa;

• Toimintarajat on oltava valmistajan teknisten määritelmien mukaisia;

• Paineenmittarin osoitusvirhe ja hystereesi on oltava sallitun rajan sisällä määritellylle tarkkuusluokalle.

4.2 Testauskohteet

Päätestauskohteet sisältävät:

• Hälytys (kaasu täyttö) aktivoiva paine;

• Lukituksen aktivoiva paine;

• Lukituksen palautuspaine;

• Hälytyspalautuspaine;

• Jos laitteella on paineenmittari, sen osoitus on myös testattava.

Paineenmittarin testausvaatimukset:

• Vähintään 5 testipistettä tasaisesti jakautuneena mittausalueella;

• Kaksi täydellistä paine- ja dekompresiojaksoa;

• Paine annetaan hitaasti ja tasaisesti, lukemat otetaan kunkin pisteen kohdalla;

• Suurin osoitusvirhe kahdesta kierroksesta otetaan lopulliseksi tulokseksi.

Toimintarajat:

• On oltava valmistajan määrittelemien rajojen mukaisia;

• Aktivointi- ja palautuspaineiden erotuksen tulee olla alle 0.02 MPa;

• Kaikki painearvot on muunnettava standardiarvoiksi 20°C:ssa;

• Kirjataan lämpötila, mitattu paine ja muunnettu 20°C:n paine.

5. Yhteyksien muodostaminen tiheyden välittäjän ja laitteen välillä

On neljä yleistä yhdistämistyyppiä:

• Erillisvalvulla
       Valvun (FA) asennetaan välittäjän ja laitteen välille. Testauksen aikana suljetaan FA, yhdistetään testipää, ja avataan FB aloittaaksesi testauksen.

• Tarkastusvalvulla
       Kun välittäjä poistetaan, tarkastusvalvu sulkee automaattisesti laitteen puolen, mikä mahdollistaa testilaitteen suoran yhdistämisen ulkopuolelle.

• Tarkastusvalvulla + puskurirauta (kuvassa 3)
       Ei ole purkua tarpeen. Purkamalla puskurirauta W2:lla, tarkastusvalvu F1 eristää automaattisesti kaasupolun, mikä mahdollistaa testipään suoran yhdistämisen.

Kuva 3. Tiheyden välittäjän piirros tarkastusvalvulla ja puskuriraudalla
(Merkit: B1—tiheyden välittäjä; W1—kaasullisuuden täyttöportti; W2—testiportti; MA—paineenmittari; F1—tarkastusvalvu)

• Suora yhteys ilman eristystä
       Tämä on järjetön suunnitelma. Jos välittäjä epäonnistuu, sitä ei voida korvata eikä testata verkossa, ja sen on odotettava isoa remonttia. Suositellaan erillisvalvujen asentamista remontin aikana tulevia huoltoja varten.

Yhteenveto: Ensimmäiset kolme yhdistämistyyppiä mahdollistavat paikan päällä tehtävän testauksen; neljäs ei.

6. Varotoimet paikan päällä tehtävässä kalibroinnissa

• Virran katkaisu: Testaus on suoritettava laitteiston virtaamattomana. Katkaise ohjausvirta ja eristä hälytys-/lukitusyhteydet pääsolmussa estääksesi epäasianmukaisen toissijaisen piirin toiminnan.

• Yhdistystyyppin vahvistaminen: Yhdistysrakenteet vaihtelevat laitteiston välillä. Vahvista yhdistystyyppi purkamisen ennen väärän toiminnan ja kaasun vuodon estämiseksi.

• Eristysventtiilien palautus: Testauksen jälkeen varmista, että kaikki eristysventtiilit on palautettu oikeisiin asentoihinsa ja ne on tarkistettu.

• Puhdista yhdistimet: Puhdista kaikki putkiliitysosat testauksen ennen ja jälkeen. Huuhdo tarvittaessa pienellä määrällä SF6-kaasua saastumisen tai kosteuden pääsyn estämiseksi.

• Sulkujen suojaus: Suojaa sulkupinnot, korvaa uusilla kumirengaseilla ja suorita vuoto-avaruustestaus uudelleenkokoamisen jälkeen.

• Paineen yksiköiden muuntaminen: JMD-1A-testilaitteessa näytetään mittapaine. Jos relässä käytetään absoluuttista painetta (esim. ABB LTB145D sulake), muunna yksiköt ennen vertailua.

7. Johtopäätös

SF6-kaasun tiheyden relä on kriittinen komponentti, joka varmistaa SF6-sähkölaitteiden turvallisen toiminnan. Sen toimintasuoritus vaikuttaa suoraan järjestelmän luotettavuuteen. Siksi säännöllistä paikkakunnallista testausta on suoritettava asianmukaisesti sovellettavien sääntöjen mukaan varmistaaksemme tarkkuuden ja luotettavuuden. Testauksen aikana on noudatettava tarkasti määrätyt testisyklit, menettelyt ja varotoimet poistaaksemme turvallisuusriskit ja välttääksemme virheelliset päätelmät.