Vietējās SF6 gāzes blīvuma releju testēšana: saistītās problēmas

Ievads

SF6 gāzis plaši tiek izmantots kā izolējošs un loku apgāžu līdzeklis augstsprieguma un ļoti augstsprieguma elektriskajā aprīkojumā, tāpēc ka tam ir lieliska izolējoša, loku apgāžu un ķīmiskā stabilitāte. Elektriskā aprīkojuma izolējošā spēja un loku apgāžas spēja atkarīga no SF6 gāzes blīvuma. SF6 gāzes blīvuma samazināšanās var novest pie diviem galvenajiem bīstamības veidiem:

• Aprīkojuma dielektisko stipruma samazināšanās;

• Loku apgāžas spējas samazināšanās.

Papildus tam, gāzes izplūdes bieži reizē arī rada mitruma ienākšanu, kas palielina SF6 gāzes mitruma saturu un vēl vairāk pasliktina izolējošo spēju. Tāpēc SF6 gāzes blīvuma uzraudzība ir vitāli svarīga drošas aprīkojuma darbībai.

SF6 gāzes blīvuma relejs (arī pazīstams kā blīvuma monitors, kontrolleris vai blīvuma mērītājs) tiek instalēts uz SF6 elektriskā aprīkojuma, lai atspoguļotu iekšējā gāzes blīvuma maiņas. Tas uztver spiediena maiņas, lai norādītu blīvuma izmaiņas, izdodot brīdinājuma signālu, ja blīvums samazinās līdz iepriekš noteiktajam brīdinājuma līmenim, un bloķējot pārslēgšanas operācijas, ja tā samazinās līdz bloķēšanas līmenim. Ņemot vērā, ka tā efektivitāte tieši ietekmē aprīkojuma drošību, regulāra testēšana tā uzticamībai un precizitātei ir būtiska.

1. SF6 gāzes blīvuma releju veidi un darbības principi

1.1 Mekhāniskie gāzes blīvuma releji

Mehāniskos relejus var sadalīt struktūras ziņā par burbuliņveida un spirālveida, un funkcijas ziņā par tiem ar spiediena rādīšanu un bez. Abi veidi izmanto temperatūras kompensāciju, lai monitorētu gāzes blīvumu.

Piemēram, ņemot tipisku burbuliņveida (sk. Attēls 1):

• Iepriekš nomāknēta kamera ir aizpildīta ar SF6 gāzi tāda paša spiediena, kā mācīto kameras;

• Metāla burbulis ir savienots ar mācīto kameru;

• Ja notiek izplūde, burbulā esošais iekšējais spiediens samazinās, radot spiediena atšķirību, kas sastrauj burbuli. Šī kustība aktivizē mikrovielu mehāniskā saistībā, izraisot brīdinājuma vai bloķēšanas signālu.

Tā kā iepriekš nomāknētā kamera atrodas tajā pašā vides apstākļos, temperatūras maiņas vienādi ietekmē abas puses, ļaujot automātiskai temperatūras kompensācijai.

Attēls 1. Mekhāniskā gāzes blīvuma releja princips
(Piezīme: 4—mikroviela; 3—divmetāls; 2—metāla burbulis; 1—iepriekš nomāknētā kamera)

1.2 Digitālie gāzes blīvuma releji

Šie releji izmanto SF6 molekulu stipro elektrofiliskumu. Ionizācijas kamerā alfa daudzdaļnieku avots ionizē gāzi, un piemērotā DC elektriskā lauka priekšrocībā veidojas ions strāva. Šī strāva ir proporcionāla gāzes blīvumam. Kad blīvums samazinās, izvadei strāva arī samazinās, ļaujot reala laika monitoringam.

Digitālo blīvuma releju priekšrocības ietver:

• Spiediena, ekvivalenta spiediena 20°C un aprīkojuma temperatūras tiešā digitālā rādīšana;

• Saderība ar datoru sistēmām, lai nodrošinātu tiešsaistes monitoringu;

• Iespēja zīmēt izplūdes tendences grafikus, atbalstot stāvokļa balstītu apkopošanu;

• Pilna mēroga mērījumi bez diapazona maiņas, ar parametriem, ko var pielāgot terenes apstākļos;

• Gāzes papildināšanas brīdinājuma un nepietiekama spiediena bloķēšanas kontaktu signālu izvade.

Attēls 2. Digitālā gāzes blīvuma releja princips
(Piezīme: Alfa daudzdaļnieki ionizēcijas kamerā ionizē SF6 gāzi; elektroni migrē uz anodu, pozitīvie jonid returnē pie emitora, radot strāvu, kas tiek pastiprināta un izvedota)

2. Blīvuma releju vietējā testēšanas nepieciešamība

Blīvuma relejus var testēt gan vietēji, gan laboratorijā. Lai arī laboratorijas testēšana piedāvā augstāku precizitāti, tai ir vairākas trūkumi:

• Noņemšana bojā sākotnējo sigurnumu, padarot remontēšanu un sigurnuma atjaunošanu grūtu garantēt;

• Precīzie instrumenti var zaudēt kalibrāciju, transportējot;

• Tieši apkopes grafiks padara noņemšanu un remontēšanu ilgstošu procesu.

Tāpēc, kad tas ir iespējams, ieteicams izmantot vietējo testēšanu, jo tā ir efektīvāka un drošāka.

3. Instrumenti, kas tiek izmantoti vietējā testēšanā

Kā rezultātā, ka SF6 elektriskajam aprīkojumam nedrīkst piesātināt naftu vai citas gāzes, vienīgi SF6 gāze var tikt izmantota kā testēšanas vidē. Ideālais kalibrācijas ierīcei jābūt:

• Integrētam SF6 gāzes cilindram;

• Regulējamam spiedienam;

• Automātiska temperatūras kompensācija un konvertēšana.

Šajā rakstā tiek aprakstīts JMD-1A SF6 Gāzes Blīvuma Relēs Kalibrēšanas Bloks, kas ietver šādas īpašības:

• Iebūvētais SF6 cilindrs un spiediena reglamentēšanas sistēma;

• Izolē iekārtas gāzes ceļu testēšanas laikā, izmantojot savu gāzes avotu;

• Automātiski pārveido mērītos vērtības standarta spiedienam pie 20°C;

• Nepieciešama ikgadēja kalibrēšana ražotājā, lai nodrošinātu precizitāti;

• Precizitātes klase 0.5, atbilstot prasībai, ka "standarta instrumenta kļūda nedrīkst pārsniegt testējamā instrumenta kļūdas trešo daļu" (testētie relēs parasti ir zem klases 1.5), pilnībā apmierinoši vietējās prasības.

4. Gāzes blīvuma relēs testēšanas satura

4.1 Testēšanas standarti un biežums

Saskaņā ar GB50150-1991 un DL/T596-1996:

• Jaunām iekārtām jāveic blīvuma relēs testēšana pirms uzsākšanas;

• Darbā esošām iekārtām jāveic testēšana katru 1–3 gadus, vai pēc liela remonta vai kad nepieciešams;

• Darbības vērtības jāatbilst ražotāja tehniskajiem specifikācijām;

• Spiediena rādītāja norādes kļūda un histerēze jābūt ierobežojumos, kas noteikti attiecīgajai precizitātes klasei.

4.2 Testēšanas punkti

Galvenie testēšanas punkti ietver:

• Alarmes (gāzes papildināšana) aktivizācijas spiediens;

• Bloķēšanas aktivizācijas spiediens;

• Bloķēšanas atgriešanās spiediens;

• Alarmes atgriešanās spiediens;

• Ja iekārtā ir spiediena rādītājs, tā norāde jātestē arī.

Spiediena rādītāju testēšanas prasības:

• Vismaz 5 testpunkti vienmērīgi sadalīti diapazonā;

• Divas pilnas ciklas spiediena palielināšanai un samazināšanai;

• Spiediens jāpiemēro lēni un stabilizi, ar lasījumiem katrā punktā;

• Abu ciklu maksimālā norādes kļūda tiek ņemta kā galīgais rezultāts.

Darbības vērtību prasības:

• Jāatbilst ražotāja specifikācijām;

• Atšķirība starp aktivizācijas un atgriešanās spiedienu jābūt mazāk nekā 0.02 MPa;

• Visi spiediena vērtības jākonvertē uz standarta vērtībām pie 20°C;

• Jāieraksta apkārtējā temperatura, mērītais spiediens un konvertētais 20°C spiediens.

5. Savienojuma metodes starp blīvuma relēs un iekārtām

Ir četri visbiežāk sastopami savienojuma veidi:

• Ar izolācijas ventilu
       Ventils (FA) ir instalēts starp relēs un iekārtu. Testēšanas laikā aizveriet FA, piesavienojiet testa galvu, tad atveriet FB, lai sāktu testēšanu.

• Ar kontrolventili
       Pēc relēs noņemšanas, kontrolventils automātiski aizver iekārtas pusi, ļaujot tieši piesavienot testa ierīci ārējam portam.

• Ar kontrolventilu + plunger bolt (skat. Attēlu 3)
       Nav nepieciešama demontāža. Atvijiet plunger bolt W2; kontrolventils F1 automātiski izolē gāzes ceļu, ļaujot tieši piesavienot testa galvu.

Attēls 3. Schemas ar kontrolventilu un plunger boltu
(Apzīmējumi: B1—blīvuma relēs; W1—gāzes piepildīšanas ports; W2—testa ports; MA—spiediena rādītājs; F1—kontrolventils)

• Tiešs savienojums bez izolācijas
       Tas ir neparasts dizains. Ja relēs izdod, to nevar nomainīt vai testēt tiešsaistē un jāgaida līdz lielam remontam. Ieteicams montēt izolācijas ventilus remonta laikā nākotnes uzturēšanai.

Secinājums: Pirmie trīs savienojuma veidi ļauj vietējo testēšanu; ceturtā nav.

6. Uzmanības signāli vietējā kalibrēšanā

• Spēka atslēgšana: Testēšanu jāveic ar aprīkojumu bez enerģijas. Atslegiet vadības enerģiju un izolējiet signāla/bloķēšanas kontaktus terminālajā blokā, lai novērstu nevēlamu sekundārā kontūra darbību.

• Pārbaudiet savienojuma veidu: Savienojuma struktūras atšķiras starp dažādiem aprīkojumiem. Pirms demonstacijas pārbaudiet savienojuma veidu, lai novērstu nepareizu darbību un gāzes izplūšanu.

• Atjaunojiet izolācijas ventilus: Pēc testēšanas nodrošiniet, ka visi izolācijas ventilus ir atjaunoti pareizajos pozīcijos un pārbaudīti.

• Tīrīt savienojumus: Tīriet visus cauruļu savienojumus pirms un pēc testēšanas. Ja nepieciešams, plūsto ar mazu daudzumu SF6 gāzes, lai novērstu piesārņojumu vai mitruma iekļūšanu.

• Celtniecības aizsardzība: Aizsargājiet savienojuma virsmas, aizvietojiet ar jauniem guļiem un veiciet ciešanas detektāciju pēc remontes.

• Spiediena mērvienību konvertēšana: JMD-1A testētājs rāda relatīvo spiedienu. Ja releis izmanto absolūto spiedienu (piemēram, ABB LTB145D šķērsielā), pirms salīdzināšanas konvertējiet vienības.

7. Secinājums

SF6 gāzes blīvuma releis ir kritisks komponents, kas nodrošina SF6 elektrotehniskā aprīkojuma drošu darbību. Tā operatīvais veiktspēks tieši ietekmē sistēmas uzticamību. Tādēļ regulāri jāveic vietējie testēšanas darbi saskaņā ar attiecīgajiem noteikumiem, lai nodrošinātu precizitāti un uzticamību. Testēšanas laikā jāievēro nosacītie testēšanas cikli, procedūras un drošības pasākumi, lai izslēgtu drošības riskus un novērstu kļūdainus secinājumus.