Pemeriksaan Lapangan Ralat Ketumpatan Gas SF6: Isu-Isu Berkaitan

Pengenalan

Gas SF6 secara meluas digunakan sebagai medium penebat dan pemadam lengkung dalam peralatan elektrik voltan tinggi dan voltan ekstra tinggi kerana sifat penebattannya yang cemerlang, sifat pemadam lengkungnya, dan kestabilan kimianya. Kekuatan penebatan dan keupayaan pemadaman peralatan elektrik bergantung kepada ketumpatan gas SF6. Penurunan ketumpatan gas SF6 boleh menyebabkan dua bahaya utama:

• Pengekuasaan dielektrik peralatan berkurang;

• Kemampuan pemutusan penghenti litar berkurang.

Selain itu, kebocoran gas sering membawa kepada masuknya kelembapan, meningkatkan kandungan air gas SF6 dan lebih merosakkan prestasi penebatan. Oleh itu, pemantauan ketumpatan gas SF6 adalah penting untuk memastikan operasi peralatan yang selamat.

Relai ketumpatan gas SF6 (juga dikenali sebagai pemantau ketumpatan, pengawal, atau alat ukur ketumpatan) dipasang pada peralatan elektrik SF6 untuk mencerminkan perubahan ketumpatan gas dalaman. Ia mendeteksi variasi tekanan untuk menunjukkan perubahan ketumpatan, mengeluarkan isyarat alarm apabila ketumpatan turun ke tahap alarm yang ditetapkan, dan mengunci operasi beralih jika turun lagi ke tahap penguncian. Mengingat prestasinya secara langsung mempengaruhi keselamatan peralatan, ujian berkala kebolehpercayaan dan kejituhannya sangat penting.

1. Jenis dan Prinsip Operasi Relai Ketumpatan Gas SF6

1.1 Relai Ketumpatan Gas Mekanikal

Relai mekanikal boleh diklasifikasikan berdasarkan struktur menjadi jentera lipat dan tiub bourdon, dan berdasarkan fungsi menjadi yang dengan paparan tekanan dan tanpa. Kedua-dua jenis menggunakan kompensasi suhu untuk memantau ketumpatan gas.

Mengambil contoh jentera lipat yang biasa (lihat Rajah 1):

• Ruang yang telah diisi dengan gas SF6 pada tekanan yang sama dengan ruang yang dipantau;

• Jentera logam terhubung dengan ruang yang dipantau;

• Apabila kebocoran berlaku, tekanan dalaman dalam menjera lipat berkurang, mencipta perbezaan tekanan yang mengeraskan menjera ini. Gerakan ini mengaktifkan mikroswitch melalui hubungan mekanikal, memicu isyarat alarm atau penguncian.

Kerana ruang yang telah diisi berada dalam persekitaran yang sama, perubahan suhu mempengaruhi kedua-dua sisi secara sama rata, membolehkan kompensasi suhu automatik.

Rajah 1. Prinsip Relai Ketumpatan Gas Mekanikal
(Nota: 4—mikroswitch; 3—strip bimetal; 2—jentera logam; 1—ruang yang telah diisi)

1.2 Relai Ketumpatan Gas Digital

Relai ini menggunakan elektro negatif kuat molekul SF6. Sumber partikel alfa dalam bilik ionisasi mengion gas, dan di bawah medan elektrik DC yang diterapkan, arus ion dibentuk. Arus ini berbanding lurus dengan ketumpatan gas. Apabila ketumpatan berkurang, arus output berkurang, membolehkan pemantauan masa nyata.

Kelebihan relai ketumpatan digital termasuk:

• Paparan digital tekanan, tekanan setara pada 20°C, dan suhu peralatan;

• Kompatibel dengan sistem komputer untuk pemantauan dalam talian;

• Kemampuan untuk melukis kurva trend kebocoran, menyokong pemeliharaan berdasarkan keadaan;

• Pengukuran skala penuh tanpa peralihan julat, dengan parameter yang dapat disesuaikan di lapangan;

• Output isyarat pengisian gas dan kontak penguncian bawah tekanan.

Rajah 2. Prinsip Relai Ketumpatan Gas Digital
(Nota: Partikel alfa dalam bilik ionisasi mengion gas SF6; elektron bergerak ke anoda, ion positif kembali ke emiter, menghasilkan arus yang diperbesar dan dikeluarkan)

2. Kepentingan Ujian Lapangan Relai Ketumpatan

Relai ketumpatan boleh diuji di lapangan atau di makmal. Walaupun ujian makmal menawarkan presisi yang lebih tinggi, ia memiliki beberapa kekurangan:

• Pembongkaran memecah segel asal, membuat penyegelan semula sukar dijamin;

• Instrumen presisi mungkin hilang kalibrasi akibat gegaran pengangkutan;

• Jadual pemeliharaan yang ketat membuat pembongkaran dan penyambungan menjadi memakan masa.

Oleh itu, ujian lapangan disarankan apabila memungkinkan, kerana ia lebih efisien dan selamat.

3. Instrumen yang Digunakan untuk Ujian Lapangan

Kerana peralatan elektrik SF6 tidak boleh tercemar dengan minyak atau gas lain, hanya gas SF6 yang boleh digunakan sebagai media ujian. Peranti kalibrasi ideal harus mempunyai:

• Tabung gas SF6 yang terintegrasi;

• Tekanan yang dapat disesuaikan;

• Kompensasi suhu automatik dan penukaran.

Artikel ini memperkenalkan JMD-1A Unit Kalibrasi Relai Ketumpatan Gas SF6, yang mempunyai ciri-ciri:

• Tabung SF6 dan sistem pengaturan tekanan yang terintegrasi;

• Memisahkan litar gas peralatan semasa ujian, menggunakan bekalan gas sendiri;

• Secara automatik menukar nilai-nilai yang diukur ke tekanan piawai pada 20°C;

• Memerlukan kalibrasi semula di kilang setiap tahun untuk memastikan kejituan;

• Kelas kejituan 0.5, memenuhi keperluan bahawa "kesalahan instrumen standard tidak boleh melebihi satu pertiga kesalahan instrumen yang diuji" (relai yang diuji biasanya di bawah kelas 1.5), sepenuhnya memenuhi keperluan lapangan.

4. Kandungan Ujian untuk Relai Ketumpatan Gas

4.1 Standard dan Frekuensi Ujian

Berdasarkan GB50150-1991 dan DL/T596-1996:

• Peralatan baru harus menjalani ujian relai ketumpatan sebelum komisioning;

• Peralatan yang sedang beroperasi harus diuji setiap 1–3 tahun, atau selepas pemeliharaan besar atau apabila diperlukan;

• Nilai tindakan harus sesuai dengan spesifikasi teknikal pengeluar;

• Kesalahan petunjuk manometer dan histeresis harus berada dalam had yang dibenarkan untuk kelas kejituan yang ditentukan.

4.2 Item Ujian

Item ujian utama termasuk:

• Tekanan aktivasi alarm (pengisian gas);

• Tekanan aktivasi penguncian;

• Tekanan pengembalian penguncian;

• Tekanan pengembalian alarm;

• Jika dilengkapi dengan manometer, petunjuknya juga harus diuji.

Kebutuhan ujian manometer:

• Setidaknya 5 titik ujian yang tersebar merata di seluruh julat;

• Dua siklus penuh pengisian dan pengurangan tekanan;

• Tekanan diterapkan perlahan dan stabil, dengan pembacaan diambil pada setiap titik;

• Kesalahan petunjuk maksimum dari kedua siklus diambil sebagai hasil akhir.

Kebutuhan nilai tindakan:

• Harus sesuai dengan spesifikasi pengeluar;

• Perbezaan antara tekanan aktivasi dan pengembalian harus kurang dari 0.02 MPa;

• Semua nilai tekanan harus dikonversi ke nilai piawai pada 20°C;

• Catat suhu sekitar, tekanan yang diukur, dan tekanan yang dikonversi ke 20°C.

5. Kaedah Sambungan Antara Relai Ketumpatan dan Peralatan

Terdapat empat jenis sambungan umum:

• Dengan Katup Isolasi
       Sebuah katup (FA) dipasang antara relai dan peralatan. Semasa ujian, tutup FA, sambung kepala ujian, kemudian buka FB untuk memulakan ujian.

• Dengan Katup Cek
       Setelah relai dilepas, katup cek secara automatik menutup sisi peralatan, membolehkan sambungan langsung peranti ujian ke port luar.

• Dengan Katup Cek + Baut Plunger (lihat Rajah 3)
       Tidak memerlukan pembongkaran. Lepas baut plunger di W2; katup cek F1 secara automatik memisahkan laluan gas, membolehkan sambungan langsung kepala ujian.

Rajah 3. Skema Relai Ketumpatan dengan Katup Cek dan Baut Plunger
(Label: B1—relai ketumpatan; W1—port pengisian gas; W2—port ujian; MA—manometer; F1—katup cek)

• Sambungan Langsung Tanpa Isolasi
       Ini adalah reka bentuk yang tidak masuk akal. Jika relai gagal, ia tidak dapat digantikan atau diuji dalam talian dan harus menunggu sampai renovasi besar. Disarankan untuk memasang katup isolasi semasa renovasi untuk pemeliharaan masa depan.

Kesimpulan: Tiga jenis sambungan pertama membolehkan ujian lapangan; yang keempat tidak.

6. Precautions for On-Site Calibration

• Operasi Mati Daya: Ujian harus dilakukan dengan peralatan dimatikan. Putuskan daya kawalan dan isolasi kontak alarm/penguncian di blok terminal untuk mencegah operasi sirkuit sekunder yang tidak disengaja.

• Konfirmasi Jenis Sambungan: Struktur sambungan bervariasi antara peralatan. Konfirmasikan jenis sebelum pembongkaran untuk mencegah kesalahan operasi dan kebocoran gas.

• Pulihkan Katup Isolasi: Setelah ujian, pastikan semua katup isolasi dipulihkan ke posisi yang benar dan diverifikasi.

• Bersihkan Koneksi: Bersihkan semua koneksi pipa sebelum dan setelah ujian. Bilas dengan sedikit gas SF6 jika perlu untuk mencegah kontaminasi atau masuknya kelembapan.

• Perlindungan Segel: Lindungi permukaan segel, ganti dengan karet segel baru, dan lakukan deteksi kebocoran setelah perakitan kembali.

• Konversi Unit Tekanan: Pengujian JMD-1A menampilkan tekanan gauge. Jika relai menggunakan tekanan absolut (misalnya, ABB LTB145D), konversikan unit sebelum perbandingan.

7. Kesimpulan

Relai ketumpatan gas SF6 adalah komponen penting yang memastikan operasi selamat peralatan elektrik SF6. Prestasi operasionalnya secara langsung mempengaruhi keandalan sistem. Oleh karena itu, ujian lapangan berkala harus dilakukan sesuai dengan peraturan yang relevan untuk memastikan keakuratan dan keandalan. Selama ujian, patuhi siklus ujian, prosedur, dan tindakan pencegahan yang ditetapkan untuk menghilangkan bahaya keselamatan dan mencegah kesimpulan yang salah.