На місці тестування реле щільності газу SF6: актуальні питання

Вступ

СФ6 газ широко використовується як ізоляційна та дугозагасна середа в електрообладнанні високого та надвисокого напруги через його відмінні ізоляційні, дугозагасні властивості та хімічну стабільність. Сила ізоляції та здатність до загасення дуги електрообладнання залежать від щільності СФ6 газу. Зниження щільності СФ6 газу може призвести до двох основних небезпек:

• Зниження диелектричної стійкості обладнання;

• Зниження здатності відключення автоматичних вимикачів.

Додатково, утекання газу часто призводить до проникнення вологи, що збільшує вміст вологи в СФ6 газі та подальшого погіршення ізоляційних властивостей. Тому моніторинг щільності СФ6 газу є важливим для забезпечення безпечного функціонування обладнання.

Реле щільності СФ6 газу (також відоме як монітор, контролер або манометр щільності) встановлюється на електрообладнанні СФ6 для відображення змін внутрішньої щільності газу. Він виявляє зміни тиску для вказівки змін щільності, видаваючи сигнал тривоги, коли щільність опускається до передусталеного рівня тривоги, та блокуючи комутаційні операції, якщо вона подальше знижується до рівня блокування. Оскільки його характеристики безпосередньо впливають на безпеку обладнання, регулярне тестування його надійності та точності є критичним.

1. Типи та принципи роботи релей щільності СФ6 газу

1.1 Механічні релей щільності газу

Механічні релей можна розподілити за конструкцією на гуматичні та бурдонові, а за функціональністю - на ті, що мають відображення тиску та без нього. Обидва типи використовують температурну компенсацію для моніторингу щільності газу.

На прикладі типового гуматичного (див. Рисунок 1):

• Попередньо заряджена камера заповнюється СФ6 газом під такий самий тиск, як і контролювана камера;

• Металевий гуматик з'єднується з контролюваною камерою;

• При витіканні внутрішній тиск в гуматику знижується, створюючи різницю тисків, що стискає гуматик. Це рух активує мікроперемикач через механічний зв'язок, що спричиняє сигнал тривоги або блокування.

Оскільки попередньо заряджена камера знаходиться в одному оточенні, зміни температури впливають на обидві сторони однаково, що дозволяє автоматичну температурну компенсацію.

Рисунок 1. Принцип роботи механічного реле щільності газу
(Примітка: 4—мікроперемикач; 3—двометалева стрічка; 2—металевий гуматик; 1—попередньо заряджена камера)

1.2 Цифрові релей щільності газу

Ці релей використовують сильну електронегативність молекул СФ6. Альфа-частинковий джерело в іонізаційній камері іонізує газ, і під дією постійного електричного поля формується іонний струм. Цей струм пропорційний щільності газу. При зниженні щільності, вихідний струм зменшується, що дозволяє проводити реальній час моніторинг.

Переваги цифрових релей щільності включають:

• Прямий цифровий відлік тиску, еквівалентного тиску при 20°C, та температури обладнання;

• Сумісність з комп'ютерними системами для онлайн-моніторингу;

• Здатність будувати криві тенденцій витікання, що підтримує умовне технічне обслуговування;

• Повномасштабне вимірювання без переключення діапазонів, з параметрами, що можуть бути налаштовані на місці;

• Вихід сигнала тривоги про потребу в заповненні газом та контактного сигналу блокування при недостатньому тиску.

Рисунок 2. Принцип роботи цифрового реле щільності газу
(Примітка: Альфа-частинки в іонізаційній камері іонізують СФ6 газ; електрони мігрують до аноду, додатні іони повертаються до емітера, що генерує струм, який підсилюється та виводиться)

2. Необхідність полівного тестування релей щільності

Релей щільності можна тестувати як на місці, так і в лабораторії. Хоча лабораторне тестування надає вищу точність, воно має ряд недоліків:

• Розбирання порушує оригінальний герметичний шов, що робить повторне збирання та герметизацію складним завданням;

• Точні прилади можуть втратити калібрування через вібрації під час транспортування;

• Тісні графіки технічного обслуговування роблять розбирання та збирання довгим процесом.

Тому, коли це можливо, рекомендується проводити тестування на місці, оскільки це більш ефективно та безпечніше.

3. Прилади, використовувані для полівного тестування

Оскільки електрообладнання СФ6 не повинно забруднюватися маслом або іншими газами, використовувати можна лише СФ6 газ як середу для тестування. Ідеальний калібрувальний прилад повинен мати:

• Інтегрований баллон з СФ6 газом;

• Налаштування тиску;

• Автоматичну температурну компенсацію та конвертацію.

Ця стаття представляє JMD-1A Калібрувальний Прилад для Релей Щільності СФ6 Газу, який має наступні характеристики:

• Вбудований баллон з СФ6 та система регулювання тиску;

• Ізольує газовий контур обладнання під час тестування, використовуючи власний газовий запас;

• Автоматично конвертує виміряні значення до стандартного тиску при 20°C;

• Вимагає щорічного заводського перевірки для забезпечення точності;

• Клас точності 0.5, що задовольняє вимогу, що "стандартна помилка приладу не повинна перевищувати одну третину помилки тестованого приладу" (тестовані релей зазвичай нижче класу 1.5), повністю задовольняючи полівні вимоги.

4. Зміст тестування релей щільності газу

4.1 Норми та частота тестування

Згідно з GB50150-1991 та DL/T596-1996:

• Нове обладнання повинно пройти тестування релей щільності перед введенн