Fuga d'oli del relé de densitat SF6: causes i solucions

1. Antecedents

El equipament elèctric de SF6 s'ha utilitzat ampliament en les empreses d'electricitat i les indústries, contribuint significativament al desenvolupament de l'indústria elèctrica. Assegurar l'operació fiable i segura dels equips de SF6 ha esdevingut una tasca crucial per als departaments d'electricitat.

El medi d'extinció d'arc i aïllant en els equips de SF6 és el gas SF6, que ha de romandre tancat—qualsevol filtració compromet la fiabilitat i la seguretat dels equips. Per tant, monitorar la densitat del gas SF6 és essencial.

Actualment, els relés de densitat de punter mecànic són els més utilitzats per monitorar la densitat de SF6. Aquests relés proporcionen funcions com l'alarma i el bloqueig en cas de filtració de gas, així com l'indicació de densitat in situ. Per millorar la resistència a les vibres, aquests relés solen estar omplerts amb oli de silici.

No obstant això, en la pràctica, és habitual trobar filtracions d'oli dels relés de densitat de gas SF6. Segons informes de l'indústria i retroalimentació, aquest problema és generalitzat—totes les oficines d'electricitat a través de la Xina l'han experimentat. Alguns relés desenvolupen filtracions d'oli en menys d'un any de funcionament. El problema afecta a tots els fabricants, inclosos models importats i nacionals. En resum, la filtració d'oli en els relés de densitat omplerts d'oli és un problema prevalent i sistèmic.

2. Propòsit de l'Ompliment amb Oli de Silici

2.1 Millorar la Resistència a les Vibres
Aquests relés de densitat solen utilitzar contactes elèctrics de tipus molla espiral (molla capilar). Tot i que l'assistència magnètica augmenta la força de tancament dels contactes, la pressió real del contacte (per a senyals d'alarma o bloqueig) depèn principalment de la força feble de la molla capilar—encara amb l'assistència magnètica, queda molt petita. Com a resultat, els contactes són altament sensibles a les vibres.

2.2 Protegir els Contactes de l'Oxidació
El relé utilitza contactes elèctrics assistits magnèticament amb una pressió de contacte inherentment baixa. Amb el temps, l'oxidació pot causar un mal contacte o un fracàs complet del senyal. L'ompliment amb oli de silici evita l'exposició a l'aire, protegint així els contactes de l'oxidació i assegurant la fiabilitat a llarg termini.

3. Perills de la Filtració d'Oli

Perill 1: Pèrdua de l'Amortigament i Reducció de la Resistència a les Vibracions
Un cop l'oli anti-vibració s'ha filtrat completament, es perd l'efecte d'amortigament, reduint dràsticament la resistència a les vibracions del relé. Sota forts xocs mecànics durant les operacions d'obertura/tancament del disjuntor, el relé pot patir:

• Encallament del punter

• Fracàs permanent del contacte (encallat obert o tancat)

• Desviació excessiva de la mesura

Perill 2: Oxidació dels Contactes i Contaminació
Els relés amb filtració d'oli exponen els contactes assistits magnèticament a l'aire, fent-los propensos a l'oxidació i l'accumulació de pols. Això porta a un contacte no fiable o a un interrompiment complet del senyal. Si el relé de densitat falla degut a un punter encallat o contactes defectuosos, no pot detectar la pèrdua real de gas SF6.

Imagina un disjuntor de SF6 que perdi el seu gas aïllant, però el relé de densitat no trigui l'alarma o el bloqueig degut a una fallida interna—i després intenti interrompre la corrent de fallada. Les conseqüències podrien ser catastròfiques.

A més, l'oli filtrat contamina altres components del commutador i atraiu pols, comprometent més encara la segura operació del commutador de SF6.

4. Anàlisi de la Causa Raonable de la Filtració d'Oli

La filtració d'oli ocorre principalment en tres llocs:

4.1 Filtració Interna en la Caixa de Terminalls de 7 Pins
Els senyals de sortida del relé requereixen connexions elèctriques des de l'interior fins a l'exterior de la caixa, utilitzant un connector de plàstic de 7 pins. Els pins interiors estan fets de cobre, mentre que la caixa és de plàstic. L'ensamblatge es produeix mitjançant sobremoldat (col·locació). Degut a les diferents coeficients de dilatació tèrmica del metall i el plàstic, les fluctuacions de temperatura poden crear microfractures o intervals a la interfície, provocant la filtració d'oli.

4.2 Filtració a la Unió Entre la Caixa de 7 Pins i la Caixa
Aquesta unió està sel·latitzada amb un junta tòrica. En condicions normals, la filtració és rara. No obstant això, quan la pressió interna augmenta o hi ha grans diferències de temperatura entre l'interior i l'exterior de la caixa, la tensió sobre el sel·lant pot fer que l'oli s'escapi d'aquesta unió.

4.3 Filtració a la Coberta del Quadrant
La filtració aquí és menys comuna i sovint resulta d'una mala assemblatge per part del fabricant, com ara un sel·lant inadequat o desalineació durant la producció.