Fuga de aceite en el relé de densidad de SF6: Causas y soluciones

1. Antecedentes

El equipo eléctrico SF6 se ha aplicado ampliamente en empresas de servicios públicos y empresas industriales, avanzando significativamente el desarrollo de la industria eléctrica. Asegurar la operación confiable y segura del equipo SF6 se ha convertido en una tarea crítica para los departamentos de energía.

El medio de apagado de arco e aislamiento en el equipo SF6 es el gas SF6, que debe permanecer sellado—cualquier fuga compromete la confiabilidad y seguridad del equipo. Por lo tanto, monitorear la densidad del gas SF6 es esencial.

Actualmente, se utilizan comúnmente relés de densidad de tipo puntero mecánico para monitorear la densidad de SF6. Estos relés proporcionan funciones como alarma y bloqueo en caso de fuga de gas, así como indicación de densidad en el sitio. Para mejorar la resistencia a los golpes, estos relés suelen estar llenos de aceite de silicona.

Sin embargo, en la práctica, es común encontrar fugas de aceite en los relés de densidad de gas SF6. Según informes de la industria y retroalimentación, este problema es generalizado—todas las oficinas de suministro de electricidad en China lo han experimentado. Algunos relés desarrollan fugas de aceite en menos de un año de operación. El problema afecta a todos los fabricantes, incluyendo modelos importados y nacionales. En resumen, la fuga de aceite en los relés de densidad llenos de aceite es un problema generalizado y sistémico.

2. Propósito de Llenado con Aceite de Silicona

2.1 Mejorar la Resistencia a las Vibraciones
Estos relés de densidad suelen utilizar un contacto eléctrico de tipo resorte espiral (resorte de pelo). Aunque la asistencia magnética mejora la fuerza de cierre del contacto, la presión real de contacto (para señales de alarma o bloqueo) depende principalmente de la débil fuerza del resorte de pelo—incluso con asistencia magnética, sigue siendo muy pequeña. Como resultado, los contactos son altamente sensibles a las vibraciones.

2.2 Proteger los Contactos de la Oxidación
El relé utiliza contactos eléctricos asistidos por imanes con una presión de contacto inherentemente baja. Con el tiempo, la oxidación puede causar un mal contacto o un fallo total de la señal. El llenado con aceite de silicona evita la exposición al aire, protegiendo así los contactos de la oxidación y asegurando la confiabilidad a largo plazo.

3. Peligros de la Fuga de Aceite

Peligro 1: Pérdida de Amortiguación y Reducción de la Resistencia a los Golpes
Una vez que el aceite antivibratorio se fuga completamente, se pierde el efecto de amortiguación, reduciendo drásticamente la resistencia a las vibraciones del relé. Bajo fuertes choques mecánicos durante las operaciones de apertura/cierre del interruptor, el relé puede sufrir:

• Atascamiento del puntero

• Fallo permanente del contacto (quedarse abierto o cerrado)

• Desviación excesiva en la medición

Peligro 2: Oxidación y Contaminación de los Contactos
En los relés con fugas de aceite, los contactos asistidos por imanes están expuestos al aire, haciéndolos propensos a la oxidación y acumulación de polvo. Esto lleva a un contacto no confiable o a una interrupción completa de la señal. Si el relé de densidad falla debido a un puntero atascado o contactos defectuosos, no podrá detectar la pérdida real de gas SF6.

Imagina un interruptor SF6 perdiendo su gas aislante, pero el relé de densidad no activa la alarma o el bloqueo debido a un fallo interno—y luego intenta interrumpir la corriente de falla. Las consecuencias podrían ser catastróficas.

Además, el aceite fugado contamina otros componentes del interruptor, atrae polvo y compromete aún más la operación segura del equipo de maniobra SF6.

4. Análisis de Causa Raíz de la Fuga de Aceite

La fuga de aceite ocurre principalmente en tres ubicaciones:

4.1 Fuga Interna en la Caja de Terminales de 7 Pines
Las salidas de señal del relé requieren conexiones eléctricas desde el interior hacia el exterior de la carcasa, utilizando un conector de plástico de 7 pines. Los pines internos están hechos de cobre, mientras que la carcasa es de plástico. La ensambladura se produce mediante sobreinyección (colada). Debido a las diferentes coeficientes de expansión térmica del metal y el plástico, las fluctuaciones de temperatura pueden crear microgrietas o espacios en la interfaz, lo que lleva a la fuga de aceite.

4.2 Fuga en la Unión entre la Caja de 7 Pines y la Carcasa
Esta unión está sellada con un anillo de goma O. Bajo condiciones normales, la fuga es rara. Sin embargo, cuando la presión interna aumenta o hay grandes diferencias de temperatura entre el interior y el exterior de la carcasa, el estrés en el sello puede causar la fuga de aceite en esta unión.

4.3 Fuga en la Cubierta del Dial
La fuga aquí es menos común y generalmente resulta de un montaje inadecuado por parte del fabricante, como un sellado insuficiente o una mala alineación durante la producción.