دیتگر سطح تراکم SF6: دلایل و راه‌حل‌ها

۱. پیش‌زمینه

تجهیزات برق SF6 به طور گسترده‌ای در شرکت‌های توزیع برق و کارخانه‌های صنعتی استفاده می‌شود و به طور قابل توجهی توسعه صنعت برق را پیش برده است. اطمینان از عملکرد قابل اعتماد و ایمن تجهیزات SF6 به یکی از وظایف مهم بخش‌های برق تبدیل شده است.

رسانه خاموش‌کننده و عایق SF6 در تجهیزات SF6، گاز SF6 است که باید مختوم باقی بماند—هرگونه نشتی اعتمادپذیری و ایمنی تجهیزات را مختل می‌کند. بنابراین، نظارت بر چگالی گاز SF6 ضروری است.

در حال حاضر، رله‌های چگالی نوع نشانگر مکانیکی برای نظارت بر چگالی SF6 معمولاً استفاده می‌شود. این رله‌ها توابعی مانند هشدار و قفل‌شدن در صورت نشتی گاز و همچنین نشان دادن چگالی محلی را ارائه می‌دهند. برای بهبود مقاومت در برابر ضربه، این رله‌ها معمولاً با روغن سیلیکون پر شده‌اند.

با این حال، در عمل، معمول است که نشتی روغن از رله‌های چگالی گاز SF6 رخ دهد. بر اساس گزارش‌های صنعتی و بازخورد، این مشکل گسترده است—تمامی اداره‌های تأمین برق در چین با آن مواجه شده‌اند. برخی از رله‌ها در کمتر از یک سال پس از عملیات نشتی روغن را تجربه می‌کنند. این مشکل تمامی تولیدکنندگان را تحت تأثیر قرار می‌دهد، از جمله مدل‌های وارداتی و داخلی. به طور خلاصه، نشتی روغن در رله‌های چگالی پر شده با روغن یک مشکل گسترده و سیستمیک است.

۲. هدف پر کردن با روغن سیلیکون

۲.۱ بهبود مقاومت در برابر لرزش
این رله‌های چگالی معمولاً از نوع تماس الکتریکی پریک (پریک فنری) استفاده می‌کنند. اگرچه کمک مغناطیسی نیروی بستن تماس را افزایش می‌دهد، اما فشار واقعی تماس (برای سیگنال هشدار یا قفل‌شدن) عموماً به نیروی ضعیف پریک فنری متکی است—حتی با کمک مغناطیسی، این نیرو بسیار کوچک است. بنابراین، تماس‌ها به لرزش بسیار حساس هستند.

۲.۲ محافظت از تماس‌ها از اکسیداسیون
رله از تماس‌های الکتریکی با کمک مغناطیسی استفاده می‌کند که فشار تماس ذاتی پایینی دارد. با گذشت زمان، اکسیداسیون می‌تواند منجر به تماس ضعیف یا قطع کامل سیگنال شود. پر کردن با روغن سیلیکون از مواجهه با هوا جلوگیری می‌کند و بدین ترتیب تماس‌ها را از اکسیداسیون محافظت می‌کند و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت را فراهم می‌آورد.

۳. خطرات نشتی روغن

خطر ۱: از دست دادن دمپینگ و کاهش مقاومت در برابر ضربه
هرگاه روغن ضد لرزش کاملاً نشت کند، اثر دمپینگ از دست می‌رود و مقاومت رله در برابر لرزش به طور قابل توجه کاهش می‌یابد. در شرایط ضربه‌های مکانیکی قوی در زمان باز و بسته شدن شیر، رله ممکن است با مشکلاتی مواجه شود:

• گیر کردن نشانگر

• خرابی دائمی تماس (بسته شدن یا باز شدن دائمی)

• حرکت اندازه‌گیری بیش از حد

خطر ۲: اکسیداسیون تماس و آلودگی
در رله‌های نشت روغن، تماس‌های با کمک مغناطیسی به هوا مواجه می‌شوند و احتمال اکسیداسیون و انباشت غبار در آن‌ها وجود دارد. این موضوع منجر به عدم اطمینان تماس یا قطع کامل سیگنال می‌شود. اگر رله چگالی به دلیل گیر کردن نشانگر یا خرابی تماس‌ها شکست بخورد، قادر به تشخیص از دست دادن واقعی گاز SF6 نخواهد بود.

تصور کنید یک شیر SF6 از گاز عایق خود از دست می‌دهد، اما رله چگالی به دلیل خرابی داخلی قادر به تحریک هشدار یا قفل‌شدن نیست—و سپس تلاش می‌کند جریان خطا را قطع کند. پیامدهای این می‌تواند فاجعه‌بار باشد.

به علاوه، روغن نشت شده مؤلفه‌های دیگر شیر را آلوده می‌کند، غبار را جذب می‌کند و عملکرد ایمن تجهیزات SF6 را بیشتر مختل می‌کند.

۴. تحلیل علت اصلی نشت روغن

نشت روغن عمده در سه مکان رخ می‌دهد:

۴.۱ نشت داخلی در جعبه ترمینال ۷ پینی
خروجی‌های سیگنال از رله نیاز به اتصالات الکتریکی از داخل به بیرون پوسته دارد، که از طریق یک کنکتور پلاستیکی ۷ پینی انجام می‌شود. پین‌های داخلی از مس ساخته شده‌اند، در حالی که پوشش از پلاستیک است. این مجموعه از طریق ریخته‌گری (پوشش‌دهی) تولید می‌شود. به دلیل ضرایب توسیع حرارتی متفاوت فلز و پلاستیک، تغییرات دما می‌تواند منجر به پدید آمدن ترک‌های میکروسکوپی یا فاصله در مرز رابط شود و نشت روغن را ایجاد کند.

۴.۲ نشت در نقطه اتصال بین جعبه ۷ پینی و پوسته
این نقطه اتصال با یک لاستیک O-Ring مسدود شده است. در شرایط عادی، نشتی بسیار نادر است. با این حال، هنگامی که فشار داخلی افزایش یافته یا اختلاف دمای بزرگ بین داخل و خارج پوسته وجود دارد، تنش روی مسدود کننده می‌تواند منجر به نشت روغن از این نقطه اتصال شود.

۴.۳ نشت در پوشش دایال
نشت در این نقطه کمتر رایج است و معمولاً ناشی از مونتاژ ناصحیح توسط تولیدکننده است، مانند مسدود کردن ناکافی یا ناهماهنگی در زمان تولید.