Fuga di olio del relè di densità SF6: cause e soluzioni

1. Contesto

L'equipaggiamento elettrico SF6 è stato ampiamente applicato nelle imprese di servizio pubblico elettrico e nelle aziende industriali, contribuendo significativamente allo sviluppo dell'industria elettrica. Garantire l'affidabilità e la sicurezza dell'operazione degli apparecchi SF6 è diventata un'importante attività per i dipartimenti di energia.

Il mezzo di spegnimento d'arco e isolante negli apparecchi SF6 è il gas SF6, che deve rimanere sigillato—qualsiasi perdita compromette l'affidabilità e la sicurezza dell'apparecchio. Pertanto, il monitoraggio della densità del gas SF6 è essenziale.

Attualmente, sono comunemente utilizzati relè di densità a indicatore meccanico a lancetta per monitorare la densità del SF6. Questi relè forniscono funzioni come allarme e blocco in caso di perdita di gas, nonché indicazione della densità sul posto. Per migliorare la resistenza agli urti, questi relè sono solitamente riempiti con olio di silicone.

Tuttavia, nella pratica, è comune riscontrare perdite di olio dai relè di densità del gas SF6. Secondo i rapporti dell'industria e i feedback, questo problema è diffuso—ogni ufficio di approvvigionamento elettrico in Cina ne ha fatto esperienza. Alcuni relè sviluppano perdite di olio entro meno di un anno di operatività. Il problema riguarda tutti i produttori, compresi sia i modelli importati che quelli nazionali. In breve, le perdite di olio nei relè di densità a olio sono un problema diffuso e sistematico.

2. Scopo del Riempimento con Olio di Silicone

2.1 Migliorare la Resistenza alle Vibrazioni
Questi relè di densità utilizzano tipicamente contatti elettrici a molla elicoidale (molla capillare). Anche se l'assistenza magnetica aumenta la forza di chiusura dei contatti, la pressione effettiva dei contatti (per segnali di allarme o blocco) si basa principalmente sulla debole forza della molla capillare—anche con l'assistenza magnetica, rimane molto piccola. Di conseguenza, i contatti sono altamente sensibili alle vibrazioni.

2.2 Proteggere i Contatti dall'Ossidazione
Il relè utilizza contatti elettrici assistiti magneticamente con una pressione di contatto intrinsecamente bassa. Nel tempo, l'ossidazione può causare un contatto cattivo o un completo fallimento del segnale. Il riempimento con olio di silicone impedisce l'esposizione all'aria, proteggendo così i contatti dall'ossidazione e garantendo l'affidabilità a lungo termine.

3. Pericoli delle Perdite di Olio

Pericolo 1: Perdita di Smorzamento e Riduzione della Resistenza agli Urli
Una volta che l'olio antivibratorio fuoriesce completamente, si perde l'effetto smorzante, riducendo drasticamente la resistenza alle vibrazioni del relè. Sotto forti scosse meccaniche durante le operazioni di apertura/chiusura dell'interruttore, il relè potrebbe subire:

• Inceppamento del lancetta

• Guasto permanente dei contatti (bloccati aperti o chiusi)

• Deviazione eccessiva della misurazione

Pericolo 2: Ossidazione e Contaminazione dei Contatti
Negli relè con perdite di olio, i contatti assistiti magneticamente sono esposti all'aria, rendendoli soggetti all'ossidazione e all'accumulo di polvere. Ciò porta a un contatto non affidabile o a un interruzione completa del segnale. Se il relè di densità si guasta a causa di un lancetta bloccata o di contatti difettosi, non può rilevare la perdita effettiva del gas SF6.

Immaginate un interruttore SF6 che perde il suo gas isolante, ma il relè di densità non attiva l'allarme o il blocco a causa di un guasto interno—e quindi tenta di interrompere la corrente di cortocircuito. Le conseguenze potrebbero essere catastrofiche.

Inoltre, l'olio fuoriuscito contamina altri componenti dello switch, attira la polvere e ulteriormente compromette l'operazione sicura dell'apparato SF6.

4. Analisi delle Cause Radicate delle Perdite di Olio

Le perdite di olio si verificano principalmente in tre località:

4.1 Perdita Interna nella Scatola Terminale a 7 Pin
I segnali di uscita dal relè richiedono connessioni elettriche dall'interno all'esterno del case, utilizzando un connettore plastico a 7 pin. I pin interni sono in rame, mentre il case è in plastica. L'assemblaggio viene prodotto tramite overmolding (colata). A causa dei diversi coefficienti di espansione termica del metallo e della plastica, le fluttuazioni di temperatura possono creare microcrepe o spazi alla interfaccia, portando a perdite di olio.

4.2 Perdita alla Giunzione tra la Scatola a 7 Pin e il Case
Questa giunzione è sigillata con un anello O. In condizioni normali, le perdite sono rare. Tuttavia, quando la pressione interna aumenta o si verificano grandi differenze di temperatura tra l'interno ed l'esterno del case, lo stress sul sigillo può causare la fuoriuscita di olio da questa giunzione.

4.3 Perdita al Copriquadrante
La perdita qui è meno comune e di solito risulta da un assemblaggio improprio da parte del produttore, come un sigillaggio inadeguato o un allineamento scorretto durante la produzione.