SF6-dichtheidreleifugaat: Oorzaken & Oplossingen

1. Achtergrond

SF6-elektrische apparatuur wordt wijdverspreid toegepast in elektriciteitsbedrijven en industriële ondernemingen, wat de ontwikkeling van de elektriciteitsindustrie aanzienlijk heeft bevorderd. Het waarborgen van de betrouwbare en veilige werking van SF6-apparatuur is een cruciale taak voor elektriciteitsafdelingen geworden.

Het boogdoof- en isolatiemiddel in SF6-apparatuur is SF6-gas, dat gesloten moet blijven. Elke lekkage gaat ten koste van de betrouwbaarheid en veiligheid van het apparaat. Daarom is het monitoren van de dichtheid van SF6-gas essentieel.

Momenteel worden mechanische wijzer-type dichtheidsrelais vaak gebruikt om de SF6-dichtheid te monitoren. Deze relais bieden functies zoals alarm en vergrendeling bij gaslekkage, evenals ter plaatse dichtheidsindicatie. Om schokbestendigheid te verbeteren, worden deze relais meestal gevuld met siliconenolie.

In de praktijk komt het echter vaak voor dat er olielekkage optreedt in SF6-gasdichtheidsrelais. Volgens industrierapporten en feedback is dit probleem wijdverspreid—elk elektriciteitsbureau in China heeft hiermee te maken gehad. Sommige relais ontwikkelen olielekkage binnen minder dan een jaar na het begin van de bedrijfsvoering. Het probleem treft alle fabrikanten, zowel geïmporteerde als nationale modellen. Kortom, olielekkage in met olie gevulde dichtheidsrelais is een algemeen en systeematisch probleem.

2. Doel van het Vullen met Siliconenolie

2.1 Verbetering van Schokbestendigheid
Deze dichtheidsrelais gebruiken meestal een spiraalveer (hairspring) type elektrisch contact. Hoewel magnetische assistentie de sluitkracht van het contact versterkt, berust de daadwerkelijke contactdruk (voor alarm of vergrendelingsignalen) voornamelijk op de zwakke kracht van de hairspring—zelfs met magnetische assistentie blijft deze zeer klein. Hierdoor zijn de contacten zeer gevoelig voor trillingen.

2.2 Bescherming van Contacten tegen Oxidering
Het relais maakt gebruik van magnetisch geassisteerde elektrische contacten met intrinsiek lage contactdruk. Na verloop van tijd kan oxidatie leiden tot slecht contact of volledige signaalonderbreking. De vulsel van siliconenolie voorkomt blootstelling aan lucht, waardoor de contacten beschermd worden tegen oxidatie en de langetermijnbetrouwbaarheid wordt gewaarborgd.

3. Gevaren van Olielekking

Gevaar 1: Verlies van Damping en Verminderde Schokbestendigheid
Zodra de anti-trillingsolie volledig is gelekt, is het dempende effect verloren, waardoor de schokbestendigheid van het relais drastisch afneemt. Tijdens sterke mechanische schokken tijdens het openen/schakelen van schakelaars, kan het relais te maken krijgen met:

• Vastlopen van de wijzer

• Permanente contactfalen (vastgelopen open of dicht)

• Excessieve meetafwijking

Gevaar 2: Oxidering en Verontreiniging van Contacten
In relais met olielekkage zijn de magnetisch geassisteerde contacten blootgesteld aan lucht, waardoor ze vatbaar zijn voor oxidatie en stofopslag. Dit leidt tot onbetrouwbaar contact of volledige signaalonderbreking. Als het dichtheidsrelais wegens vastgelopen wijzer of defecte contacten faalt, kan het geen werkelijke SF6-gasverlies detecteren.

Stel je voor dat een SF6-schakelaar zijn isolerend gas verliest, maar het dichtheidsrelais wegens interne storingen geen alarm of vergrendeling activeert—en vervolgens probeert om foutstromen te onderbreken. De gevolgen kunnen catastrofaal zijn.

Bovendien verontreinigt gelekte olie andere schakelcomponenten, trekt stof aan en belemmert zo de veilige werking van de SF6-schakelinstallatie.

4. Oorzakenanalyse van Olielekking

Olielekking vindt vooral plaats op drie locaties:

4.1 Interne Leeking in de 7-Pinnen Terminaldoos
Signaaluitgangen van het relais vereisen elektrische verbindingen van binnen naar buiten de behuizing, via een 7-pinnen plastic connector. De interne pennen zijn gemaakt van koper, terwijl de behuizing van plastic is. De assemblage wordt geproduceerd door overmolding (gieten). Vanwege de verschillende thermische uitbreidingscoëfficiënten van metaal en plastic, kunnen temperatuurschommelingen microbarsten of openingen creëren op de interface, wat leidt tot olielekking.

4.2 Leeking aan de Aansluiting tussen de 7-Pinnen Doos en Behuizing
Deze aansluiting is verzegeld met een O-ring. Onder normale omstandigheden is leeking zeldzaam. Echter, wanneer de interne druk toeneemt of grote temperatuurverschillen optreden tussen binnen en buiten de behuizing, kan de spanning op de verzegeling leiden tot olielekking op deze aansluiting.

4.3 Leeking aan het Klokje
Leeking hier is minder courant en komt meestal voort uit onjuiste assemblage door de fabrikant, zoals onvoldoende verzegeling of misaligning tijdens productie.