Утечка масла в реле плотности SF6: причины и решения

1. Введение

Оборудование с SF6 широко применяется в энергетических компаниях и промышленных предприятиях, значительно продвигая развитие энергетической отрасли. Обеспечение надежной и безопасной работы оборудования с SF6 стало ключевой задачей для энергетических служб.

Дугогасительным и изоляционным средством в оборудовании с SF6 является газ SF6, который должен оставаться герметичным — любые утечки снижают надежность и безопасность оборудования. Поэтому мониторинг плотности газа SF6 является крайне важным.

В настоящее время для мониторинга плотности SF6 обычно используются механические указательные реле плотности. Эти реле обеспечивают функции, такие как сигнал тревоги и блокировка при утечке газа, а также индикацию плотности на месте. Для повышения ударопрочности эти реле обычно заполняются силиконовым маслом.

Однако на практике часто возникают утечки масла из реле плотности SF6. Согласно отчетам отрасли и отзывам, эта проблема широко распространена — с ней сталкиваются все энергоснабжающие компании по всей Китаю. Некоторые реле начинают течь менее чем за год эксплуатации. Проблема затрагивает всех производителей, включая импортные и отечественные модели. Коротко говоря, утечка масла в заполненных маслом реле плотности является распространенными и системными проблемами.

2. Цель заполнения силиконовым маслом

2.1 Улучшение вибростойкости
Эти реле плотности обычно используют электрические контакты типа спиральной пружины (волосная пружина). Хотя магнитное усиление увеличивает силу закрытия контактов, фактическое контактное давление (для сигнала тревоги или блокировки) зависит в основном от слабой силы волосной пружины — даже с магнитным усилением она остается очень маленькой. В результате контакты очень чувствительны к вибрации.

2.2 Защита контактов от окисления
Реле использует магнитно-усиленные электрические контакты с низким контактным давлением. Со временем окисление может привести к плохому контакту или полному отказу сигнала. Заполнение силиконовым маслом предотвращает контакт с воздухом, тем самым защищая контакты от окисления и обеспечивая долговременную надежность.

3. Опасности утечки масла

Опасность 1: Потеря демпфирования и снижение ударопрочности
После полной утечки антивибрационного масла эффект демпфирования теряется, что резко снижает ударопрочность реле. При сильных механических ударах во время операций открытия/закрытия выключателя реле может столкнуться с:

• Заклиниванием указателя

• Постоянным отказом контактов (заклинивание в открытом или закрытом положении)

• Чрезмерным отклонением измерений

Опасность 2: Окисление контактов и загрязнение
В реле с утечкой масла магнитно-усиленные контакты оказываются под воздействием воздуха, что делает их подверженными окислению и накоплению пыли. Это приводит к ненадежному контакту или полному прерыванию сигнала. Если реле плотности выходит из строя из-за заклинившего указателя или неисправных контактов, оно не сможет обнаружить реальную потерю газа SF6.

Представьте себе, что выключатель с SF6 теряет свой изоляционный газ, но реле плотности не срабатывает из-за внутреннего отказа, и затем пытается прервать ток короткого замыкания. Последствия могут быть катастрофическими.

Кроме того, утекшее масло загрязняет другие компоненты выключателя, притягивает пыль и еще больше ухудшает безопасную работу оборудования с SF6.

4. Анализ корневых причин утечки масла

Утечка масла происходит в основном в трех местах:

4.1 Внутренняя утечка в коробке с 7-контактным разъемом
Сигналы, выходящие из реле, требуют электрических соединений от внутренней части к внешней, используя 7-контактный пластиковый разъем. Внутренние контакты изготовлены из меди, а корпус из пластика. Сборка производится методом литья. Из-за различий в коэффициентах теплового расширения металла и пластика, колебания температуры могут создавать микротрещины или зазоры на стыке, что приводит к утечке масла.

4.2 Утечка на стыке между коробкой с 7-контактным разъемом и корпусом
Этот стык герметизируется резиновым уплотнительным кольцом. В нормальных условиях утечки редки. Однако, когда внутреннее давление увеличивается или возникают большие температурные различия между внутренней и внешней частями корпуса, нагрузка на уплотнение может вызвать утечку масла через этот стык.

4.3 Утечка на крышке шкалы
Утечка здесь менее распространена и обычно возникает из-за неправильной сборки производителем, такой как недостаточная герметизация или неправильная установка при производстве.