รีเลย์ความหนาแน่น SF6 รั่ว: สาเหตุและวิธีแก้ไข

1. พื้นหลัง

อุปกรณ์ไฟฟ้า SF6 ได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในระบบสาธารณูปโภคและภาคอุตสาหกรรม ทำให้เกิดการพัฒนาที่สำคัญในวงการพลังงาน การรับรองการทำงานที่เชื่อถือได้และปลอดภัยของอุปกรณ์ SF6 ได้กลายเป็นงานที่สำคัญสำหรับแผนกไฟฟ้า

สื่อกันไฟและฉนวนในอุปกรณ์ SF6 คือแก๊ส SF6 ซึ่งต้องคงสภาพปิดสนิท—การรั่วไหลใด ๆ จะทำให้ความเชื่อถือได้และความปลอดภัยของอุปกรณ์ลดลง ดังนั้น การตรวจสอบความหนาแน่นของแก๊ส SF6 เป็นสิ่งจำเป็น

ปัจจุบัน เครื่องมือวัดความหนาแน่นแบบชี้เข็มกลไกถูกใช้โดยทั่วไปในการตรวจสอบความหนาแน่นของ SF6 เครื่องมือนี้มีฟังก์ชันเตือนและล็อคเมื่อมีการรั่วไหลของแก๊ส รวมถึงการแสดงผลความหนาแน่นที่สถานที่ เพื่อเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทก เครื่องมือนี้มักจะเติมด้วยน้ำมันซิลิโคน

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มักพบว่าเครื่องมือวัดความหนาแน่นของแก๊ส SF6 มีการรั่วไหลของน้ำมัน ตามรายงานและคำติชมในวงการ ปัญหานี้แพร่หลาย—ทุกสำนักงานไฟฟ้าในประเทศจีนเคยประสบปัญหานี้ บางเครื่องมือเริ่มรั่วภายในไม่ถึงหนึ่งปีของการใช้งาน ปัญหานี้กระทบต่อผู้ผลิตทั้งหมด ทั้งรุ่นนำเข้าและรุ่นในประเทศ สั้น ๆ คือ การรั่วไหลของน้ำมันในเครื่องมือวัดความหนาแน่นที่เติมน้ำมันเป็นปัญหาที่แพร่หลายและเป็นระบบ

2. วัตถุประสงค์ของการเติมน้ำมันซิลิโคน

2.1 เพิ่มความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน
เครื่องมือวัดความหนาแน่นเหล่านี้มักใช้สปริงแบบเกลียว (hairspring) สำหรับตัวต่อไฟฟ้า แม้ว่าการช่วยเหลือด้วยแม่เหล็กจะเพิ่มแรงปิดตัวต่อ แต่แรงกดตัวต่อจริง (สำหรับสัญญาณเตือนหรือล็อค) ยังคงพึ่งพาแรงอ่อนของสปริงเกลียว—แม้มีการช่วยเหลือด้วยแม่เหล็ก แรงนี้ยังคงน้อยมาก ดังนั้น ตัวต่อจึงไวต่อแรงสั่นสะเทือน

2.2 ปกป้องตัวต่อจากการออกซิเดชัน
เครื่องมือวัดความหนาแน่นใช้ตัวต่อไฟฟ้าที่ช่วยด้วยแม่เหล็ก โดยมีแรงกดตัวต่อต่ำ เมื่อเวลาผ่านไป การออกซิเดชันอาจทำให้ตัวต่อทำงานไม่ดีหรือสัญญาณขาดหาย การเติมน้ำมันซิลิโคนป้องกันการสัมผัสกับอากาศ ทำให้ตัวต่อไม่ถูกออกซิเดชันและรับประกันความเชื่อถือได้ในระยะยาว

3. ภัยคุกคามจากน้ำมันรั่ว

ภัยคุกคามที่ 1: การสูญเสียการยับยั้งและการลดลงของความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน
เมื่อน้ำมันป้องกันแรงสั่นสะเทือนรั่วหมด ผลของการยับยั้งจะหายไป ทำให้ความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนของเครื่องมือลดลงอย่างมาก ภายใต้แรงกระแทกทางกลที่รุนแรงระหว่างการเปิด/ปิดวงจรเบรกเกอร์ เครื่องมืออาจประสบปัญหา:

• เข็มชี้ติด

• ตัวต่อเสียหายถาวร (ติดเปิดหรือติดปิด)

• ความคลาดเคลื่อนในการวัดมากเกินไป

ภัยคุกคามที่ 2: การออกซิเดชันและการปนเปื้อนของตัวต่อ
ในเครื่องมือที่รั่วน้ำมัน ตัวต่อที่ช่วยด้วยแม่เหล็กจะสัมผัสกับอากาศ ทำให้เกิดการออกซิเดชันและสะสมฝุ่น ทำให้ตัวต่อทำงานไม่ดีหรือสัญญาณขาดหาย หากเครื่องมือวัดความหนาแน่นเสียหายเนื่องจากเข็มชี้ติดหรือตัวต่อเสียหาย ก็จะไม่สามารถตรวจจับการสูญเสียแก๊ส SF6 ได้

ลองจินตนาการว่าเบรกเกอร์ SF6 สูญเสียแก๊สฉนวน แต่เครื่องมือวัดความหนาแน่นไม่สามารถส่งสัญญาณเตือนหรือล็อคเนื่องจากความเสียหายภายใน และพยายามตัดกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ ผลกระทบที่เกิดขึ้นอาจร้ายแรงมาก

นอกจากนี้ น้ำมันที่รั่วไหลยังปนเปื้อนอุปกรณ์สวิตช์อื่น ๆ ดึงดูดฝุ่น และทำให้การดำเนินงานที่ปลอดภัยของสวิตช์ SF6 ลดลง

4. การวิเคราะห์สาเหตุหลักของการรั่วน้ำมัน

การรั่วน้ำมันเกิดขึ้นที่สามจุดหลัก:

4.1 การรั่วภายในกล่องเทอร์มินอล 7 ขา
สัญญาณเอาต์พุตจากเครื่องมือต้องใช้การเชื่อมต่อไฟฟ้าจากภายในไปยังภายนอกเคส ผ่านคอนเนคเตอร์พลาสติก 7 ขา ขาภายในทำจากทองแดง ส่วนเคสทำจากพลาสติก การประกอบทำผ่านกระบวนการ overmolding (การหล่อ) เนื่องจากสัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะและพลาสติกแตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสามารถสร้างรอยแตกขนาดเล็กหรือช่องว่างที่ขอบ ทำให้น้ำมันรั่วไหล

4.2 การรั่วที่ข้อต่อระหว่างกล่องเทอร์มินอล 7 ขาและเคส
ข้อต่อนี้ถูกปิดผนึกด้วยโอริง ในสภาพปกติ การรั่วไหลนั้นหายาก แต่เมื่อความดันภายในเพิ่มขึ้นหรือมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกเคสมาก แรงกดบนซีลอาจทำให้น้ำมันรั่วออกจากข้อต่อนี้

4.3 การรั่วที่ฝาปิดดิสเพลย์
การรั่วที่นี่น้อยกว่าและมักเกิดจากกระบวนการประกอบที่ไม่เหมาะสมของผู้ผลิต เช่น การปิดผนึกไม่เพียงพอหรือการวางผิดตำแหน่งระหว่างการผลิต