Витік масла з реле щільності SF6: Причини та рішення

1. Фон

Обладнання з SF6 широко використовується у енергетичних компаніях та промислових підприємствах, значно сприяючи розвитку енергетичної галузі. Забезпечення надійного та безпечного функціонування обладнання з SF6 стало ключовою задачею для енергетичних служб.

Для гасіння дуги та ізоляції в обладнанні з SF6 використовується газ SF6, який повинен залишатися герметичним — будь-яка витрата газу погіршує надійність та безпеку обладнання. Тому моніторинг щільності газу SF6 є важливим.

На сьогодні поширено використовуються механічні стрілкові реле щільності для контролю щільності SF6. Ці реле забезпечують функції, такі як сигналізація та блокування при витраті газу, а також показ щільності на місці. Для покращення стійкості до вібрацій ці реле зазвичай заповнюються кремнієвою олією.

Однак на практиці часто виникає проблема витрати олії з релей щільності SF6. За даними звітів та відгуків, ця проблема поширена — кожне енергетичне управління в Китаї зіткнулося з нею. Деякі реле починають витрачати олію менше ніж через рік роботи. Проблема впливає на всіх виробників, включаючи як імпортні, так і внутрішньої виробництва моделі. Коротко кажучи, витрата олії в заповнених кремнієвою олією реле щільності є поширеною та системною проблемою.

2. Мета заповнення кремнієвою олією

2.1 Покращення стійкості до вібрацій
Ці реле щільності зазвичай використовують спиральну пружину (волосину) типу електричного контакту. Хоча магнітна допомога поліпшує силу закриття контакту, фактична контактна тискова сила (для сигналів тривоги або блокування) залежить в основному від слабкої сили волосини — навіть з магнітною допомогою, вона залишається дуже малою. В результаті контакти високо чутливі до вібрацій.

2.2 Захист контактів від окислення
Реле використовує магнітно допоміжні електричні контакти з власне низьким контактним тиском. З часом окислення може призвести до погіршення контакту або повної втрати сигналу. Заповнення кремнієвою олією запобігає впливу повітря, захищаючи контакти від окислення та забезпечуючи довготривалу надійність.

3. Небезпеки витрати олії

Небезпека 1: Втрата демпфування та зниження стійкості до вібрацій
Якщо антивібраційна олія повністю витече, демпфувальний ефект втрачається, що значно знижує стійкість реле до вібрацій. При сильних механічних ударах під час відкриття/закриття вимикача, реле може страждати від:

• Зав'язання стрілки

• Постійна втрата контакту (залишання відкритим або закритим)

• Значне відхилення вимірювання

Небезпека 2: Окислення контактів та забруднення
У реле, з яких втекла олія, магнітно допоміжні контакти відкриваються повітря, що робить їх вразливими до окислення та накопичення пилу. Це призводить до ненадійного контакту або повної втрати сигналу. Якщо реле щільності вийде з ладу через зав'язання стрілки або несправні контакти, воно не зможе виявити реальну втрату газу SF6.

Уявіть, що вимикач з SF6 втрачає свій ізоляційний газ, але реле щільності не активує сигнал тривоги або блокування через внутрішню несправність — і потім намагається перервати аварійний струм. Наслідки можуть бути катастрофічними.

Крім того, втекла олія забруднює інші компоненти комутатора, притягує пил, що подальше погіршує безпечне функціонування комутатора з SF6.

4. Аналіз кореневих причин витрати олії

Витрата олії найчастіше відбувається у трьох місцях:

4.1 Внутрішня витрата в 7-контактному коробку
Сигнальні виходи з реле потребують електричних з'єднань зсередини на зовні, використовуючи 7-контактний пластиковий конектор. Внутрішні шпиги виготовлені з міді, а корпус — з пластику. Сборка виготовляється методом надформування (лиття). Через різну теплову коефіцієнт розширення металу та пластику, температурні коливання можуть створювати мікротріщини або прогалини на межі, що призводить до витрати олії.

4.2 Витрата на з'єднанні між 7-контактною коробкою та корпусом
Це з'єднання герметизується кільцевим ущільнювачем. У нормальних умовах витрата є рідкісною. Однак, коли внутрішній тиск зростає або відбуваються великі температурні різниці між зовнішнім та внутрішнім середовищем, напруженість на ущільненні може призвести до витрати олії з цього з'єднання.

4.3 Витрата на кришці циферблата
Витрата тут менш поширена і зазвичай виникає через неправильну сборку виробника, таку як недостатня герметизація або невірне вирівнювання під час виробництва.