Rơ-le Mật độ SF6 Rò rỉ Dầu: Nguyên nhân và Giải pháp

1. Bối cảnh

Thiết bị điện SF6 đã được áp dụng rộng rãi trong các công ty điện lực và doanh nghiệp công nghiệp, góp phần đáng kể vào sự phát triển của ngành điện. Đảm bảo hoạt động tin cậy và an toàn của thiết bị SF6 đã trở thành nhiệm vụ quan trọng đối với các bộ phận điện.

Chất dập hồ quang và cách điện trong thiết bị SF6 là khí SF6, phải được giữ kín—bất kỳ rò rỉ nào cũng làm giảm độ tin cậy và an toàn của thiết bị. Do đó, việc theo dõi mật độ khí SF6 là rất cần thiết.

Hiện nay, các rơle mật độ kiểu con trỏ cơ khí thường được sử dụng để theo dõi mật độ SF6. Các rơle này cung cấp chức năng như báo động và khóa khi có rò rỉ khí, cũng như chỉ báo mật độ tại chỗ. Để cải thiện khả năng chịu sốc, các rơle này thường được điền đầy dầu silicone.

Tuy nhiên, trong thực tế, thường gặp tình trạng rò rỉ dầu từ các rơle mật độ khí SF6. Theo các báo cáo và phản hồi từ ngành, vấn đề này phổ biến—mỗi cục cung cấp điện trên khắp Trung Quốc đều đã trải qua điều này. Một số rơle phát triển rò rỉ dầu trong chưa đầy một năm hoạt động. Vấn đề này ảnh hưởng đến tất cả các nhà sản xuất, bao gồm cả mô hình nhập khẩu và nội địa. Tóm lại, rò rỉ dầu trong các rơle mật độ điền đầy dầu là một vấn đề phổ biến và hệ thống.

2. Mục đích Điền Dầu Silicone

2.1 Cải thiện Khả năng Chống Sốc
Các rơle mật độ này thường sử dụng tiếp điểm điện kiểu lò xo xoắn (hairspring). Mặc dù sự hỗ trợ từ tính tăng cường lực đóng tiếp điểm, nhưng áp lực tiếp xúc thực tế (cho tín hiệu báo động hoặc khóa) chủ yếu dựa vào lực yếu của hairspring—even with magnetic assistance, it remains very small. Do đó, các tiếp điểm rất nhạy cảm với rung động.

2.2 Bảo vệ Tiếp Điểm khỏi Oxy hóa
Rơle sử dụng tiếp điểm điện hỗ trợ từ tính với áp lực tiếp xúc thấp. Theo thời gian, oxy hóa có thể gây ra tiếp xúc kém hoặc mất hoàn toàn tín hiệu. Việc điền đầy dầu silicone ngăn chặn tiếp xúc với không khí, do đó bảo vệ các tiếp điểm khỏi oxy hóa và đảm bảo độ tin cậy lâu dài.

3. Nguy Cơ của Rò Rỉ Dầu

Nguy cơ 1: Mất Dämping và Giảm Khả năng Chống Sốc
Khi dầu chống rung rò rỉ hoàn toàn, tác dụng dämping mất đi, làm giảm đáng kể khả năng chống sốc của rơle. Dưới tác động của cú sốc cơ học mạnh trong quá trình đóng/mở cầu chì, rơle có thể gặp phải:

• Con trỏ bị kẹt

• Tiếp điểm hỏng vĩnh viễn (kẹt mở hoặc đóng)

• Sai lệch đo lường quá mức

Nguy cơ 2: Oxy hóa và Ô nhiễm Tiếp Điểm
Trong các rơle rò rỉ dầu, các tiếp điểm hỗ trợ từ tính bị phơi bày ra không khí, dễ bị oxy hóa và tích tụ bụi. Điều này dẫn đến tiếp xúc không ổn định hoặc mất hoàn toàn tín hiệu. Nếu rơle mật độ bị hỏng do con trỏ bị kẹt hoặc tiếp điểm hỏng, nó sẽ không thể phát hiện sự mất mát thực sự của khí SF6.

Hãy tưởng tượng một cầu dao SF6 mất khí cách điện, nhưng rơle mật độ không kích hoạt báo động hoặc khóa do lỗi bên trong—và sau đó cố gắng ngắt dòng điện lỗi. Hậu quả có thể là thảm khốc.

Ngoài ra, dầu rò rỉ ô nhiễm các thành phần chuyển mạch khác, thu hút bụi, và làm suy giảm thêm sự vận hành an toàn của thiết bị chuyển mạch SF6.

4. Phân Tích Nguyên Nhân Gây Rò Rỉ Dầu

Rò rỉ dầu chủ yếu xảy ra ở ba vị trí:

4.1 Rò Rỉ Nội Bộ trong Hộp Kết Nối 7-Pin
Các tín hiệu đầu ra từ rơle yêu cầu kết nối điện từ bên trong ra bên ngoài vỏ, sử dụng một kết nối nhựa 7-pin. Các chân bên trong được làm bằng đồng, trong khi vỏ là nhựa. Bộ phận này được sản xuất thông qua quá trình ép phun (đúc). Do hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của kim loại và nhựa, sự thay đổi nhiệt độ có thể tạo ra các vết nứt micro hoặc khe hở ở giao diện, dẫn đến rò rỉ dầu.

4.2 Rò Rỉ tại Liên Kết giữa Hộp 7-Pin và Vỏ
Liên kết này được niêm phong bằng gioăng O-ring. Trong điều kiện bình thường, rò rỉ hiếm khi xảy ra. Tuy nhiên, khi áp suất nội bộ tăng hoặc có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa bên trong và bên ngoài vỏ, sức căng lên gioăng có thể khiến dầu rò rỉ từ liên kết này.

4.3 Rò Rỉ tại Nắp Đồng Hồ
Rò rỉ ở đây ít phổ biến hơn và thường do lắp ráp không đúng của nhà sản xuất, như niêm phong không đủ hoặc không chính xác trong quá trình sản xuất.