Kuidas säilitada SF6 lüliti isoleerimisomadusi?

SF6 gaasi omaduste mõistmine on oluline isoleerimise terviklikkuse tagamiseks

Dielektriline tugevus ja surve–temperatuuri sõltuvus SF6 puhul

Väävlihaskloriid (SF6) omab erakordseid isoleerivaid omadusi, mis on umbes 2,5 kuni 3 korda paremad kui tavapärases õhus, sest selle molekulid hõivavad elektrone. Selle isolatsiooni tõhusus sõltub suuresti gaasi tihedusest, mis muutub vastavalt nii rõhu tasemele kui ka ümbritsevale temperatuurile. Kui rõhk tõuseb, siis dielektriline tugevus kasvab sirgjooneliselt. Kuid olge ettevaatlik, kui temperatuur langeb alla miinus 5 kraadi Celsiuse – sel hetkel hakkab SF6 muutuma vedelaks ja tihedus kukub äkki järsult. Isegi 10% kaotus gaasitiheduses lekkimise, külma ilmatingimuste tõttu toimuva kontraktsiooni või vale täitmise tõttu võib vähendada läbipraeguse pinge langemist umbes 15 kuni 20 protsenti, nagu näitas IEEE 2023. aasta uuring. Töörõhu hoidmine vahemikus 4 kuni 6 bar on kriitilise tähtsusega, et vältida neid tüütuid osalisi läbipraake, mis toimuvad ootsete pingelainete ajal.

Kuidas gaasi puhtus ja niiskusesisaldus mõjutavad otse läbilöögipinge

Purityhede esinemine mõjutab tõsiselt SF6 isoleeromadusi. Kui niiskuse tase ületab 200 miljonist osa, tekib elektrilöökide käigus lagunenud materjalidega koos hüdrofluorhape. See kiirendab kontaktide korrosiooni ja võib läbipurunemispinge langetada kusagil 30–40 protsenti. Õhuga saastumine on samuti oluline. Kui hapniku ja lämmastiku sisaldus ületab poole protsendi, väheneb dielektriline tugevus umbes 15%. Need gaasid toovad kaasa osakesi, mis põhjustavad elektronide kiire paljunemise, mis nagu teame, ei ole hea uudis. Selleks et süsteemid pikaajaliselt kestaks, on vajalik regulaarselt kontrollida gaasi puhtust gaaskromatograafia abil. Niiskus peaks jääma alla 20 ppm tänu sisseehitatud niiskuse siduvatele filtritele. Tööstusandmed näitavad, et iga 50 ppm niiskusesisalduse tõus suurendab katkeveohu 18% CIGRE 2022. aasta uuringu kohaselt. Seetõttu ei ole niiskuse kontrollimine mingil juhul valikuline. See mõjutab nii isolatsioonieffekti kui ka komponentide tegelikku elukestust enne vahetamise vajadust.

SF6 gaasi tiheduse ja hermeetilisuse tagamine

SF6 lülitiõhu õhutiheduse taseme hoidmine on ohutuse seisukohalt väga oluline. Dielektriline tugevus väheneb järsku, kui tihedus mingil põhjusel langeb, ja juba 10% langus võib tekitada tõsiseid probleeme. Seetõttu kasutatakse enamikus kohtades nüüd reaalajas jälgimist oma tavapärasena. Need kaasaegsed süsteemid on varustatud anduritega, mis kohanduvad temperatuurimuutustega ning käivitavad algoritme, mis on spetsiifiliselt kohandatud iga konkreetse asukoha keskkonnatingimustele. Süsteem jälgib pidevalt rõhu ja temperatuuri suhet ajas, tuvastab ebamugavaid mustreid gaasi lekke kiiruses ning arvestab, kuidas väliskeskkonna temperatuur mõjutab lüliti sees toimuvat. Kogu süsteem uuendab andmeid umbes iga 15 sekundi tagant. Kui gaasi tihedus langeb alla 90% soovitatud tasemest, aktiveeritakse kohe häire ja erivalved sulguvad automaatselt probleemse osa isoleerimiseks. Elektrijaamades, kus on paigaldatud sellised jälgimissüsteemid, esineb tüüpiliselt umbes 72% vähem ootamatuid seiskamisi võrreldes vanema tehnoloogiaga ja kvartali-sisese käsitsi kontrolliga objektidega.

Reaalajas tiheduse jälgimine isolatsioonikahjustuste vältimiseks

Tiheduse jälgimise süsteemid kasutavad tavaliselt mitmeid koostöös töötavaid andureid, mille täpsus on kogu nende tööulatuse vältel umbes pluss miinus pool protsenti. Nende seadete väärtus seisneb selles, et nad ei piirdu ainult andmete salvestamisega. Need analüüsivad varasemaid rõhupatrone ja suudavad tuvastada võimalikud lekked juba mitu nädalat ette. See varajane hoiatus võimaldab hooldusteenistustel ennetavalt reageerida probleemidele enne kui isolatsioonikihtidesse tekib kahjustusi. Süsteem käivitab hoiatused alati, kui näidud kalduvad rohkem kui 2 protsendipunkti normaalsest tasemest. See annab tehase operaatoreile piisavalt aega probleemide uurimiseks ilma tootmise peatamiseta või kogu süsteemi stabiilsuse ohustamiseta.

Edasijõudnud lekke tuvastamine ja põhjusanalüüs suletud korpustele

Modernne lekke avastamine kombineerib ultraheli skannimise ja heeliumi trasseri gaasi meetodid, tuvastades usaldusväärselt lekked kuni 10 μmbar·L/sec suurused tavalise hoolduse käigus. Juhtnäitaja analüüs järgib range kolmefaasilist metodoloogiat:

See lähenemine viib hoolduse reageerivast parandamisest insenerilahendusteni, suurendades seadmete kasutusiga 8–12 aasta võrra ja kõrvaldades 95% korduvatest lekketest fluoropolimeerkihjatega tihendite ja vibreerimistaluvate keevituskonstruktsioonide abil.

Niiskuse kontrollistrateegiad pikaajaliseks SF6 lüliti usaldusväärsuseks

Tihendite ja tihendringide degradatsioonimehhanismid ning nende mõju niiskuse sisenemisele

Tihendid ja tihendrõngad vananevad, samuti toimub degradatsioon termilise tsüklituse ja keemilise kokkupuute tõttu, lootes mikrokäigud, mille kaudu atmosfääri niiskus võib tungida hermeetiliselt suletud SF6 kompartimentidesse. Kuna üle 200 ppm niiskus vähendab dielektrilist tugevust kuni 30% ja soodustab kaarlamisel juhtiva sideaine teket, on sisenemise kontrollimine aluseks isoleerimisega seotud terviklikkusele. Peamised degradatsiooniviisid hõlmavad:

• Survekomplekti vigastumine : Elastomeerid deformeeruvad püsivalt jätkuva koormuse all, kaotades tihendusjõu
• Osoonipurrud : Ümbritsev osoon ründab polümeerahelasid kummist komponentides
• Termiline habrastumine : Korduvad kuumutamise ja jahutamise tsüklid vähendavad elastset omadust ja tekitavad mikropurunemised
• Keemiline paisumine : Naftaproduktide, lahustite või puhastusainete mõju muudab mõõtmeid ja halvendab istuvust

Tööstusalane andmestik seab 62% SF6 lekkimisjuhtude vastuks tihendite ebaõnnestumisele ning näitab püsivat 15% vähenemist läbipurunemissurve igal 100 ppm niiskuse suurenemisel. Vananevate tihendite ennetiv asendamine planeeritud hoolduse käigus vähendab seda domineerivat ebaõnnestumise teed, säilitades isoleerimisstabiilsust ja tagades aastakümneid usaldusväärset tööd.

KKK

Mis on madalate temperatuuride mõju SF6-gaasile?

Madalad temperatuurid võivad põhjustada SF6 likvideerumise, mis vähendab oluliselt selle tihedust ja dielektrilist tugevust, seeläbi kompromiteerides isoleerimise efektiivsust.

Miks on oluline jälgida SF6-gaasi tihedust lülitiavariides?

Jälgimine on oluline, kuna SF6 gaasi tiheduse langus võib põhjustada isoleerimispuuduse. Reaalajas jälgimissüsteemid aitavad selliseid juhtumeid ennetada, tuvastades lekkeid varakult.

Kuidas mõjutab niiskus SF6 isoleerivaid omadusi?

Kõrge niiskustase viib hüdrofluorhape moodustumiseni, mis korrodeerib kontakte ja vähendab märkimisväärselt läbipurunemispinge.

Mis on peamised SF6 lekked põhjustavad tegurid?

Peamised põhjused hõlmavad tihendite ja tihendringide vananemise tõttu toimuvat degradatsiooni, termilist tsüklit, keemilist kokkupuudet ning ebaõiget paigaldamist, mis viib niiskuse sattumiseni atmosfäärist.