SF6 सर्किट ब्रेकर के इन्सुलेशन प्रदर्शन को कैसे बनाए रखें?

इन्सुलेशन अखंडता के लिए SF6 गैस के गुणों की व्याख्या करना

SF6 की परावैद्युत शक्ति और दबाव-तापमान निर्भरता

सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) में उत्कृष्ट विद्युत रोधन गुण होते हैं, जो सामान्य वायु की तुलना में लगभग 2.5 से 3 गुना बेहतर होते हैं, क्योंकि इसके अणु इलेक्ट्रॉन को पकड़ने के कारण ऐसा करते हैं। इस रोधन की प्रभावशीलता गैस के घनत्व पर बहुत अधिक निर्भर करती है, जो दबाव के स्तर और वातावरणीय तापमान दोनों के आधार पर बदलता है। जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, परावैद्युत शक्ति सीधी रेखा में बढ़ती जाती है। लेकिन तापमान माइनस 5 डिग्री सेल्सियस से नीचे जाने पर सावधान रहें - उस बिंदु पर SF6 तरल रूप में बदलना शुरू हो जाता है और घनत्व अचानक तेजी से गिर जाता है। लीक, ठंडे मौसम में सिकुड़न या गलत भराव के कारण गैस घनत्व में मात्र 10% की कमी होने पर भी विघटन वोल्टेज में लगभग 15 से 20 प्रतिशत तक की कमी आ सकती है, जैसा कि IEEE के 2023 के शोध में बताया गया है। अचानक वोल्टेज स्पाइक के दौरान होने वाले परेशान करने वाले आंशिक निर्वहन को रोकने के लिए 4 से 6 बार के बीच कार्यशील दबाव बनाए रखना महत्वपूर्ण रहता है।

गैस शुद्धता और नमी सामग्री का विघटन वोल्टेज पर सीधा प्रभाव कैसे पड़ता है

अशुद्धियों की उपस्थिति SF6 निरोधन गुणों पर वास्तव में बुरा प्रभाव डालती है। जब नमी का स्तर 200 प्रति मिलियन भागों (ppm) से अधिक हो जाता है, तो चाप के दौरान विघटित सामग्री के साथ मिलकर यह हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल बनाती है। इससे संपर्कों का त्वरित क्षरण होता है और विद्युत भंजन वोल्टता 30 से 40 प्रतिशत तक घट सकती है। वायु दूषण का भी काफी प्रभाव पड़ता है। यदि ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की मात्रा आधे प्रतिशत से अधिक हो जाए, तो परावैद्युत सामर्थ्य लगभग 15% तक घट जाती है। ये गैसें कण लाती हैं जो इलेक्ट्रॉनों की तेजी से गुणा कर देते हैं, जो हम सभी जानते हैं कि अच्छी खबर नहीं है। प्रणालियों के लंबे समय तक चलने के लिए गैस क्रोमैटोग्राफी के माध्यम से गैस शुद्धता की नियमित जाँच आवश्यक है। नमी को उन अंतर्निहित शुष्ककरक ट्रैप के कारण 20 ppm से कम रहना चाहिए। उद्योग डेटा दिखाता है कि CIGRE के 2022 के अनुसंधान के अनुसार, आर्द्रता में प्रत्येक 50 ppm की वृद्धि विफलता की संभावना को 18% तक बढ़ा देती है। इसीलिए नमी को नियंत्रित करना बिल्कुल वैकल्पिक नहीं है। यह केवल इतना नहीं कि चीजों के निरोधन की दक्षता पर प्रभाव डालता है, बल्कि घटकों के वास्तविक आयु को भी प्रभावित करता है जिसके बाद उनके प्रतिस्थापन की आवश्यकता पड़ती है।

SF6 गैस घनत्व और सील अखंडता सुनिश्चित करना

SF6 सर्किट ब्रेकर में सही गैस घनत्व के स्तर को बनाए रखना सुरक्षा के कारणों से बहुत महत्वपूर्ण है। किसी भी प्रकार के घनत्व में कमी होने पर परावैद्युत क्षमता पर काफी बुरा असर पड़ता है, और यहाँ तक कि केवल 10% की कमी होने पर भी गंभीर समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। इसीलिए अब अधिकांश स्थानों पर वास्तविक समय में निगरानी को अपनी नियमित प्रक्रिया का हिस्सा बना लिया गया है। इन आधुनिक प्रणालियों में तापमान में परिवर्तन के अनुसार समायोजित करने वाले सेंसर लगे होते हैं और प्रत्येक स्थान के वातावरण के अनुसार विशेष रूप से अनुकूलित एल्गोरिदम चलते हैं। वे मूल रूप से यह करते हैं कि समय के साथ दबाव और तापमान के बीच संबंध की निगरानी करें, गैस रिसाव दर में असामान्य पैटर्न की पहचान करें, और बाहरी तापमान के कारण ब्रेकर के आंतरिक हिस्से पर पड़ने वाले प्रभाव को ध्यान में रखें। पूरी प्रणाली लगभग हर 15 सेकंड में अपडेट होती रहती है। यदि गैस का घनत्व आवश्यक स्तर के 90% तक पहुँच जाता है, तो तुरंत अलार्म बज उठता है और विशेष वाल्व स्वचालित रूप से सक्रिय होकर समस्या वाले हिस्से को सील कर देते हैं। ऐसे निगरानी समाधान लगाने वाले संयंत्र आमतौर पर तिमाही आधार पर हाथ से निरीक्षण करने वाले पुराने सुविधाओं की तुलना में लगभग 72% कम अप्रत्याशित बंद होने का अनुभव करते हैं।

इन्सुलेशन विफलता को रोकने के लिए वास्तविक समय में घनत्व निगरानी

घनत्व निगरानी प्रणालियाँ आमतौर पर एक साथ काम करने वाले कई सेंसर का उपयोग करती हैं, जिनकी पूरी सीमा में सटीकता लगभग प्लस या माइनस आधे प्रतिशत के आसपास होती है। इन प्रबंधों को मूल्यवान बनाने वाली बात केवल संख्याओं को दर्ज करने से आगे बढ़कर है। वे वास्तव में पिछले दबाव पैटर्न का विश्लेषण करते हैं और संभावित रिसाव को कई सप्ताह पहले ही पहचान सकते हैं। यह प्रारंभिक चेतावनी रखरखाव दल को इन्सुलेशन परतों को कोई क्षति होने से पहले समस्याओं से आगे रहने की अनुमति देती है। जब भी पठन सामान्य स्तर से दो प्रतिशत अधिक भटकते हैं, तो प्रणाली चेतावनी संकेत देती है। इससे संयंत्र ऑपरेटरों को संचालन बंद किए बिना या पूरी प्रणाली को अस्थिर किए बिना समस्याओं की जांच करने के लिए पर्याप्त समय मिल जाता है।

सीलबंद आवरणों के लिए उन्नत रिसाव जांच और मूल कारण विश्लेषण

आधुनिक रिसाव का पता लगाने में अल्ट्रासोनिक स्कैनिंग के साथ-साथ हीलियम ट्रेसर गैस विधियों का संयोजन शामिल है, जो नियमित रखरखाव के दौरान 10 μmbar·L/sec जितने सूक्ष्म रिसाव की विश्वसनीय पहचान करता है। मूल कारण विश्लेषण एक कठोर, तीन-चरणीय पद्धति का अनुसरण करता है:

यह दृष्टिकोण रखरखाव को प्रतिक्रियात्मक मरम्मत से इंजीनियर द्वारा डिज़ाइन की गई स्थिरता में स्थानांतरित करता है—फ्लोरोपॉलिमर-लेपित गैस्केट और कंपन-प्रतिरोधी वेल्ड डिज़ाइन जैसे समाधानों के माध्यम से उपकरण के जीवनकाल को 8–12 वर्षों तक बढ़ाता है और दोहराए जाने वाले 95% रिसाव को खत्म करता है।

एसएफ6 सर्किट ब्रेकर की दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए नमी नियंत्रण रणनीतियाँ

सील और गैस्केट के क्षरण के तंत्र और आर्द्रता प्रवेश पर उनका प्रभाव

उम्र बढ़ने, तापीय चक्रण और रासायनिक संपर्क के माध्यम से सील और गैस्केट का क्षरण होता है—वातावरणीय नमी के लिए एसएफ6 कक्षों में प्रवेश करने के सूक्ष्म मार्ग बनाते हैं। चूंकि 200 पीपीएम से अधिक नमी प्रेरित आर्किंग के दौरान परावैद्युत ताकत को 30% तक कम कर देती है और चालक उप-उत्पादों के निर्माण को बढ़ावा देती है, अतः प्रवेश को नियंत्रित करना विद्युत रोधन अखंडता के लिए आधारभूत है। प्राथमिक क्षरण मोड में शामिल हैं:

• संपीड़न सेट विफलता : लगातार भार के तहत इलास्टोमर स्थायी रूप से विकृत हो जाते हैं, जिससे सीलिंग बल कम हो जाता है
• ओजोन दरार : वातावरण में उपस्थित ओजोन रबर घटकों में पॉलिमर श्रृंखलाओं पर हमला करती है
• तापीय भंगुरता : बार-बार गर्म करने/ठंडा करने के चक्र लचीलेपन को कम कर देते हैं और सूक्ष्म दरारें उत्पन्न करते हैं
• रासायनिक सूजन : तेलों, विलायकों या सफाई एजेंटों के संपर्क में आने से आयाम बदल जाते हैं और फिट खराब हो जाता है

उद्योग डेटा SF6 रिसाव की घटनाओं के 62% का श्रेय सील विफलता को देता है—और नमी में प्रति 100 ppm वृद्धि के साथ टूटने के वोल्टेज में लगातार 15% की कमी दर्शाता है। निर्धारित रखरखाव के दौरान बूढ़ी सीलों के सक्रिय प्रतिस्थापन से इस प्रमुख विफलता मार्ग को कम किया जा सकता है, जिससे इन्सुलेशन स्थिरता बनी रहती है और दशकों तक विश्वसनीय सेवा को समर्थन मिलता है।

सामान्य प्रश्न

SF6 गैस पर कम तापमान का क्या प्रभाव पड़ता है?

कम तापमान SF6 को द्रवीकृत कर सकता है, जिससे इसका घनत्व और परावैद्युत सामर्थ्य काफी कम हो जाता है, जो इन्सुलेशन प्रभावकारिता को कमजोर करता है।

सर्किट ब्रेकर में SF6 गैस के घनत्व की निगरानी क्यों महत्वपूर्ण है?

निगरानी आवश्यक है क्योंकि SF6 गैस के घनत्व में गिरावट के कारण इन्सुलेशन विफलता हो सकती है। रियल-टाइम निगरानी प्रणाली रिसाव का समय रहते पता लगाकर ऐसी स्थितियों से बचाव करने में मदद करती है।

SF6 इन्सुलेशन गुणों पर नमी का क्या प्रभाव पड़ता है?

उच्च नमी के स्तर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के निर्माण का कारण बनते हैं, जो संपर्कों को क्षतिग्रस्त कर देता है और ब्रेकडाउन वोल्टेज में काफी कमी करता है।

SF6 रिसाव के मुख्य कारण क्या हैं?

प्रमुख कारणों में उम्र के कारण सील और गैस्केट का क्षरण, तापीय चक्रण, रासायनिक संपर्क और अनुचित स्थापना शामिल हैं, जिससे वातावरणीय नमी का प्रवेश होता है।