رطوبت یک عامل محیطی حیاتی است که می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد یک بریکر SF6 تأثیر بگذارد. به عنوان یک تامین کننده معتبر شکن SF6، من از نزدیک شاهد تاثیر رطوبت بر روی این قطعات الکتریکی ضروری بوده ام. در این پست وبلاگ، من با تکیه بر سالها تجربه خود در صنعت، به علم در مورد چگونگی تأثیر رطوبت بر عملکرد یک شکن SF6 می پردازم.
آشنایی با SF6 Breakers
قبل از اینکه اثرات رطوبت را بررسی کنیم، اجازه دهید به طور خلاصه بفهمیم که شکن SF6 چیست. SF6 یا هگزا فلوراید گوگرد، یک گاز بی اثر با خاصیت عایق و خاموش کننده قوس عالی است. قطع کننده های SF6 به طور گسترده در سیستم های الکتریکی ولتاژ بالا برای قطع جریان جریان در هنگام خطا یا عملیات کلیدزنی معمولی استفاده می شود. آنها نقش مهمی در حفظ ایمنی و قابلیت اطمینان شبکه های برق دارند. برای اطلاعات بیشتر در مورد بریکرهای SF6 می توانید به این آدرس مراجعه کنیدشکن SF6پیوند.
نقش گاز SF6 در شکن ها
گاز SF6 در یک بریکر دو عملکرد اصلی را انجام می دهد. در مرحله اول، عایق الکتریکی بین قسمت های رسانای بریکر را فراهم می کند و از تخلیه الکتریکی ناخواسته جلوگیری می کند. ثانیاً، قوسهایی را که هنگام جدا شدن کنتاکتهای بریکر در طول عملیات سوئیچینگ ایجاد میشود، خاموش میکند. استحکام دی الکتریک بالا و خواص عالی حرارتی و خاموش کنندگی قوس گاز SF6 آن را به گزینه ای ایده آل برای این کاربردها تبدیل کرده است. گاز در یک فشار (و چگالی) خاص برای اطمینان از این خواص نگهداری می شود.
نحوه ورود رطوبت به سیستم
رطوبت می تواند از راه های مختلفی وارد سیستم شکن SF6 شود. اگر گاز SF6 یا تجهیزات پرکننده حاوی رطوبت باشد، رایجترین منبع در هنگام پر کردن اولیه یا پر کردن مجدد است. در حین ساخت و مونتاژ، اگر قطعات کاملاً خشک نشده باشند یا محیط کنترل نشده باشد، می توان رطوبت را در داخل آب بندی کرد. با گذشت زمان، به دلیل آب بندی های تخریب شده یا نشت های کوچک در محفظه شکن، هوای محیط حاوی بخار آب می تواند به داخل سیستم نفوذ کند. روشهای نگهداری نادرست، مانند باز کردن شکن برای بازرسی در یک محیط مرطوب و بدون جابجایی مناسب گاز، میتواند رطوبت قابل توجهی را ایجاد کند.
اثرات رطوبت بر خواص عایق
یکی از مهم ترین تاثیرات رطوبت بر روی خواص عایق است. رطوبت (H2O) داخل محفظه، قدرت دی الکتریک مخلوط گاز SF6 را کاهش می دهد و خطر خرابی الکتریکی را افزایش می دهد. مهمتر از آن، در حضور قوس الکتریکی، دماهای بالا میتواند باعث شود که گاز SF6 و بخار آب تجزیه شده و به محصولات جانبی بسیار خورنده، عمدتاً اسید هیدروفلوئوریک (HF) و اکسی فلوریدهای گوگرد، تبدیل شوند. این مواد اسیدی به اجزای داخلی از جمله تماس های فلزی، رزین اپوکسی عایق های نگهدارنده و دیواره های محفظه حمله می کنند.
وجود رطوبت همچنین احتمال تراکم در سطوح داخلی را در صورت کاهش دمای محلی به زیر نقطه شبنم افزایش می دهد. این تشکیل لایههای آب مایع روی عایقها میتواند باعث ردیابی (جریانهای نشتی سطحی) و فلاشاور شود که منجر به خرابی عمده عایق میشود.
تاثیر بر قوس - توانایی خاموش کردن
توانایی خاموش کردن قوس یک بریکر SF6 می تواند به دلیل رطوبت بیش از حد به خطر بیفتد. در حالی که مکانیسم اصلی خاموش کردن باقی می ماند، وجود بخار آب خواص ترمودینامیکی و شیمیایی مخلوط گاز در پلاسمای قوس را تغییر می دهد. این میتواند منجر به خنکسازی قوس کمتر و زمان خاموش شدن قوس بالقوه طولانیتر شود. مهمتر از آن، واکنش های شیمیایی تشدید شده در قوس، محصولات تجزیه و ترکیبات ساینده بیشتری تولید می کند که فرسایش و حفره شدن سطوح تماس بحرانی را تسریع می کند. این سایش قابلیت وقفه و طول عمر مکانیکی واحد قطع کننده را کاهش می دهد.
خوردگی و تخریب مواد
همانطور که گفته شد، محصولات جانبی اسیدی تشکیل شده از برهمکنش رطوبت، SF6 و انرژی قوس باعث خوردگی می شوند. این خوردگی قطعات فلزی را ضعیف می کند، مقاومت تماس را افزایش می دهد (که منجر به گرم شدن بیش از حد می شود) و یکپارچگی ساختاری قطعات را تخریب می کند. برای مواد پلیمری مانند عایق های اپوکسی، جذب رطوبت به تنهایی می تواند مقاومت سطح را کاهش دهد و ردیابی را ارتقا دهد. همراه با حمله اسیدی، باعث تخریب غیرقابل برگشت شیمیایی، ترک خوردگی و از دست دادن استحکام مکانیکی می شود که خطر جدی شکست فاجعه بار تحت فشار مکانیکی یا الکتریکی را به همراه دارد.
تشخیص و مانیتورینگ رطوبت در بریکرهای SF6
برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، نظارت بر سطوح رطوبت ضروری است. پارامتر استاندارد اندازه گیری شده نقطه شبنم (یا میزان رطوبت بیان شده بر حسب قسمت در میلیون حجم، ppmv) است که غلظت بخار آب در گاز را نشان می دهد. این معمولا انجام می شود:
- در محل:با استفاده از سنج های قابل حمل و کالیبره شده نقطه شبنم متصل به شیر نمونه گیری گاز شکن در طول تعمیر و نگهداری معمول.
- آنلاین:برخی از شکن های مدرن ممکن است سنسورهای رطوبت یکپارچه برای نظارت مداوم داشته باشند.
- تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی:نمونه برداری دوره ای گاز برای تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی جامع، که همچنین می تواند محصولات تجزیه را که قوس فعال یا خوردگی را تأیید می کند، شناسایی کند.
نظارت منظم در برابر محدودیتهای مشخصشده سازنده، امکان تعمیر و نگهداری پیشبینیشده را قبل از وقوع آسیب قابلتوجه فراهم میکند.
استراتژی های کاهش
کاهش موثر چند لایه است:
- پیشگیری:فقط از گاز SF6 با خلوص بالا و خشک و نیتروژن خشک تایید شده برای روش هایی مانند تست فشار استفاده می کند. اطمینان از یکپارچگی آب بندی بی عیب و نقص از طریق بررسی های منظم نشت (با نشتی یاب SF6 یا آشکارسازهای اولتراسونیک) و تعویض آب بندی.
- کم آبی بدن:اگر سطح رطوبت افزایش یابد، استفاده از واحد پردازش گاز متحرک SF6 برای استخراج، تصفیه، خشک کردن و چرخش مجدد گاز، اقدام اصلاحی استاندارد است. در موارد شدید آلودگی، گاز ممکن است نیاز به تعویض داشته باشد.
- جذب:بریکرها حاوی فیلترهای خشک کننده (الک های مولکولی) در داخل محفظه هستند تا رطوبت و محصولات تجزیه را در طول زمان جذب کنند. وضعیت و برنامه تعویض این فیلترها برای سلامت طولانی مدت حیاتی است.
- کنترل رویه:پروتکل های سختگیرانه برای هرگونه مداخله در سیستم گاز، در صورت امکان در شرایط آب و هوایی خشک انجام می شود.
مقایسه با انواع دیگر کلیدهای مدار
مقایسه باقطع کننده های خلاءومدار شکن قابنیاز به تفاوت ظریف دارد قطع کننده های خلاء در واقع ذاتاً در برابر اثرات رطوبت داخل بطری خلاء مهر و موم شده مصون هستند، جایی که محیط عایق و قطع کننده خلاء زیاد است. با این حال، عایق خارجی (بوشینگ ها، تکیه گاه ها) و مکانیزم مدار شکن قاب مربوطه که در هوا کار می کند هنوز در معرض رطوبت هستند، که می تواند باعث ردیابی سطح یا خوردگی در قسمت های در معرض دید شود.
مدار شکن های فریم که از هوا به عنوان عایق اولیه استفاده می کنند، مستقیماً تحت تأثیر رطوبت اتمسفر قرار می گیرند که قدرت دی الکتریک هوا را کاهش می دهد و باعث اکسیداسیون / خوردگی می شود. مکانیسمهای ضربه با انواع SF6 متفاوت است، اما نیاز به محیطهای کنترلشده یا طرحهای محافظ همچنان وجود دارد.
نتیجه گیری
در نتیجه، رطوبت یک عامل تخریب کلیدی برای شکن های SF6 است که یکپارچگی عایق، عملکرد خاموش کردن قوس و شرایط طولانی مدت مواد داخلی را تهدید می کند. به عنوان یک تامین کننده، من بر یک رویکرد جامع شامل آب بندی با کیفیت بالا، رویه های دقیق گاز و تعمیر و نگهداری، و نظارت فعال رطوبت برای اطمینان از قابلیت اطمینان و طول عمر این دارایی های حیاتی تاکید می کنم.
اگر نگران وضعیت بریکرهای SF6 خود هستید یا به تجهیزات و پشتیبانی باکیفیت نیاز دارید، توصیه میکنم با آن تماس بگیرید. تیم ما می تواند به نیازهای خرید شما کمک کند و در مورد شیوه های مدیریت گاز موثر برای سیستم شما راهنمایی ارائه دهد.
مراجع
- "شکن های مدار ولتاژ بالا: تئوری و عمل" نوشته ای جی فیلیپس
- "هماهنگی عایق برای سیستم های ولتاژ بالا" توسط E. Kuffel و WS Zaengl
- استانداردها و دستورالعمل های صنعت مربوط به قطع کننده های SF6 و کنترل رطوبت
