اختبار شامل لغاز SF6: دليل التشخيص المجمع لمعلمات الغاز المتعددة وتحديد أنماط الأعطال الداخلية
عطل كامن في نظام GIS محجوب بتحليل مكونات الغاز على الرغم من اجتياز اختبار تحمل الجهد
خلال اختبارات التسليم للمعدات الجديدة لنظام GIS في محطة فرعية معينة، اجتاز اختبار تحمل الجهد بسلاسة ولم تكشف فحوصات العزل الروتينية عن أي شذوذ. ومع ذلك، في مرحلة اختبار الغاز، وجد الفنيون أن مستويات SO2 و H2S في حجرة غاز واحدة كانت أعلى بكثير من الحجرات الأخرى، وتم اكتشاف HF أيضًا. تم تعليق تشغيل المعدات فورًا وفتحها للتفتيش، مما كشف في النهاية عن علامات تفريغ جزئي ناتجة عن نتوء تجميعي داخل تلك الحجرة. لو تم وضع المعدات في الخدمة بناءً على نتيجة اختبار تحمل الجهد فقط، لكان هذا التفريغ الكامن منخفض الطاقة قد تطور ببطء أثناء التشغيل وكان من الممكن أن يؤدي إلى حادث كبير.
تكشف هذه الحالة عن رؤية رئيسية في اختبار معدات SF6: يدرس اختبار تحمل الجهد ما إذا كانت المعدات يمكنها حاليًا تحمل الجهد، بينما يسجل تحليل مكونات الغاز ما حدث وما يحدث حاليًا داخل المعدات. بقراءة الغاز، يمكن قراءة الحالة الداخلية الحقيقية للمعدات.
لماذا لا يكفي معامل واحد: المعلمات الثلاث تشكل "حزمة فحص صحة غاز معدات SF6"
يتكون اختبار غاز SF6 من ثلاثة أبعاد، كل منها يجيب على سؤال مختلف، وجميعها لا غنى عنها:
| بعد الكشف | السؤال المطروح | مؤشر الشذوذ |
|---|---|---|
| الرطوبة (نقطة الندى / محتوى الرطوبة) | هل الغاز جاف؟ | فشل الختم مع تسرب الرطوبة، مجفف مشبع، تعبئة بغاز غير مؤهل؛ الرطوبة تقلل العزل بشكل كبير وتشارك في تفاعلات التحلل |
| نقاوة SF6 | هل الغاز نقي؟ | تسلل الهواء بعد التسرب، خلط غازات مختلفة، معالجة استعادة غير مكتملة |
| منتجات التحلل | هل يوجد عطل داخلي؟ | عيوب داخلية مثل القوس الكهربائي، الشرارة، التفريغ الجزئي، وارتفاع درجة الحرارة؛ الدليل الأساسي لتشخيص الأعطال |
جهاز واحد يكمل جميع الاختبارات الثلاثة بتوصيل واحد. هذا لا يوفر غاز SF6 ويقلل من عبء العمل في الموقع فحسب، بل الأهم من ذلك يضمن أن جميع مجموعات البيانات الثلاث تأتي من نفس حجرة الغاز في نفس اللحظة، مما يجعل التشخيص المجمع ممكنًا.
أساسيات كيمياء تحلل SF6: من أين تأتي الغازات المميزة
غاز SF6 النقي مستقر للغاية كيميائيًا وخامل للغاية. ومع ذلك، عند حدوث قوس كهربائي، شرارة، تفريغ جزئي، أو ارتفاع درجة الحرارة داخل المعدات، يتحلل SF6 إلى SF4 و SF2 والفلوريدات الأقل من الكبريت والفلور. تتفاعل هذه المنتجات الأولية بشكل أكبر في وجود آثار من الرطوبة والأكسجين، وتتفاعل مع نقاط التلامس والمواد المعدنية ومواد العزل الصلبة لإنتاج مكونات مميزة ذات أهمية تشخيصية:
يتفاعل SF4 و SOF2 مع الماء لتوليد SO2 و HF؛ يتفاعل الكبريت مع الأكسجين لتوليد SO2.
تفاعلات مع مواد التلامس/الغلاف مثل النحاس والألمنيوم تولد مساحيق فلوريد معدنية (مثل فلوريد النحاس، فلوريد الألمنيوم).
عندما يشمل العطل عزلًا صلبًا عضويًا مثل الراتنج الإيبوكسي و PTFE، يتم إنتاج CO و CO2 و CF4.
يظهر H2S غالبًا مع عمليات تفريغ/قوس كهربائي أكثر أهمية.
نوع وتركيز ونسبة منتجات التحلل "تسجل" بشكل مشترك مستوى طاقة العطل والمواد المعنية وعملية تطوره. التفريغ الجزئي/الشرارة منخفضة الطاقة تتحلل بكميات صغيرة وتتراكم ببطء، ومع ذلك فهي الأكثر سهولة في تفويتها بواسطة الاختبارات الروتينية - وهي بالضبط محور تركيز اختبار الغاز النشط.
مبادئ قياس المعلمات الثلاث
الرطوبة: يقيس مستشعر رطوبة عالي الدقة مستورد بدقة درجة حرارة نقطة الندى للغاز ويحولها تلقائيًا إلى محتوى الرطوبة (ميكرولتر/لتر، أي جزء في المليون)؛ استجابة سريعة واستقرار جيد.
النقاوة: يقيس مستشعر الموصلية الحرارية مع تعويض درجة الحرارة نسبة حجم SF6 بناءً على الفرق في الموصلية الحرارية بين SF6 والغازات الخلفية مثل الهواء.
منتجات التحلل: تكشف مستشعرات كهروكيميائية مستوردة من أوروبا عن SO2 و H2S و CO و HF بشكل منفصل، مع حد كشف يصل إلى 0.1 جزء في المليون (CO عند 1 جزء في المليون).
يتميز الجهاز بمعايرة صفر تلقائية للمسبار، والتي تقضي تلقائيًا على أخطاء النظام الناتجة عن انحراف الصفر، مما يضمن دقة القياس في كل مرة.
مصفوفة المعلمات الفنية وقدرة التشخيص
جهاز اختبار شامل لغاز SF6، هيكل مقبض محمول، شاشة لمس 7 بوصة؛ اللوحة مزودة بمدخل غاز وصمام تنظيم ومفتاح طاقة.
نقاوة SF6 (طريقة الموصلية الحرارية)
| البند | المواصفات |
|---|---|
| نطاق القياس / الدقة | 0 ~ 99.99% / ±1.0% |
| التكرار | ±0.5% |
الرطوبة (نقطة الندى / محتوى الرطوبة)
| البند | المواصفات |
|---|---|
| نطاق نقطة الندى / الدقة / الدقة | -80 ~ +20 درجة مئوية / ±0.5 درجة مئوية / 0.1 درجة مئوية |
| نطاق محتوى الرطوبة | 0.05 ~ 23100 ميكرولتر/لتر |
| وقت الاستجابة (+20 درجة مئوية) | -60 → +20: 5 ثوانٍ (63%)، 45 ثانية (100%)؛ +20 → -60: 10 ثوانٍ (63%)، 240 ثانية (100%) |
منتجات التحلل (كهروكيميائية)
| المكون | النطاق | الدقة/التكرار | حد الكشف |
|---|---|---|---|
| SO2 | 0 ~ 100 جزء في المليون | ±0.5% / ≤2% | ≤0.1 جزء في المليون |
| H2S | 0 ~ 100 جزء في المليون | ±0.5% / ≤2% | ≤0.1 جزء في المليون |
| CO | 0 ~ 1000 جزء في المليون | ±0.5% / ≤2% | ≤1 جزء في المليون |
| HF | 0 ~ 10 جزء في المليون | ±0.5% / ≤2% | ≤0.1 جزء في المليون |
الجهاز والبيئة
| البند | المواصفات |
|---|---|
| ضغط الخط / الرطوبة المحيطة | ≤1 ميجا باسكال / 0 ~ 90% رطوبة نسبية |
| درجة الحرارة المحيطة / درجة حرارة التشغيل | -20 ~ +55 درجة مئوية / -30 ~ +70 درجة مئوية |
| مصدر الطاقة | AC220V±10%، 50 هرتز؛ بطارية ليثيوم مدمجة ذات سعة كبيرة، شحن لمدة 10 ساعات، تشغيل مستمر >12 ساعة |
| العرض / التخزين | شاشة لمس كبيرة 7 بوصة تعرض نقطة الندى، محتوى الرطوبة، النقاوة، SO2/H2S/CO/HF، ودرجة الحرارة/الرطوبة/الوقت في الوقت الفعلي؛ 1000 مجموعة بيانات |
| الموصل / الأبعاد / الوزن | موصل ذاتي القفل مستورد، مانع للتسرب؛ 280*190*300 ملم؛ 7.6 كجم |
إجراء تشغيل التشخيص المجمع المكون من سبع خطوات
التوصيل في الموقع: قم بتوصيل الطرف الملولب لأنبوب القياس بموصل المفتاح الخاص بالمعدات وقم بشده باستخدام مفتاح ربط؛ أغلق صمام تنظيم التدفق على لوحة المضيف؛ قم بتوصيل أحد طرفي وصلة التوصيل السريع بمدخل كاشف منتجات التحلل وقم بتوصيل أنبوب العادم بالمخرج.
المعايرة الذاتية عند التشغيل: قم بتشغيل الطاقة؛ يقوم الجهاز بالتهيئة ومعايرة نقطة الصفر تلقائيًا؛ تحقق من مؤشر البطارية في الزاوية اليمنى العليا، وقم بالشحن أولاً إذا كانت البطارية منخفضة (يمكن متابعة القياس أثناء الشحن).
قياس نقطة الندى / محتوى الرطوبة: افتح أولاً صمام الإبرة لأنبوب القياس، ثم استخدم صمام التدفق الموجود على اللوحة لتنظيم التدفق إلى حوالي 0.5 SLM؛ يستغرق القياس الأول 5-10 دقائق بسبب الهواء المتبقي في الأنابيب، بينما تستغرق القياسات اللاحقة على المعدات 3-5 دقائق.
قياس النقاوة: قم بتنظيم التدفق إلى حوالي 0.2 SLM واقرأ نسبة SF6.
قياس منتجات التحلل: عند تدفق حوالي 0.2 SLM، اقرأ SO2 و H2S و CO و HF؛ عندما تتجاوز التركيزات الحد بشكل غير طبيعي، يوصى بالقياس مرتين للتأكيد.
التفسير المجمع: اجمع المعلمات الثلاث ودرجة الحرارة والرطوبة المحيطة، وخط الأساس التاريخي للمعدات، وقارن مع جدول أنماط الأعطال للحصول على حكم شامل، وقرر ما إذا كنت ستتبع، أو تعيد الاختبار، أو تفتح المعدات للتفتيش.
الحفظ والأرشفة والإنهاء: أدخل رقم الاختبار لحفظ البيانات (قابلة للطباعة)؛ بعد الاختبار، أغلق صمام الإبرة أولاً، ثم افصل الأنابيب عن المعدات والجهاز بالتتابع؛ بعد قياس المعدات ذات التركيز العالي، قم بتنظيف الأنابيب بالنيتروجين/الهواء النظيف؛ قم بإيقاف تشغيل الجهاز بعد اكتمال جميع الأعمال.
تحديد الغازات المميزة وأنماط الأعطال
| نمط العطل | الخصائص النموذجية | الإجراء الموصى به |
|---|---|---|
| تفريغ القوس الكهربائي | تركيزات عالية من SO2 و H2S، غالبًا ما تكون مصحوبة بمسحوق فلوريد معدني أبيض/رمادي و HF مزعج | قم بإيقاف التشغيل وتفتيش نقاط التلامس والعزل؛ بعد المعالجة، استبدل/قم بتنقية الغاز وأعد الاختبار |
| تفريغ جزئي / تفريغ شراري | ترتفع مستويات SO2 و HF ببطء، بتركيز منخفض ولكنها تنمو باستمرار |