Tester Completo SF6: Guida alla Diagnostica Combinata di Multi-Parametro del Gas e Identificazione delle Modalità di Guasto Interno

Un guasto latente GIS bloccato dall'analisi dei componenti del gas nonostante un test di tenuta di tensione "superato"

Durante i test di consegna su nuove apparecchiature GIS in una certa sottostazione, il test di tenuta di tensione è stato superato senza problemi e i controlli di routine dell'isolamento non hanno rivelato anomalie. Tuttavia, nella fase di test del gas, i tecnici hanno riscontrato che i livelli di SO2 e H2S in un compartimento del gas erano significativamente più alti rispetto agli altri compartimenti, ed è stato rilevato anche HF. L'apparecchiatura è stata immediatamente sospesa dalla messa in servizio e aperta per l'ispezione, che alla fine ha rivelato segni di scarica parziale causati da una bava di assemblaggio all'interno di quel compartimento. Se l'apparecchiatura fosse stata messa in servizio basandosi solo sul risultato del test di tenuta di tensione, questa scarica latente a bassa energia si sarebbe sviluppata lentamente durante il funzionamento e avrebbe potuto portare a un grave incidente.

Questo caso rivela un'intuizione chiave nei test delle apparecchiature SF6: il test di tenuta di tensione esamina se l'apparecchiatura può attualmente sopportare la tensione, mentre l'analisi dei componenti del gas registra ciò che è accaduto e sta accadendo all'interno dell'apparecchiatura. Leggendo il gas, si può leggere il vero stato interno dell'apparecchiatura.

Perché un singolo parametro non è sufficiente: i tre parametri formano un "pacchetto di controllo dello stato del gas delle apparecchiature SF6"

Il test del gas SF6 comprende tre dimensioni, ognuna delle quali risponde a una domanda diversa, e tutte sono indispensabili:

Un singolo strumento completa tutti e tre i test con un unico collegamento. Ciò non solo consente di risparmiare gas SF6 e riduce il carico di lavoro sul campo, ma soprattutto garantisce che tutti e tre i set di dati provengano dallo stesso compartimento del gas nello stesso momento, rendendo possibile la diagnostica combinata.

Fondamenti di chimica della decomposizione SF6: da dove provengono i gas caratteristici

Il SF6 puro è chimicamente estremamente stabile e altamente inerte. Tuttavia, quando si verificano archi, scintille, scariche parziali o surriscaldamento ad alta temperatura all'interno dell'apparecchiatura, il SF6 si decompone in SF4, SF2 e fluoruri inferiori di zolfo e fluoro. Questi prodotti primari reagiscono ulteriormente in presenza di tracce di umidità e ossigeno, e interagiscono con i contatti, i materiali metallici e i materiali isolanti solidi per produrre componenti caratteristici di significato diagnostico:

SF4 e SOF2 reagiscono con l'acqua per generare SO2 e HF; lo zolfo reagisce con l'ossigeno per generare SO2.

Reazioni con materiali di contatto/alloggiamento come rame e alluminio generano polveri di fluoruro metallico (ad esempio, fluoruro di rame, fluoruro di alluminio).

Quando il guasto coinvolge isolanti solidi organici come resina epossidica e PTFE, vengono prodotti CO, CO2 e CF4.

H2S appare spesso insieme a processi di scarica/arco più significativi.

Il tipo, la concentrazione e il rapporto dei prodotti di decomposizione "registrano" congiuntamente il livello di energia del guasto, i materiali coinvolti e il suo processo di sviluppo. Scariche parziali/scintille a bassa energia si decompongono in piccole quantità e si accumulano lentamente, eppure sono le più facilmente trascurate dai test di routine - precisamente il focus dei test del gas sotto tensione.

Principi di misurazione a tre parametri

Umidità: un sensore di umidità di precisione importato ad alta accuratezza misura la temperatura del punto di rugiada del gas e la converte automaticamente in contenuto di umidità (µL/L, ovvero PPM); risposta rapida e buona stabilità.

Purezza: un sensore di conducibilità termica con compensazione della temperatura misura la percentuale volumetrica di SF6 in base alla differenza di conducibilità termica tra SF6 e gas di fondo come l'aria.

Prodotti di decomposizione: sensori elettrochimici importati dall'Europa rilevano separatamente SO2, H2S, CO e HF, con un limite di rilevamento fino a 0,1 ppm (CO a 1 ppm).

Lo strumento è dotato di calibrazione automatica dello zero della sonda, che elimina automaticamente gli errori di sistema causati dalla deriva dello zero, garantendo l'accuratezza della misurazione ogni volta.

Matrice di parametri tecnici e capacità diagnostica

Tester completo SF6, struttura con maniglia portatile, touchscreen da 7 pollici; il pannello è dotato di ingresso gas, valvola di regolazione e interruttore di alimentazione.

Purezza SF6 (metodo a conducibilità termica)

Umidità (punto di rugiada / contenuto di umidità)

Prodotti di decomposizione (elettrochimici)

Strumento e ambiente

Procedura operativa di diagnostica combinata in sette passaggi

Collegamento in loco: collegare l'estremità filettata del tubo di misurazione al connettore dell'interruttore dell'apparecchiatura e stringere con una chiave; chiudere la valvola di regolazione del flusso sul pannello host; collegare un'estremità del raccordo rapido all'ingresso del rilevatore di prodotti di decomposizione e collegare il tubo di scarico all'uscita.

Autocalibrazione all'accensione: accendere l'alimentazione; lo strumento si inizializza e calibra automaticamente il punto zero; controllare l'indicatore della batteria nell'angolo in alto a destra e caricare prima se la batteria è scarica (la misurazione può procedere durante la ricarica).

Misurazione punto di rugiada / contenuto di umidità: aprire prima la valvola a spillo del tubo di misurazione, quindi utilizzare la valvola di flusso del pannello per regolare il flusso a circa 0,5 SLM; la prima misurazione richiede 5~10 minuti a causa dell'aria residua nei tubi, mentre le misurazioni successive sull'apparecchiatura richiedono 3~5 minuti.

Misurazione purezza: regolare il flusso a circa 0,2 SLM e leggere la percentuale di SF6.

Misurazione prodotti di decomposizione: a un flusso di circa 0,2 SLM, leggere SO2, H2S, CO e HF; quando le concentrazioni superano anormalmente il limite, si raccomanda di misurare due volte per conferma.

Interpretazione combinata: combinare i tre parametri, la temperatura e l'umidità ambiente e la linea di base storica dell'apparecchiatura, confrontare con la tabella delle modalità di guasto per un giudizio completo e decidere se monitorare, ri-testare o aprire l'apparecchiatura per l'ispezione.

Salva, archivia e termina: inserire il numero del test per salvare i dati (stampabili); dopo il test, chiudere prima la valvola a spillo, quindi scollegare i tubi dall'apparecchiatura e dallo strumento in sequenza; dopo aver misurato apparecchiature ad alta concentrazione, pulire i tubi con azoto/aria pulita; spegnere lo strumento al termine di tutti i lavori.

Gas caratteristici e identificazione delle modalità di guasto