Способ контроля состояния фторопластового сопла элегазового выключателя Советский патент 1983 года по МПК H01H33/72 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ФТОРОПЛАСТОВОЮ СОПЛА ЭЛЕГАЭОВОЮ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к высоковольт ным коммутационным элегазовым аппаратам и может быть использовано для оценки состояния дугогасительного уст ройства с фторопластовым соплом.

В элегааовом выключателе в резуль, тате коммутаций происходит выгорание горловинь фторопластового сопла, которое формирует поток гасящего дугу эпегаза и определяет его динамические характеристики.; По мере выгорания сопла и увеличения диаметра его горловины происходят нежелательные измене ния характеристик потока элегаза. тому. значение диаметра горловины лимнн тируется с цепью предотвращения отказа выключателя при вьшолнении операции отключения тока. Вывод аппарата из работы производится по выработка ресурса операций вкл очени5 -отключения, количество которых фиксируется специ; ально установленным счетчиком, или

учетом их оперативным персоналом подстанции.

Известен способ, опреде1Ш1С1ший нижний предел числа операций: каждый полюс газового выключателя без осмотра в ремонта дугогасительного устройства должен допускать суммарное чвсло оп раций включения и отключения при определенной велвчине тока короткого замы.кания: при величине тока 6О-1ОО% от 2О кА не менее 16; до 31,5 кА 12j до 4О кА 1О; до 5О кА 6i до 63 кА и более 6, причем число отключений должно составлять не менее) 2/3 суммарного чЕЕСла сэтераций. Согласование ресурса операций в износа сопла ocymect вляется разработчиком в период конструирования оборудсфания в проверяется на опытных офазцах Cl } .

Однако разработчик закяадьгаает су шественные. запасы в тем самым удорояСает конструкцию в эксплуатацию.

Наиболее близким техническим решенвем к пред югаемому является способ. 3©91 который регламентирует допустимое для каждого полюса выключателя без осмот ра и ремонта суммарное число операций включения (6) и отключения (0): -для токов от 60 до 1ОО% номвнального тока отключения операций, в том числе 11 операций 0 -для токов от 30 до 60% Одп- 30 операций, в том числе 20 операций О; -при нагрузочных токах, близких к номинальному } - 1000 операций, в том числе 5ОО операций О. В процессе эксплуатации предусмот рены контрольно-профилактические работы и ремонты По. выполнении указанного числа операций выключатель ревизуется, выводитс из работы, вскрывается, разбирается, оп ределяются размеры сопла и сопоставляются с допустимыми. При известном способе определения времени вывода выключателя в ревизию по числу коммутаций параметр - диагметр горловины сопла остается неизвест ным до момента вскрытия оборудования, т.е. характеристика, на основании которой можно делать вьгоод о продолжении работы аппарата или выводе его в ревизию, определяется уже после того, как аппарат вьтеден из эксплуатации. В работе выключателя в энергосистеме возможны самые разнообразные варианты и комбинации как по отключаемым токам так и по времени горения дуги. Поэтому учитьшая заложенные запасы, в ревизию зачастую выводят аппарат, реальный ресурс дугогашения которого, определяемый диаметром горловины фторопластово го сопла, может быть еще не вьфаботан С 2 7 . Однако возможны и случаи отказа выключателя в результате преждевременного износа сопла. Таким образом, для принятия обоснованного решения о выводе выключателя в ревизию по причине износа сопла необходимо располагать данными о диаметре горловины сопла. Целью изобретения является увеличение надежности эксплуатации выключат ля путем диагностики состояния сопла. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля состояния фторопластового сопла элегазового выключателя, включающему контрольно-про филактические осмотры, провидят хроматографический анализ проб элегаза в процессе эксплуатации выключателя на содержание СР4 и S Ft, определяют поерю веса сопла на основании Исасодвых о) и текущих () весовых процентных онцентраций СРд и SF из выражения С ,4.:. /Сл- 401 (4 Vl rVsrJ износ фтбропластового сопла на осноании сравнения полученной величины с (И1устимой потерей веса фторопластовоо сопла af , регламентированной для анного типа аппарата, |(др/л|.). 1ОО. Выражение для дР находится из неравентвадопустима значение L ,„р,„ 44 яется из стехиометрического соотношеия фторирования фторопласта в среде легаза по допустимой потере веса РЛ(|) фторопластового сопла, объема ппарата (м), плотности-элэгаза в апарате р (кг/м ) и коэффициента пропориональности К. -f,l3-10J /причемзначение коэффициента К лежит в преде- . лах 0,6-10. Пределы определяются экспериментально И- аавксят от материала сопла типа выключателя и регламент руемого режима работы аппарата, Выгорание фторопласта во фторирующей элегаза протекает с образованием четырехфтористого углерода )п 2Рб - 4 Если образование четь1рехфтористой среды является следствием многих процессов, то образование четырехфтористого углерода практически однозначно характеризует фторирование фтороплаота. На основании анализа элегаза на со держание четырехфтористого углерода определяется количество выгоревшего фторопласта. Физико-химическая суть явления выражается уравнением 88K4P-Cgp CF/ где 4Cj.p - прирост концёвпфаиии 4DOT- %. Р - кониентрацвя 5F|,, вес%; Г - объем эпегаза при Р и температуре Т, м р - плотность элегаза при дав пении Р и температуре Т, Й;Р - износ сопла, rj. ; 68 . - стехиометрическое соотноше нне по уравнению реакции фторирования; 1C - коэффициент пропорцион 1льности, учитывакяций побочные реакции и явления (например, механический отрыв фторопласта, образование Ср за счет других источнике, образование высших членов гомологического ряда . и проч).Поскольку концентрации элегаза, Tai& же как и, концентрация четырехфтористог углерода определяется в результате газового анализа, то уравнение удобно представить в виде ..,,,,„-.МР Исходя из лимитируемого диаметра горловины и геометрических размеров сопла, рассчитывается -величина допустимого износа (,) по уравнению (2) допустимое соотношение концентрацийtrp а КлРа U 1ЛЬ-10 БРб/дКоэффициент пропорциональности К зависит от типа и режима работы М11клю чгателя и равен, например, 0,8. Условие предотвращения Отказа элегазового выключателя заключается в том, чтойл износ сопла, .определяемый по приросту конце нтраций йС, не превьпиал допустимый А РЗ ufXuP (4) или с использованием уравнений (2) и (3) E. CF4 IIIII « ™ fcee-«™™ii - SF6/д 1,1ЬЧО -К 1,7ЬИО-%р..К Поскольку VP в любых условиях для герметичного аппарата означает массу ааклкяенного в аппарате элегааа| то выражение (5) у41рошается %Й / vJfeJrt где - 8 - текущее и оачапьиче концентраций, вес, %. Если условие по уравнению (7) не выполняется, это означает, что ресурс сопла исчерпан и аппарат должен быть выведен в реввзЕюГ На чертеже показан пример для првманения предлагаемого способа для определения износа сопла в автопневматическом выключателе с ьемом 1,8 м с давл нием элегааа 4 бар при 2СРс (т.е. b 25,21 кг/м). Допустимый диаметр горловины Э-)37 мм, do 34 мм, мм, g 10 мм. Перед пуском в эксплуатацию берется проба элегаза. Данные, газового а1шлиза перед пуском в эксплуатацию: ССср4.О,О21 вес.%, С|р 98,43О вес.%. После 1-го цикла отклбочений данные газового анализа: Cj-p О,О25 вес.%, . 98,352вес.%. После цикла отключений данные газового анализа: 0, О,ОЗО вес,% CSPJ, 98,35О . Для данного типа выключателя ,8. Требуется опред&« лить состояние сопла н составить заклю- чение о работоспособности дутогасительного устройства выключателя. Рассчитаем 4 Р, исходя из геомет рических размеров сопла лРгЯф-т- -«з) где РФ - плотность фторопласта, равная 2,2 г/см. .-|(v-3,4Z)2l,.,,,br. Рассчитываем значение уравнению (3) L м,7Ь.10--Щ --в,МО-. V SFeV/«. О|феделяем с стояние сопла после первого цикла коммутаций. В левой части у неравенства (7) имеем