Диагностический контроль состояния элегазового оборудования (стр. 6 )

(/)* – (/)° = 1,41ж10–3Qс /(V).

где звездочкой обозначены значения после серии коммутаций, а кру­жочком — значения при пуске в эксплуатацию. Откуда износ сопла

Qс = 710V[(/)* – (/)°]. (5.10)

Условие предотвращения отказа элегазового выключателя заключает­ся в том, чтобы износ сопла не превышал допустимый, Qдс, т. е. Qс £ Qдс. Если условие не выполняется, это означает, что ресурс сопла исчерпан и аппарат должен быть выведен в ревизию. Значение допустимого износа Qдс задается разработчиком и должно быть указано в технической доку­ментации.

Пример 5.2. Определить текущий износ сопла выключателя по данным анализа. До­пустимый износ сопла 2,76 г. Вес элегаза в выключателе 45,38 кг.

Данные анализа, %-масс.:

	СF4	SF6
до коммутации	0,021	99,53
после коммутации	0,030	99,52

Определяем износ сопла по уравнению (5.10):

Qс = 710ж45,38ж[(0,030/99,52) – (0,021/99,53)] = 2,91 г.

Расчетный износ превышает норму: ресурс сопла исчерпан, выключатель должен быть выведен в ревизию.

ДИАГНОСТИКА ГРАФИТОВОГО СОПЛА

В соответствии с уравнением химической реакции горения графита в плазме шестифтористой серы

C + 2SF6 = CF4 + 2SF4

физико-химическая сущность явления выражается уравнением

D = 88kQс/(12V1000), (5.11)

где обозначения аналогичны обозначениям в уравнении (5.9) и, также принимая k = 0,8, текущий износ графитового сопла Qс определяется по уравнению (5.12), аналогично уравнению (5.10)

Qс = 170V [(/)* – (/)°], (5.12)

ДИАГНОСТИКА ДУГОПРИЕМНЫХ КОНТАКТОВ

Для металлических контактов. Обсуждение этого вопроса имеет пока только теоретическое значение. Практически использовать его можно при испытаниях экспериментальных образцов. Износ контак­тов определяется по газовому анализу. Уравнение химической реакции (брутто-уравнение) с учетом фторирования фторопласта можно запи­сать следующим образом

zSF6 + nMe + (— CF2 —)y = (z + x – n – y)SF6 + yCF4 + nMeF2 +

+ (n – 2x + y)SF4 + xSF2.

Исходя из этого уравнения, по измеренным концентрациям четырех­фтористой и двухфтористой серы, а также по приросту концентрации четырехфтористого углерода можно определить расход металла, если известна масса элегаза в выключателе.

Поскольку метод анализа (пп. 2.1.1) определяет весовую концентра­цию в процентах, то

число молей образовавшегося	CF4	y = Dm1000/(100ж88)
	SF4	n – 2x + y = m1000/(100ж108)
	SF2	x = m1000/(100ж70)

где m — масса элегаза, кг. Отсюда число молей металла, вовлеченного в реакцию,

n = [(/108) + (2/70) – (D/88)]10m (5.13)

и потеря веса контактов (износ)

Qк = nMср, (5.14)

где Mср — средняя молекулярная масса металла (сплава).

Таким образом, на основании ряда анализов элегаза из выключателя, который для этого исследования не оснащен адсорбционными патрона­ми, представляется возможность без вскрытия аппарата получить сведе­ния о величине износа дугогасительных контактов.

Пример 5.3. Определить износ контактов по результатам анализа. Выключатель с 1,5 кг элегаза. Материал контакта — медь-вольфрам 50:50.

Данные анализа, %-масс.:

	СF4	SF4	SF2
до коммутации	0,01	0	0
после коммутации	0,016	0,22	0,02

Определяем число молей металла, вовлеченного в химическую реакцию по уравнению (5.13):

n = [(0,22/108) + (2ж0,02/70) – (0,016 – 0,010)/88)]ж10ж1,5 = 0,038.

Средняя молекулярная масса сплава (64 + 184)/2 = 124 г.

Износ контактов [уравнение (5.14)]: 124ж0,038 = 4,7 г.

Для графитовых контактов. При выполнении акта дугогаше­ния на графитовых электродах (в отсутствие сопла) «выгоранию» под­вергается графит. Химическая реакция брутто

C + 2SF6 = CF4 + 2SF4.

Масса выгоревшего контакта Qк, г, в соответствии с этой химической реакцией по аналогии с уравнением (5.12) и при допущении, что k = 0,8, равна

Qк = 170m[(/)* – (/)°], (5.15)

где m — масса элегаза в аппарате, кг; C — концентрация, %-масс.; звез­дочкой обозначены значения после серии коммутаций, а кружочком — значения при пуске в эксплуатацию. Поскольку четырехфтористый уг­лерод не поглощается адсорбентом в атмосфере элегаза, то этот расчет может выполняться в ходе эксплуатации оборудования.

ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ АДСОРБЕНТА

Диагностика состояния адсорбента не является целью диагностиче­ских мероприятий. И мы упоминаем об этом только для того, чтобы обозначить такую возможность и определить ее место в системе при­оритетов.

Если в аппарате обнаружена кислотность — это показатель того, что адсорбент не в состоянии выполнять свои функции. Это относится к вы­ключателю за пределами 48 часов после последней коммутации тока и к прочим аппаратам, оснащенным адсорбционными устройствами. На­личие кислотности одновременно характеризует, с одной стороны, из­расходование ресурса адсорбента, а с другой — неисправность аппарата. И только когда уровень кислотности достигнет значения, определенного критерием предельного состояния, можно будет определить состояние

аппарата как предельное. Если ресурс адсорбента исчерпан по параметру кислотности, то ресурс этого адсорбента не может быть восстановлен и дальнейшее его использование по этому назначению невозможно.

По параметру влажности выполнять расчеты параметра состояния адсорбента — вообще нецелесообразно. Свойства адсорбента по отно­шению к воде меняются в широком диапазоне в зависимости от темпе­ратуры. Поэтому его возможности должны рассматриваться с позиций обеспечения заданных функции аппарата: выполнять основную функ­цию в заданном диапазоне температуры. Этот вопрос решается путем определения соответствия влажности элегаза в аппарате нормативу влажности (гл. 4, п. 4.8). Ресурс адсорбента по воде можно считать ис­черпанным, если он не обеспечивает функционирование аппарата во всем диапазоне рабочей температуры. Но это состояние характеризу­ет только частичную неработоспособность аппарата. Однако израсходо­вание ресурса адсорбента по воде не означает невозможности восстано­вить его частично (путем замены элегаза, что, правда, весьма неэффек­тивно) или полностью посредством прокаливания (при ремонте аппара­та с разборкой).