Buchholz-relé hiba. Herman Géza osztályvezető Automatika Osztály Paksi Atomerőmű Zrt. Siófok,

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Buchholz-relé hiba. Herman Géza osztályvezető Automatika Osztály Paksi Atomerőmű Zrt. Siófok, 2015.06.03-04"

Csongor Papp
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Buchholz-relé hiba Herman Géza osztályvezető Automatika Osztály Paksi Atomerőmű Zrt. Siófok,

2 Témavázlat Buchholz reléről röviden Meghibásodás ismertetése, tapasztalatai Whiskers jelenség Dendrites jelenség 2

3 3 Buchholz relé

4 4 Buchholz relé

5 5 Buchholz relé

6 Buchholz relé Buchholz reléről röviden Elhelyezkedése Transzformátor kazántest legmagasabb pontját a tágulási tartállyal (konzervátor) összekötő cső vízszintes szakasza Funkciói: Transzformátorban fejlődő (hiba)gáz összegyűjtése, egy bizonyos mennyiség felett erről jelzés képzése (Buchholz előjelzés). Jelentős gázfejlődés vagy olajvesztés esetén kioldás Transzformátor belső zárlatkor fellépő olajlökésre kioldás Teszt lehetőség, úszók szemrevételezése kémlelőablakon keresztül Összegyűlt hibagáz mintavételéhez szerelvény 6

felett erről jelzés képzése (Buchholz előjelzés).

7 7 Buchholz relé működése

8 8 Buchholz relé működése

9 9 Buchholz relé

10 10 Buchholz relé belső

11 Események 2014 év elején megszólalt az 1. blokk első főtranszformátor Buchholz védelme, ami blokk kieséssel járt (500 MW) Előjelzés nélkül, kioldó jel érkezett az egyik Buchholz relétől, amely pár perc múlva megszűnt. Az úszók alaphelyzetben látszottak. Védelmes munkahely eseménylistájából és 1000 V-os szigetelésvizsgálattal könnyen beazonosítható volt a hibás alkatrész (Buchholz-relé, kábel, sorkapocs, védelmi készülék közül) Intézkedés Hibás gázrelé cseréje, többi gázrelé (4 + 5 db) dokumentált szigetelésvizsgálata Egyedi hibának minősítettük az esetet A gyártó nem talált hibát 11

amely pár perc múlva megszűnt. Az úszók alaphelyzetben látszottak.

12 Események Kb. 2 hónappal később újabb indokolatlan Buchholz védelmi működés az 1. blokk második főtranszformátoránál. Eseménylistából és szigetelésvizsgálattal beazonosítás Kioldási jel képződött az egy olyan gázrelétől, amelyet az előző kieséskor szigetelésvizsgálattal ellenőriztünk. Az 1000 V-os szigetelésvizsgálat még egy további hibás gázrelét is feltárt. Intézkedés Két db gázrelé csere, többi gázrelé (3 + 5 db) dokumentált szigetelésvizsgálata Alapos, a gyártó bevonásával történő vizsgálatok a telephelyen, Pakson 12

szigetelésvizsgálattal ellenőriztünk. Az 1000 V-os szigetelésvizsgálat még egy további hibás gázrelét is feltárt.

13 Vizsgálatok 1. Szétszerelés nélkül a gázrelé sorkapcsán végzett mérések Kioldó fokozat üzemi állapotban történő mérése multiméterrel. Ellenállás mérése a relé sorkapcsán. (nyitott kioldó kontaktus, érték kb. 350 MΩ volt) Átütési feszültség mérése nagyon kis, µa-es áramtartományban. Az áram limitálására 11MΩ-os soros eszközt (multimétert feszültségmérésben) iktattunk be a kontaktussal sorba és a vizsgáló feszültség 25V-onkénti emelésével meghatároztuk az átütési feszültséget. A nagyon kis áramnak megfelelően, nem történhet a hibahelyen elváltozás, így a mérés ismételhető volt. (Az ok: az előző relét a gyári vizsgálatok során hibátlannak mérték) A mérést V tartományban az első átütésig végeztük. (video, átütés, letörés V között) 13

Az áram limitálására 11MΩ-os soros eszközt (multimétert feszültségmérésben) iktattunk be a kontaktussal sorba és a vizsgáló feszültség 25V-onkénti emelésével meghatároztuk az átütési

14 Vizsgálatok 2. A szétszerelést követő vizsgálatok. Az érzékelő test kiemelése után az előző pontban történő vizsgálat megismétlése abból a célból, hogy a szerelés alatt nem lépett-e fel esetleges változás.( nem volt változás) Kapocstábla mérése. Reed-relé belső vezetékek lekötése a kapocstábláról és az átütési feszültség mérése nagyon kis, µa -es áramtartományban. A mérés V DC tartományban az első átütésig kell végezni. 1000V-on szigetelési érték mérése. (nem volt hiba, 100GΩ felett) 14

lépett-e fel esetleges változás.( nem volt változás) Kapocstábla mérése.

15 15 Buchholz relé belső

16 Vizsgálatok 3. Reed cső vizsgálatai: A kikötött relén az átütési feszültség mérése az előzőek szerint. (letörés V között) Reed cső teljes kiszerelésével az előző pontban leírt elven a letörési feszültség mérés megismétlése. 16

17 17 Reed cső képe

18 Elemzés Eredmények, körülmények. Az átütés V között következett be, így egyértelművé vált a reed csövek hibája A kivezetések viszonylag közel vannak egymáshoz. Kb. 2-3 év üzemidő után jelentkezett az első hiba Nincs módszer a hiba korai felismerésére. Mekkora legyen a vizsgáló feszültség és milyen gyakran kellene alkalmazni. (Az 1000 V kevés volt, ha két hónappal később meghibásodott) A gyártónak nagyon bő a referencialistája (17000 db felett), nem ismert számukra ilyen jellegű meghibásodás. Nálunk a feszültségszint 220 V DC, a legtöbb helyen ennél alacsonyabb. A reed cső viszonylag új termék, a kivezetések anyagában volt változás (EU ólommentesítési direktíva). Whiskers jelenség? 18

(Az 1000 V kevés volt, ha két hónappal később meghibásodott) A gyártónak nagyon bő a referencialistája (17000 db felett), nem ismert számukra ilyen jellegű meghibásodás.

19 Mi a whiskers? Hajszerű kinövekedés a fém felületéből. Főleg nyomtatott áramköröknél és más villamos alkatrészeknél fordul elő. Hibás működést vagy rövidzárlatot okozhat I&C board Az es években már publikáltak róla 19

20 20 Mi a whiskers?

21 Az ón whiskers Az ón whiskerek néhány mikron átmérőjű (általában egykristály) kinövések, amelyek az ón bevonatból spontán növekednek. A növekedés mechanizmusa: 1. Az ónrétegen mechanikai feszültség keletkezhet: Galvanizálás után visszamaradó feszültségek Termo-mechanikai feszültségek Tisztán mechanikai feszültségek Intermetallikus (IMC) réteg és oxidáció okozta mechanikai feszültségek 21

22 Az ón whiskers 2. Az oxidréteg gyengébb pontjain a felszínre tör a whisker (video) 22

23 Whiskers képek Tranzisztor belső Wrappelt kötések 23

24 Whiskers képek Hermetikus reléláb?potencióméter 24

25 Whiskers képek Csatlakozó Forgókondenzátor 25

26 Whiskers képek Dióda kivezetés? Megszakító (ezüst) 26

27 Gyári vizsgálatok Gyári eredmények? A gyári vizsgálat nem igazolt whiskers jelenséget A belső üveggyöngy, amely az érintkező szárakat pozícionálta, el volt törve Megerősítés a középső elektródán lévő anyagkiválásra Hiba oka ismeretlen 27

28 28 Reed cső képek

29 29 Buchholz relé belső

30 Buchholz relé belső 30

31 Reed cső képek Törés 31

32 Megoldás? Relé csere a CO kontaktus helyett NO kontaktus. (nincs üveggyöngy, a távolságok nagyobbak) 32

33 33 Reed cső képek

34 34 Reed cső képek

35 Saját teória Az apró kinövekedések időnkénti átütéssel elpárologtak és az üveggyöngy bevezetési oldalán is kirakódhattak. Ehhez hozzájárulhatott az üveggyöngy törése miatti térerősség változás is. 35

36 Whisker? 36

37 37

38 Dendrit (kristály) Kristály, amely növekedése során elágazik. Az ilyen módon növekedő kristályok (dendrites növekedés) elágazó, fa-szerű megjelenést mutatnak. A dendrites kristályok természetes fraktálmintázatot képeznek. Ilyen kristályokat képez a víz is, a képen jellegzetes jégvirág látható, ablaküvegen. 38

39 39 Ezüst dendrites kristályosodás

40 Dendrites kristályosodás 40

41 Saját teória 2 Az apró kinövekedések időnkénti átütéssel elpárologtak és a keletkezett fémgőz a feszültség hatására a fémre jellemző dendrites alakzatban kristályosodtak. Ez a növekedés az üveggyöngyön is folytatódott és ez vezetett a villamos szigetelés leromlásához 41

42 Összegzés Whiskers és Dendrites kristályosodási jelenség létezik és talán több ismeretlen meghibásodást is megmagyarázhat. A whiskers jellegű kinövések néhány ma hatására eléghetnek, nyomtalanul eltűnhetnek. (megkeresés video) Bármilyen rendellenesség, felületi elváltozás esetén ki kell mondani a villamos szempontból a nem megfelelőséget Tapasztalatok megosztása az iparágban nagyon fontos. 42

43 43 Ez egy nem fosszilis maradvány (mészkőben), hanem mangán-oxid dendrite,

Hasonló dokumentumok

Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT A Mathematikai és Természettudományi Értesítõt az Akadémia 1882-ben indította A Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd 1891-ben alapította LXII. évfolyam