Ένας διακόπτης κυκλώματος στον οποίο χρησιμοποιείται αέριο υπό πίεση SF6 για την κατάσβεση του τόξου ονομάζεται διακόπτης κυκλώματος SF6. Το αέριο SF6 (εξαφθοριούχο θείο) έχει εξαιρετικές διηλεκτρικές, χημικές και άλλες φυσικές ιδιότητες σβέσης τόξου που έχουν αποδείξει την υπεροχή του έναντι άλλων μέσων σβέσης τόξου όπως το λάδι ή ο αέρας. Ο διακόπτης κυκλώματος SF6 χωρίζεται κυρίως σε τρεις τύπους:
- Διακόπτης κυκλώματος χωρίς έμβολο
- Διακόπτης κυκλώματος μονού εμβόλου.
- Διακόπτης κυκλώματος διπλού εμβόλου.
Ο διακόπτης κυκλώματος που χρησιμοποιούσε αέρα και λάδι ως μονωτικό μέσο, η δύναμη πυρόσβεσης του τόξου συσσωρεύτηκε ήταν σχετικά αργός μετά την κίνηση του διαχωρισμού επαφής. Στην περίπτωση των αυτόματων διακοπτών υψηλής τάσης χρησιμοποιούνται ιδιότητες γρήγορης εξάλειψης τόξου που απαιτούν λιγότερο χρόνο για γρήγορη ανάκτηση, συσσωρεύεται τάση. Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 έχουν καλές ιδιότητες από αυτή την άποψη σε σύγκριση με τους διακόπτες κυκλώματος λαδιού ή αέρα. Έτσι σε υψηλή τάση έως 760 kV χρησιμοποιούνται διακόπτες κυκλώματος SF6.
Ιδιότητες του διακόπτη εξαφθοριούχου θείου
Το εξαφθοριούχο θείο έχει πολύ καλές ιδιότητες μόνωσης και σβέσης τόξου. Αυτές οι ιδιότητες είναι
- Είναι άχρωμο, άοσμο, μη τοξικό και μη εύφλεκτο αέριο.
- Το αέριο SF6 είναι εξαιρετικά σταθερό και αδρανές και η πυκνότητά του είναι πέντε φορές μεγαλύτερη από αυτή του αέρα.
- Έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα καλύτερη από αυτή του αέρα και βοηθά στην καλύτερη ψύξη των εξαρτημάτων που μεταφέρουν ρεύμα.
- Το αέριο SF6 είναι έντονα ηλεκτραρνητικό, πράγμα που σημαίνει ότι τα ελεύθερα ηλεκτρόνια απομακρύνονται εύκολα από την εκκένωση με το σχηματισμό αρνητικών ιόντων.
- Έχει μια μοναδική ιδιότητα γρήγορου ανασυνδυασμού μετά την αφαίρεση της πηγής ενεργοποίησης σπινθήρα. Είναι 100 φορές πιο αποτελεσματικό σε σύγκριση με το μέσο σβέσης τόξου.
- Η διηλεκτρική του ισχύς είναι 2,5 φορές από αυτή του αέρα και 30% μικρότερη από αυτή του διηλεκτρικού λαδιού. Σε υψηλή πίεση η διηλεκτρική ισχύς του αερίου αυξάνεται.
- Η υγρασία είναι πολύ επιβλαβής για τον διακόπτη κυκλώματος SF6. Λόγω του συνδυασμού υγρασίας και αερίου SF6, σχηματίζεται υδροφθόριο (όταν διακόπτεται το τόξο) το οποίο μπορεί να προσβάλει τα μέρη των αυτόματων διακοπτών.
Κατασκευή Διακοπτών Κυκλώματος SF6
Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 αποτελούνται κυρίως από δύο μέρη, δηλαδή (α) τη μονάδα διακόπτη και (β) το σύστημα αερίου.
Μονάδα διακόπτη – Αυτή η μονάδα αποτελείται από κινούμενες και σταθερές επαφές που περιλαμβάνουν ένα σύνολο εξαρτημάτων που μεταφέρουν ρεύμα και έναν αισθητήρα τόξου. Συνδέεται με τη δεξαμενή αερίου SF6. Αυτή η μονάδα αποτελείται από συρόμενους αεραγωγούς στις κινούμενες επαφές που επιτρέπουν το αέριο υψηλής πίεσης να εισέλθει στην κύρια δεξαμενή.
Σύστημα αερίου – Το σύστημα αερίου κλειστού κυκλώματος χρησιμοποιείται στους διακόπτες κυκλώματος SF6. Το αέριο SF6 είναι δαπανηρό, επομένως ανακτάται μετά από κάθε λειτουργία. Αυτή η μονάδα αποτελείται από θαλάμους χαμηλής και υψηλής πίεσης με συναγερμό χαμηλής πίεσης μαζί με διακόπτες προειδοποίησης. Όταν η πίεση του αερίου είναι πολύ χαμηλή λόγω της οποίας μειώνεται η διηλεκτρική ισχύς των αερίων και τίθεται σε κίνδυνο η ικανότητα σβέσης του τόξου των διακοπτών, τότε αυτό το σύστημα δίνει τον προειδοποιητικό συναγερμό.
Αρχή λειτουργίας του διακόπτη SF6
Στις κανονικές συνθήκες λειτουργίας, οι επαφές του διακόπτη είναι κλειστές. Όταν παρουσιαστεί το σφάλμα στο σύστημα, οι επαφές απομακρύνονται και δημιουργείται ένα τόξο μεταξύ τους. Η μετατόπιση των κινούμενων επαφών συγχρονίζεται με τη βαλβίδα που εισέρχεται στο αέριο υψηλής πίεσης SF6 στον θάλαμο διακοπής τόξου με πίεση περίπου 16kg/cm^2.
Το αέριο SF6 απορροφά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στη διαδρομή του τόξου και σχηματίζει ιόντα που δεν λειτουργούν ως φορέας φορτίου. Αυτά τα ιόντα αυξάνουν τη διηλεκτρική αντοχή του αερίου και ως εκ τούτου το τόξο σβήνει. Αυτή η διαδικασία μειώνει την πίεση του αερίου SF6 έως και 3kg/cm^2. αποθηκεύεται στη δεξαμενή χαμηλής πίεσης. Αυτό το αέριο χαμηλής πίεσης τραβιέται πίσω στη δεξαμενή υψηλής πίεσης για επαναχρησιμοποίηση.
Τώρα χρησιμοποιείται μια ημερήσια πίεση εμβόλου για τη δημιουργία πίεσης σβέσης τόξου κατά τη διάρκεια μιας λειτουργίας ανοίγματος μέσω ενός εμβόλου συνδεδεμένου στις κινούμενες επαφές.
Πλεονέκτημα του διακόπτη κυκλώματος SF6
Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα έναντι του συμβατικού διακόπτη
- Το αέριο SF6 έχει εξαιρετική μόνωση, κατάσβεση τόξου και πολλές άλλες ιδιότητες που είναι τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των αυτόματων διακοπτών SF6.
- Το αέριο είναι μη εύφλεκτο και χημικά σταθερό. Τα προϊόντα αποσύνθεσής τους είναι μη εκρηκτικά και ως εκ τούτου δεν υπάρχει κίνδυνος πυρκαγιάς ή έκρηξης.
- Το ηλεκτρικό διάκενο είναι πολύ μειωμένο λόγω της υψηλής διηλεκτρικής αντοχής του SF6.
- Η απόδοσή του δεν επηρεάζεται λόγω διακυμάνσεων στην ατμοσφαιρική κατάσταση.
- Παρέχει αθόρυβη λειτουργία και δεν υπάρχει πρόβλημα υπέρτασης επειδή το τόξο σβήνει στο φυσικό ρεύμα μηδέν.
- Δεν υπάρχει μείωση της διηλεκτρικής αντοχής επειδή δεν σχηματίζονται σωματίδια άνθρακα κατά τη διάρκεια του τόξου.
- Απαιτεί λιγότερη συντήρηση και δεν απαιτείται δαπανηρό σύστημα πεπιεσμένου αέρα.
- Το SF6 εκτελεί διάφορα καθήκοντα όπως η εκκαθάριση σφαλμάτων μικρής γραμμής, η μεταγωγή, το άνοιγμα γραμμών μεταφοράς χωρίς φορτίο και ο αντιδραστήρας μετασχηματιστή κ.λπ. χωρίς κανένα πρόβλημα.
Μειονεκτήματα των διακοπτών κυκλώματος SF6
- Το αέριο SF6 είναι ασφυκτικό σε κάποιο βαθμό. Σε περίπτωση διαρροής στη δεξαμενή του διακόπτη, το αέριο SF6 είναι βαρύτερο από τον αέρα και ως εκ τούτου το SF6 καθιζάνει στο περιβάλλον και οδηγεί σε ασφυξία του προσωπικού λειτουργίας.
- Η είσοδος υγρασίας στη δεξαμενή του διακόπτη SF6 είναι πολύ επιβλαβής για τον διακόπτη και προκαλεί αρκετές βλάβες.
- Τα εσωτερικά μέρη χρειάζονται καθαρισμό κατά την περιοδική συντήρηση σε καθαρό και στεγνό περιβάλλον.
- Η ειδική εγκατάσταση απαιτεί μεταφορά και διατήρηση ποιότητας αερίου.
(Αναφέρουμε αυτό το άρθρο από αυτόν τον ιστότοπο: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-25-2023