Wyłącznik sześciofluorku siarki (SF6).

Wyłącznik automatyczny, w którym do gaszenia łuku używany jest gaz pod ciśnieniem SF6, nazywany jest wyłącznikiem SF6. Gaz SF6 (sześciofluorek siarki) ma doskonałe właściwości dielektryczne, gaszenia łuku, chemiczne i inne właściwości fizyczne, które udowodniły jego wyższość nad innymi mediami gaszącymi łuk, takimi jak olej lub powietrze. Wyłącznik SF6 dzieli się głównie na trzy typy:

• Wyłącznik tłokowy bez puffera
• Wyłącznik automatyczny z pojedynczym tłokiem puchowym.
• Wyłącznik automatyczny z podwójnym tłokiem.

W wyłączniku, który wykorzystywał powietrze i olej jako środek izolacyjny, siła gaszenia łuku narastała stosunkowo wolno po ruchu separacji styków. W przypadku wyłączników wysokiego napięcia stosuje się właściwości szybkiego wygaszania łuku, które wymagają mniej czasu na szybkie odzyskanie napięcia, narastające napięcie. Wyłączniki SF6 mają pod tym względem dobre właściwości w porównaniu z wyłącznikami olejowymi lub powietrznymi. Dlatego przy wysokim napięciu do 760 kV stosuje się wyłączniki SF6.

Właściwości wyłącznika sześciofluorku siarki

Sześciofluorek siarki posiada bardzo dobre właściwości izolacyjne i gaszenia łuku elektrycznego. Te właściwości są

• Jest to gaz bezbarwny, bezwonny, nietoksyczny i niepalny.
• Gaz SF6 jest wyjątkowo stabilny i obojętny, a jego gęstość jest pięciokrotnie większa od gęstości powietrza.
• Ma wysoką przewodność cieplną lepszą niż powietrze i pomaga w lepszym chłodzeniu części przenoszących prąd.
• Gaz SF6 jest silnie elektroujemny, co oznacza, że ​​wolne elektrony można łatwo usunąć z wyładowania poprzez utworzenie jonów ujemnych.
• Posiada unikalną właściwość szybkiej rekombinacji po usunięciu iskry energetyzującej źródło. Jest 100 razy skuteczniejszy w porównaniu ze środkiem gaszącym łuk.
• Jego wytrzymałość dielektryczna jest 2,5 razy większa niż w przypadku powietrza i 30% mniejsza niż w przypadku oleju dielektrycznego. Przy wysokim ciśnieniu wzrasta wytrzymałość dielektryczna gazu.
• Wilgoć jest bardzo szkodliwa dla wyłącznika SF6. W wyniku połączenia wilgoci i gazu SF6 tworzy się fluorowodór (w przypadku przerwania łuku), który może atakować części wyłączników.

Budowa wyłączników SF6

Wyłączniki SF6 składają się głównie z dwóch części, a mianowicie (a) zespołu komory spalania i (b) instalacji gazowej.

Jednostka przerywacza – ta jednostka składa się z ruchomych i nieruchomych styków, składających się z zestawu części przewodzących prąd i sondy łukowej. Jest podłączony do złoża gazu SF6. Jednostka ta składa się z zasuwanych otworów wentylacyjnych w ruchomych stykach, które umożliwiają przedostawanie się gazu pod wysokim ciśnieniem do głównego zbiornika.

Układ gazowy – w wyłącznikach SF6 stosowany jest układ gazowy o obiegu zamkniętym. Gaz SF6 jest kosztowny, dlatego po każdej operacji jest odzyskiwany. Urządzenie składa się z komór niskiego i wysokiego ciśnienia z alarmem niskiego ciśnienia wraz z wyłącznikami ostrzegawczymi. Gdy ciśnienie gazu jest bardzo niskie, przez co zmniejsza się wytrzymałość dielektryczna gazów i zagrożona jest zdolność wyłączników do gaszenia łuku, wówczas system ten generuje alarm ostrzegawczy.

Zasada działania wyłącznika SF6

W normalnych warunkach pracy styki wyłącznika są zwarte. Kiedy w systemie wystąpi usterka, styki zostają rozłączone, a pomiędzy nimi zajarza się łuk. Przemieszczenie ruchomych styków jest zsynchronizowane z zaworem, który wchodzi do komory gaszenia łuku pod wysokim ciśnieniem gazu SF6 pod ciśnieniem około 16kg/cm^2.

Gaz SF6 absorbuje wolne elektrony na ścieżce łuku i tworzy jony, które nie pełnią roli nośnika ładunku. Jony te zwiększają wytrzymałość dielektryczną gazu, co powoduje wygaszenie łuku. Proces ten zmniejsza w ten sposób ciśnienie gazu SF6 do 3 kg/cm^2; jest on magazynowany w zbiorniku niskociśnieniowym. Ten gaz pod niskim ciśnieniem jest zaciągany z powrotem do zbiornika wysokociśnieniowego w celu ponownego wykorzystania.

Obecnie ciśnienie tłoka rozdymkowego jest wykorzystywane do wytwarzania ciśnienia gaszenia łuku podczas operacji otwierania za pomocą tłoka przymocowanego do ruchomych styków.

Zaleta wyłącznika SF6

Wyłączniki SF6 mają następujące zalety w porównaniu z wyłącznikami konwencjonalnymi

1. Gaz SF6 ma doskonałe właściwości izolacyjne, gaszenia łuku i wiele innych, które są największymi zaletami wyłączników SF6.
2. Gaz jest niepalny i stabilny chemicznie. Produkty ich rozkładu nie są wybuchowe i dlatego nie ma ryzyka pożaru ani eksplozji.
3. Luz elektryczny jest znacznie zmniejszony ze względu na wysoką wytrzymałość dielektryczną SF6.
4. Zmiany warunków atmosferycznych nie mają wpływu na jego działanie.
5. Zapewnia cichą pracę i nie ma problemu z przepięciem, ponieważ łuk gaśnie przy zerowym prądzie naturalnym.
6. Wytrzymałość dielektryczna nie ulega zmniejszeniu, ponieważ podczas wyładowania łukowego nie tworzą się cząsteczki węgla.
7. Wymaga mniej konserwacji i nie jest wymagany kosztowny system sprężonego powietrza.
8. SF6 bez problemu wykonuje różne zadania, takie jak usuwanie zwarć na krótkich liniach, przełączanie, otwieranie nieobciążonych linii przesyłowych, dławik transformatorowy itp.

Wady wyłączników SF6

1. Gaz SF6 w pewnym stopniu się dusi. W przypadku nieszczelności zbiornika kruszarki, gaz SF6, cięższy od powietrza, a tym samym SF6, osadza się w otoczeniu i powoduje uduszenie personelu obsługującego.
2. Dostanie się wilgoci do zbiornika kruszarki SF6 jest bardzo szkodliwe dla kruszarki i powoduje kilka awarii.
3. Części wewnętrzne wymagają czyszczenia podczas okresowej konserwacji w czystym i suchym środowisku.
4. Specjalny obiekt wymaga transportu i utrzymania jakości gazu.

(Cytujemy ten artykuł z tej strony internetowej: https://circuitglobe.com/sf6-sulfur-hexaflouride-circuit-breaker.html)