Wyłączniki automatyczne wykorzystujące gaz SF6, znany ze swoich doskonałych właściwości-gaszenia łuku i jego izolacji, jako czynnik-gaszenia łuku, są szeroko stosowane w systemach elektroenergetycznych. Nadają się do częstych operacji i-wymagań związanych z dużymi przerwami. W moim kraju wyłączniki SF6 są zalecane dla napięć od 7,2 do 40,5 V i są prawie wyłącznie używane dla napięć powyżej 126 kV. Nie nadają się one jednak do stosowania na-obszarach położonych na dużych wysokościach.
Wyłączniki SF6nie tylko odłączają i łączą linie-wysokiego napięcia oraz różne-prądy jałowe i obciążeniowe podczas normalnej pracy systemu, ale także w przypadku awarii systemu przekaźnikowe urządzenia zabezpieczające automatycznie, szybko i niezawodnie odcinają wszelkie-prądy przeciążeniowe i zwarciowe, zapobiegając występowaniu i eskalacji wypadków.
Wyłącznik automatyczny wykorzystujący gaz sześciofluorku siarki (SF6) zarówno jako środek gaśniczy łuku, jak i środek izolujący, nazywany wyłącznikiem SF6. Jest to wyłącznik-gazowy, taki sam jak wyłącznik powietrzny, ale różni się tym, że:
① Niskie ciśnienie robocze;
② Podczas procesu przedmuchu łuku gaz nie jest odprowadzany do atmosfery, lecz krąży w układzie zamkniętym. Sześciofluorek siarki (SF6) został po raz pierwszy zastosowany jako środek-gaszący łuk w wyłącznikach automatycznych we wczesnych latach pięćdziesiątych XX wieku. Ze względu na doskonałe właściwości tego gazu parametry napięciowe i prądowe wyłącznika z pojedynczym-rozwarciem są znacznie wyższe niż wyłączniki na sprężone powietrze i wyłączniki z redukcją oleju-, bez konieczności stosowania wysokiego ciśnienia gazu lub znacznej liczby przerw szeregowych. W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku wyłączniki SF6 były szeroko stosowane w systemach zasilania o bardzo-wysokim napięciu i{12}}dużej wydajności. Na początku lat 80. XX wieku pomyślnie opracowano wyłączniki SF6 o parametrach znamionowych pojedynczej-przerwy 363 kV i podwójnej{{19}przerwy 550 kV, a także znamionowym prądzie przerywającym 80 i 100 kA.
Wyłączniki SF6 wykorzystują przekaźnik gęstości sześciofluorku siarki (SF6) do monitorowania zmian ciśnienia gazu. Kiedy ciśnienie gazu SF6 spadnie do pierwszej wartości alarmowej, przekaźnik gęstości zostaje aktywowany, sygnalizując ciśnienie uzupełnienia. Kiedy ciśnienie sześciofluorku siarki spadnie do drugiej wartości alarmowej, przekaźnik gęstości zadziała, zgłaszając sygnał ciśnienia blokującego i jednocześnie odłączając obwód wyzwalający i zamykający przełącznika, aby uzyskać blokadę otwierania i zamykania.
Poniżej 150°C SF6 jest chemicznie obojętny i nie reaguje chemicznie z metalami, tworzywami sztucznymi ani innymi materiałami powszechnie stosowanymi w wyłącznikach automatycznych. Rozkładając się na różne składniki w wysokich temperaturach powodowanych przez łuki-o dużej mocy, rozkładają się one bardzo szybko po wygaśnięciu łuku. SF6 nie zawiera węgla ani powietrza, co zapobiega utlenianiu kontaktowemu. SF6 ma również bardzo wysoką wytrzymałość dielektryczną, która wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia. Przy ciśnieniu 1 atmosfery wytrzymałość dielektryczna SF6 jest w przybliżeniu dwa do trzech razy większa niż wytrzymałość powietrza. Przy ciśnieniu bezwzględnym 3 atmosfer wytrzymałość dielektryczna SF6 może osiągnąć lub przekroczyć wytrzymałość powszechnie stosowanych olejów izolacyjnych. SF6 wykazuje również doskonałą skuteczność gaszenia łuku, osiągając skuteczność gaszenia łuku 100 razy większą niż powietrze w prostym przerywaczu. W SF6, gdy prąd łuku zbliża się do zera, wysoką temperaturę obserwuje się tylko w rdzeniu łuku o małej-średnicy, który jest otoczony-warstwą nieprzewodzącą. Pozwala to na szybki powrót wytrzymałości dielektrycznej szczeliny łukowej po przejściu prądu przez zero.
Wyłączniki SF6 są dostępne w dwóch konfiguracjach konstrukcyjnych: z porcelanową kolumną. Wyłącznik składa się z trzech niezależnych jedno-wyłączników automatycznych oraz szafy sterowniczej hydraulicznej i elektrycznej. Każda faza składa się z czterech komór przerywacza (przerywaczy) połączonych szeregowo dwoma nośnymi tulejami porcelanowymi. Komory przerywacza i wsporcze tuleje porcelanowe napełnione są gazem SF6 pod ciśnieniem znamionowym. Wyłącznik ma konstrukcję-typu zbiornika. W tym wyłączniku zastosowano dwukierunkowy-przerywacz nadmuchowy o działaniu wzdłużnym. Podczas otwierania cylinder i ruchomy styk napędzane są przez mechanizm przekładni skrzyni korbowej.
Cząsteczki SF6 i wolne elektrony charakteryzują się doskonałą mieszalnością. Kiedy elektrony i cząsteczki SF6 wchodzą w kontakt, mieszają się prawie w 100%, tworząc ciężkie jony ujemne. Ta właściwość jest niezwykle cenna przy dejonizacji kolumny łuku resztkowego i wygaszeniu łuku. SF6 ma bardzo ujemny ładunek, dzięki czemu jego cząsteczki szybko wychwytują wolne elektrony i tworzą jony ujemne. Te jony ujemne przewodzą prąd bardzo powoli, przyspieszając odzyskiwanie wytrzymałości dielektrycznej szczeliny łukowej, co skutkuje doskonałą skutecznością gaszenia łuku. Przy ciśnieniu 1,01 × 105 Pa skuteczność gaszenia łuku SF6 jest 100 razy większa niż w przypadku powietrza. Po wygaszeniu łuku pozostaje on niezmieniony i można go ponownie wykorzystać. Doskonałe właściwości izolacyjne i gaszenia łuku gazu SF6 dają wyłącznikom SF6 następujące zalety: wysoką zdolność wyłączania, wysokie napięcie przerwania, dużą liczbę ciągłych przerw, przydatność do częstej pracy, niski poziom hałasu, brak zagrożenia pożarowego oraz minimalne zużycie mechaniczne i elektryczne, co czyni je doskonałymi wyłącznikami-bezobsługowymi.
Wraz z szybkim rozwojem gospodarki narodowej zapotrzebowanie na energię elektryczną we wszystkich dziedzinach życia dramatycznie wzrosło, wzrosło obciążenie systemu elektroenergetycznego, a wymagania dotyczące niezawodności dostaw energii stopniowo rosły. Przełączniki w podstacjach są również stopniowo zastępowane nowymi wyłącznikami SF6 z przełączników olejowych. Wyłączniki SF6 są szeroko stosowane w systemach elektroenergetycznych.
Działanie wyłącznika sześciofluorku siarki
Wyłączniki sześciofluorkowe siarki to nowy typ wyłączników, w którym wykorzystuje się gazowy sześciofluorek siarki zarówno jako środek izolujący, jak i-gaszący łuk. Gaz sześciofluorek siarki to bezbarwny, bezwonny, nie-toksyczny i nie-palny gaz obojętny o wysokiej wytrzymałości dielektrycznej i doskonałych-właściwościach gaszenia łuku. Jego wytrzymałość dielektryczna znacznie przewyższa wytrzymałość tradycyjnych gazów izolacyjnych. Dlatego jego zastosowanie w sprzęcie elektrycznym może zmniejszyć rozmiar sprzętu, wyeliminować zagrożenie pożarowe oraz poprawić niezawodność i bezpieczeństwo systemów elektroenergetycznych.
Konstrukcja wyłącznika sześciofluorkowego siarki
Wyłączniki sześciofluorkowe siarki składają się z korpusu głównego (o konstrukcji składającej się z trzech-obudów), mechanizmu operacyjnego i urządzenia gaszącego łuk. Oferują takie zalety, jak prosta konstrukcja, niewielkie rozmiary, niewielka waga, wysoka zdolność przerywania, szybkie gaszenie łuku, wysoki współczynnik przerw i długi cykl konserwacji. Są obiecującym kandydatem do przyszłego szerokiego zastosowania w systemach elektroenergetycznych.
Zasada działania wyłącznika sześciofluorku siarki
Wyłączniki sześciofluorkowe siarki są często wypełnione gazowym sześciofluorkiem siarki pod ciśnieniem od 3 do 5 atmosfer jako izolacja wewnętrzna. Podczas procesu otwierania ruchomy styk napędza tłok, który spręża gaz, tworząc przepływ powietrza w celu zgaszenia łuku.
Podstawowa konstrukcja komory gaszenia łuku wyłącznika sześciofluorku siarki składa się ze styku ruchomego, dyszy izolacyjnej i tłoka sprężonego powietrza połączonych ze sobą, napędzanych izolującym korbowodem za pomocą mechanizmu operacyjnego. Styk stały jest stykiem rurowym, natomiast styk ruchomy jest typu gniazdowego. Końce styków ruchomych i stałych są inkrustowane stopem miedzi-wolframu. Dysza izolacyjna wykonana jest z-odpornego na wysoką temperaturę i korozję-politetrafluoroetylenu.
Po otwarciu wyłącznika ruchomy styk i tłok poruszają się razem w prawo. Oddzielenie styków ruchomych i nieruchomych generuje łuk. Szybki ruch tłoka w prawo powoduje sprężanie gazu po prawej stronie, wytwarzając przepływ powietrza przez dyszę, który wydmuchuje łuk wzdłużnie i gasi go. Gaz znajdujący się w komorze gaszenia łuku jest następnie odprowadzany do korpusu wyłącznika przez wewnętrzny otwór stałego styku i chłodnicę.
Gdy wyłącznik jest zamknięty, mechanizm operacyjny przesuwa ruchomy styk, dyszę i tłok w lewo, umożliwiając wsunięcie nieruchomego styku w gniazdo ruchomego styku. Zapewnia to dobry kontakt elektryczny pomiędzy stykami ruchomymi i nieruchomymi, zamykając w ten sposób wyłącznik.
Przełącznik SF6 wykorzystuje przekaźnik gęstości SF6 do monitorowania zmian ciśnienia gazu. Kiedy ciśnienie gazu SF6 spadnie do pierwszej wartości alarmowej, przekaźnik gęstości zostaje aktywowany, sygnalizując ciśnienie uzupełnienia. Gdy ciśnienie gazu SF6 spadnie do drugiej wartości alarmowej, przekaźnik gęstości zostaje aktywowany, sygnalizując ciśnienie blokujące i jednocześnie rozłączając obwód wyłączający i zamykający wyłącznika, uzyskując stan zamknięty lub otwarty.
Jeśli jesteś zainteresowany i chcesz dowiedzieć się więcej na temat wyłączników sześciofluorkowych siarki, skontaktuj się z nami:pannie@hdswitchgear.com.
