Выключатель, в котором для гашения дуги используется элегаз под давлением, называется элегазовым выключателем. Газ SF6 (гексафторид серы) обладает превосходными диэлектрическими, дугогасительными, химическими и другими физическими свойствами, которые доказали его превосходство над другими дугогасящими средами, такими как масло или воздух. Элегазовый выключатель в основном делится на три типа:
- Поршневой автоматический выключатель без иглоукалывания
- Однопоршневой выключатель.
- Двухпоршневой автоматический выключатель.
У автоматического выключателя, в котором в качестве изолирующей среды использовались воздух и масло, сила гашения дуги нарастала относительно медленно после движения размыкания контактов. В случае высоковольтных выключателей используются свойства быстрого гашения дуги, которые требуют меньше времени для быстрого восстановления напряжения. В этом отношении элегазовые выключатели обладают хорошими свойствами по сравнению с масляными или воздушными выключателями. Так при высоком напряжении до 760 кВ применяют элегазовые выключатели.
Свойства автоматического выключателя из гексафторида серы
Гексафторид серы обладает очень хорошими изолирующими и дугогасящими свойствами. Эти свойства
- Это бесцветный, без запаха, нетоксичный и негорючий газ.
- Газ SF6 чрезвычайно стабилен и инертен, а его плотность в пять раз превышает плотность воздуха.
- Он имеет более высокую теплопроводность, чем воздух, и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
- Газ SF6 сильно электроотрицательен, что означает, что свободные электроны легко удаляются из разряда за счет образования отрицательных ионов.
- Он обладает уникальным свойством быстрой рекомбинации после удаления источника, питающего искру. Оно в 100 раз эффективнее дугогасительной среды.
- Его диэлектрическая прочность в 2,5 раза меньше, чем у воздуха и на 30% меньше, чем у диэлектрического масла. При высоком давлении диэлектрическая прочность газа увеличивается.
- Влага очень вредна для элегазового выключателя. Из-за сочетания влажности и газа SF6 образуется фтористый водород (при прерывании дуги), который может поражать детали автоматических выключателей.
Конструкция элегазовых выключателей
Элегазовые выключатели в основном состоят из двух частей: (а) прерывателя и (б) газовой системы.
Блок прерывателя – этот блок состоит из подвижных и неподвижных контактов, состоящих из набора токоведущих частей и дугогасительного зонда. Он подключен к резервуару с газом SF6. Этот блок состоит из скользящих вентиляционных отверстий в подвижных контактах, которые позволяют газу под высоким давлением поступать в основной резервуар.
Газовая система. В элегазовых выключателях используется газовая система замкнутого контура. Газ SF6 стоит дорого, поэтому его утилизируют после каждой операции. Этот блок состоит из камер низкого и высокого давления с сигнализацией низкого давления и предупредительными выключателями. Когда давление газа очень низкое, из-за чего снижается диэлектрическая прочность газов и возникает угроза гашения дуги выключателями, система подает предупредительный сигнал.
Принцип работы элегазового выключателя
В нормальных условиях эксплуатации контакты выключателя замкнуты. При возникновении неисправности в системе контакты раздвигаются, и между ними возникает дуга. Смещение подвижных контактов синхронизировано с клапаном, который подает элегаз под высоким давлением в дугогасительную камеру под давлением около 16 кг/см^2.
Газ SF6 поглощает свободные электроны на пути дуги и образует ионы, которые не действуют как носители заряда. Эти ионы увеличивают диэлектрическую прочность газа и, следовательно, дуга гаснет. Таким образом, этот процесс снижает давление газа SF6 до 3 кг/см^2; он хранится в резервуаре низкого давления. Этот газ низкого давления возвращается в резервуар высокого давления для повторного использования.
Теперь давление поршня дневного нагнетателя используется для создания давления гашения дуги во время операции размыкания с помощью поршня, прикрепленного к подвижным контактам.
Преимущество элегазового выключателя
Элегазовые выключатели имеют следующие преимущества перед обычными выключателями:
- Газ SF6 обладает отличными изоляционными, дугогасительными и многими другими свойствами, что является наибольшим преимуществом элегазовых выключателей.
- Газ негорюч и химически стабилен. Продукты их разложения невзрывоопасны, поэтому нет риска возгорания или взрыва.
- Электрический зазор значительно уменьшается из-за высокой диэлектрической прочности SF6.
- Изменения атмосферных условий не влияют на его производительность.
- Это обеспечивает бесшумную работу и не вызывает проблем с перенапряжением, поскольку дуга гаснет при нулевом естественном токе.
- Диэлектрическая прочность не снижается, поскольку во время дуги не образуются частицы углерода.
- Он требует меньшего обслуживания и не требует дорогостоящей системы сжатого воздуха.
- Элегаз без проблем выполняет различные функции, такие как устранение замыканий на коротких линиях, переключение, размыкание ненагруженных линий электропередачи, реактора трансформатора и т. д.
Недостатки элегазовых выключателей
- Газ SF6 в некоторой степени удушает. В случае утечки в баке прерывателя элегаз тяжелее воздуха и, следовательно, SF6 оседает в окружающей среде и приводит к удушью обслуживающего персонала.
- Попадание влаги в резервуар элегазового выключателя очень вредно для выключателя и приводит к ряду неисправностей.
- Внутренние детали требуют очистки во время периодического технического обслуживания в чистой и сухой среде.
- Для транспортировки и поддержания качества газа требуется специальное оборудование.
(Мы цитируем эту статью с этого сайта: https://circuitglobe.com/sf6-сульфур-гексафлорид-циркулятор-брейкер.html)
Время публикации: 25 октября 2023 г.