Kompleksowe zrozumienie wyłączników sześciofluorku siarki (wyłączniki SF6)!

Najpierw porozmawiajmy oWyłączniki SF6. Wiemy, że największą różnicą między wyłącznikami SF6 a wyłącznikami próżniowymi jest różnica w środkach do gaszenia łuku, dlatego konieczne jest najpierw wyjaśnienie właściwości gazu SF6. SF6 to bezbarwny, bezwonny, nietoksyczny i niepalny gaz obojętny o masie cząsteczkowej 146,07, czyli około 5 razy większej niż powietrze. SF6 ma dobre właściwości chemiczne w temperaturze pokojowej. Rozkłada się na atomy S i atomy F dopiero w wysokich temperaturach kilku tysięcy stopni, gdy pali się łuk. Po ochłodzeniu większość z nich łączy się ponownie w oryginalne cząsteczki; w wysokich temperaturach kilka atomów SF6 reaguje ze śladowymi ilościami tlenu w parach materiału metalu kontaktowego, tworząc toksyczne niskie fluorki, takie jak SOF2, SOF4, SF4 i SO2F2. Ponadto SF6 ma dobre właściwości izolacyjne. Przy tym samym ciśnieniu powietrza jego wytrzymałość izolacji jest 2,5 ~ 3 razy większa niż w przypadku powietrza. Zwiększanie ciśnienia gazu SF6 może uzyskać wyższą wytrzymałość izolacji, ale wzrost ten nie jest liniowy. Wykazuje tendencję nasycenia przy wyższym ciśnieniu gazu, a im bardziej nierówne jest pole elektryczne, tym niższe ciśnienie gazu w stanie nasycenia. SF6 ma również silne powinowactwo elektronowe. Podczas spalania łuku w SF6 wychwytuje dużą liczbę wolnych elektronów, szybko zmniejsza przewodność łuku, zwiększa rezystancję kolumny łuku i sprzyja wygaszaniu łuku. Ponadto przewodność cieplna SF6 jest 2–5 razy wyższa niż w przypadku powietrza, a rozpraszanie ciepła łuku jest duże, co pomaga zgasić łuk i szybko poprawić wytrzymałość dielektryczną po przejściu prądu łuku przez zero, więc jest to również bardzo dobry środek do gaszenia łuku.

W porównaniu z wyłącznikami sześciofluorku siarki wysokiego, bardzo wysokiego napięcia i bardzo wysokiego napięcia, konstrukcja wyłączników sześciofluorku siarki 12 ~ 40,5 kV jest stosunkowo prosta, a konstrukcja wykorzystuje gaz o tym samym ciśnieniu co izolacja i łuk gaszenie, czyli typ jednociśnieniowy; zasady gaszenia łuku w komorze gaszenia łuku wyłącznika prądowego są głównie następujące: typ łuku obrotowego; rodzaj sprężonego gazu; typ rozszerzalności cieplnej. Wśród nich typy z wirowaniem łuku i typu rozszerzalności cieplnej wykorzystują siłę pola magnetycznego wytwarzaną przez prąd w komorze gaszenia łuku, aby wprawić łuk w ruch i szybko go uwolnić lub wykorzystują wysoką temperaturę wytwarzaną przez łuk spalanie, aby spowodować szybkie rozprężenie SF6 i zdmuchnięcie łuku, dlatego nazywane są one również komorami gaszenia łuku samoenergetycznego. Oczywiście zdolność tych dwóch struktur do gaszenia łuku jest powiązana z wielkością przerywanego prądu; typ sprężonego gazu napędza tłok, który wdmuchuje sprężony gaz SF6 do łuku, aby osiągnąć cel wymuszonego chłodzenia po rozdzieleniu ruchomego styku. Zdolność tej konstrukcji do gaszenia łuku nie ma nic wspólnego z wielkością przerywanego prądu.

Jako istotna cecha technicznawyłączniki sześciofluorku siarki, ma słabą zdolność gaszenia łuku podczas przerywania łuków o małej wartości i niskim natężeniu, więc prąd nie zostanie nagle odcięty przed naturalnym przejściem przez zero, co spowoduje tzw. zjawisko „odcięcia”, więc istnieje brak niebezpieczeństwa powstania przepięcia odcinającego. To właśnie ze względu na tę „miękką” charakterystykę wyłączania użytkownicy preferują wyłączniki z sześciofluorkiem siarki 40,5 kV. Wybierany jest głównie do sterowania transformatorami w celu bezpiecznego odcięcia operacji transformatora bez obciążenia. Z tego powodu wyłączniki sześciofluorku siarki są nadal w pewnym stopniu stosowane w dzisiejszych systemach 35 kV.