Väävelheksafluoriidi (SF6) kaitselüliti

Kaitselülitit, milles kaare kustutamiseks kasutatakse rõhu all olevat gaasi SF6, nimetatakse SF6 kaitselülitiks. SF6 (väävelheksafluoriid) gaasil on suurepärased dielektrilised, kaarekustutus-, keemilised ja muud füüsikalised omadused, mis on tõestanud oma paremust teiste kaarekustutusvahendite, näiteks õli või õhu ees. SF6 kaitselüliti jaguneb peamiselt kolme tüüpi:

• Mittepuhutav kolvikaitselüliti
• Ühe puhvriga kolvikaitselüliti.
• Kahe puhvriga kolvikaitselüliti.

Isolatsioonivahendina õhku ja õli kasutanud kaitselüliti, mille kaarekustutusjõud koguneb peale kontaktide eraldamise liikumist suhteliselt aeglaselt. Kõrgepingekaitselülitite puhul kasutatakse kaare kiirkustutusomadusi, mis nõuavad kiireks taastumiseks vähem aega, pinge koguneb. SF6 kaitselülititel on selles osas head omadused võrreldes õli- või õhukaitselülititega. Nii et kõrgepinge korral kuni 760 kV kasutatakse SF6 kaitselüliteid.

Väävelheksafluoriidi kaitselüliti omadused

Väävelheksafluoriidil on väga head isoleerivad ja kaarekustutusomadused. Need omadused on

• See on värvitu, lõhnatu, mittetoksiline ja mittesüttiv gaas.
• SF6 gaas on äärmiselt stabiilne ja inertne ning selle tihedus on viis korda suurem kui õhu tihedus.
• Sellel on kõrge soojusjuhtivus, mis on parem kui õhul ja see aitab voolu kandvaid osi paremini jahutada.
• SF6 gaas on tugevalt elektronegatiivne, mis tähendab, et vabad elektronid eemaldatakse tühjenemisest negatiivsete ioonide moodustumisega.
• Sellel on ainulaadne omadus kiireks rekombinatsiooniks pärast energiat andva sädeme eemaldamist. See on 100 korda tõhusam kui kaarekustutusaine.
• Selle dielektriline tugevus on 2,5 korda suurem kui õhul ja 30% väiksem kui dielektrilisel õlil. Kõrge rõhu korral suureneb gaasi dielektriline tugevus.
• Niiskus on SF6 kaitselülitile väga kahjulik. Niiskuse ja SF6 gaasi koosmõjul tekib (kaar katkemisel) vesinikfluoriid, mis võib rünnata kaitselülitite osi.

SF6 kaitselülitite ehitamine

SF6 kaitselülitid koosnevad peamiselt kahest osast, nimelt (a) katkestusseadmest ja (b) gaasisüsteemist.

Katkestusseade – see seade koosneb liikuvatest ja fikseeritud kontaktidest, mis koosnevad voolu juhtivate osade komplektist ja kaaresondist. See on ühendatud SF6 gaasimahutiga. See seade koosneb liikuvates kontaktides olevatest ventilatsiooniavadest, mis lasevad kõrgsurvegaasi põhipaaki.

Gaasisüsteem – SF6 kaitselülitites kasutatakse suletud ahelaga gaasisüsteemi. SF6 gaas on kulukas, nii et see taaskasutatakse pärast iga toimingut. See seade koosneb madal- ja kõrgrõhukambritest, millel on madalrõhualarm koos hoiatuslülititega. Kui gaasi rõhk on väga madal, mille tõttu gaaside dielektriline tugevus väheneb ja kaitselülitite kaarekustutusvõime on ohus, annab see süsteem hoiatushäire.

SF6 kaitselüliti tööpõhimõte

Tavalistes töötingimustes on kaitselüliti kontaktid suletud. Kui süsteemis ilmneb rike, tõmmatakse kontaktid lahku ja nende vahele tekib kaar. Liikuvate kontaktide nihkumine sünkroniseeritakse ventiiliga, mis siseneb kõrgsurvegaasi SF6 kaarekatkestavasse kambrisse rõhuga umbes 16 kg/cm2.

SF6 gaas neelab kaare teel olevad vabad elektronid ja moodustab ioone, mis ei toimi laengukandjana. Need ioonid suurendavad gaasi dielektrilist tugevust ja seega kaar kustub. See protsess vähendab SF6 gaasi rõhku kuni 3 kg/cm^2 seega; seda hoitakse madalrõhumahutis. See madalsurvegaas tõmmatakse taaskasutamiseks tagasi kõrgsurvemahutisse.

Nüüd kasutatakse päevapuhuri kolvi rõhku kaare summutamise rõhu tekitamiseks avamise ajal liikuvate kontaktide külge kinnitatud kolvi abil.

SF6 kaitselüliti eelis

SF6 kaitselülititel on tavapärase kaitselüliti ees järgmised eelised

1. SF6 gaasil on suurepärane isolatsioon, kaarekustutusvõime ja palju muid omadusi, mis on SF6 kaitselülitite suurimad eelised.
2. Gaas on mittesüttiv ja keemiliselt stabiilne. Nende lagunemissaadused ei ole plahvatusohtlikud ja seetõttu puudub tulekahju või plahvatusoht.
3. Elektriline kliirens on SF6 suure dielektrilise tugevuse tõttu oluliselt vähenenud.
4. Selle jõudlust ei mõjuta atmosfääritingimuste kõikumised.
5. See tagab müravaba töö ja ülepingeprobleemi ei esine, kuna kaar kustub loomuliku voolu nulli juures.
6. Dielektriline tugevus ei vähene, kuna kaare tekkimisel ei teki süsinikuosakesi.
7. See nõuab vähem hooldust ja kulukat suruõhusüsteemi pole vaja.
8. SF6 täidab probleemideta mitmesuguseid ülesandeid, nagu lühiühenduse rikete kõrvaldamine, lülitamine, koormamata ülekandeliinide ja traforeaktori avamine jne.

SF6 kaitselülitite puudused

1. SF6 gaas lämmatab mingil määral. Katkestuspaagi lekke korral sadestub õhust raskem gaas SF6 ja seega ka SF6 ümbruskonda ning põhjustab operatiivpersonali lämbumise.
2. Niiskuse sisenemine SF6 kaitsepaaki on kaitselülitile väga kahjulik ja põhjustab mitmeid rikkeid.
3. Sisemised osad vajavad puhastamist perioodilise hoolduse käigus puhtas ja kuivas keskkonnas.
4. Spetsiaalne rajatis nõuab gaasi transportimist ja selle kvaliteedi säilitamist.

(Tsiteerime seda artiklit sellelt veebisaidilt: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)