Прекъсване с пухало в газови ВН прекъсвачи
Подробно за процеса на гасене на дъга в пухалообразен SF6 прекъсвач
В пухалообразния SF6 прекъсвач, процесът на гасене на дъга е критичен механизъм, който осигурява надеждно прекъсване на високи токове, особено при условия на краткосрочно замыкание. Процесът включва взаимодействие между основните контакти, контактите за дъга и сопел от PTFE (политетрафлуороетилен), което насочва потока на компресиран SF6 газ, за да изгаси дъгата. По-долу е детайлно обяснение на процеса на гасене на дъга, стъпка по стъпка:
Начално състояние: Основни контакти отворени, ток прехвърлен към контактите за дъга
Основни контакти: Основните контакти, които са по-големи и са проектирани за пренасяне на нормален натоварващ ток, са разположени концентрично външно спрямо контактите за дъга. В това начално състояние, основните контакти вече са отворени, а токът е прехвърлен (прехвърлен) към контактите за дъга.
Контакти за дъга: Контактите за дъга са по-малки и са специално проектирани, за да се справят с високите температури и налягания, породени при дъга. Те са готови да се отворят, а когато го направят, дъга ще запали между тях.
Запалване на дъга: Контактите за дъга започват да се разделят
Когато контактите за дъга започнат да се разделят, токът продължава да протича през малката празнина между тях, формирайки дъга. В този момент, дъгата все още е относително стабилна, а сопелото от PTFE, което е закрепено към движещия контакт, започва да насочва компресирания SF6 газ от пухалото към дъгата.
Потокът на газ е изначално ограничен, тъй като секцията на дъгата може да бъде голяма, особено при високи токове на краткосрочно замыкание. Това явление, когато секцията на дъгата е по-голяма от диаметъра на горлата на сопелото, се нарича заблъскване на тока. При заблъскване на тока, потокът на газ е частично блокиран от дъгата, предотвратявайки ефективното й охлаждане.
Насърчаване на налягането на газа и съкращаване на дъгата
Механично движение и преход на топлина: Като контактите за дъга продължават да се разделят, механичното движение на контактите допълнително компресира SF6 газа в пухалото. Освен това, топлината от дъгата се прехвърля към газа, причинявайки бързо повишаване на температурата му. Тази комбинация от механично компресиране и преход на топлина води до значително увеличение на налягането на газа в пухалото.
Приближение към нулево преминаване на тока: Като дъгата се приближава до своето естествено нулево преминаване (точка, в която чередуваният ток минава през нула), секцията на дъгата започва да намалява. Това намаление в размера на дъгата позволява на компресирания SF6 газ да протече по-свободно през сопелото.
Силен избутващ поток на газ: Просто когато контактите за дъга се разделят напълно, компресираният газ в пухалото се изпуска през сопелото, създавайки силен избутващ поток, който удря директно върху дъгата. Този поток на газ с висока скорост бързо охлажда дъгата, разтяга я и разрушава ионизираната плазма, довеждайки до изгасването на дъгата.
Изгасване на дъгата и възстановяване на диелектричната способност
Изгасване на дъгата: След изгасването на дъгата при нулево преминаване на тока, потокът на тока спира, а дъгата вече не съществува. Липсата на дъга означава, че източникът на топлина е премахнат, позволявайки на SF6 газа да се охлади.
Рекомбиниране на частиците на газа: След изгасването на дъгата, декомпозирани частици на SF6 газ (като SF4, S2F10 и др.) започват да се рекомбинират, възстановявайки оригиналната химическа структура на SF6. Този процес на рекомбиниране също възстановява изолационните свойства на газа.
Възстановяване на диелектричната способност: Бързото рекомбиниране на частиците на газа и охлаждането на газа водят до бързо възстановяване на диелектричната способност между контактите. Това гарантира, че дъгата не се възпалва отново, когато напрежението между контактите се увеличава след преминаването на тока през нула.
Движението на контактите спира: След изгасването на дъгата и възстановяването на диелектричната способност, движението на контактите спира. Налягането на газа вътре в прекъсвача (CB) се стабилизира, а системата се връща в нормално, неводещо състояние.
Ключови точки за внимание:
Заблъскване на тока: При високи токове на краткосрочно замыкание, секцията на дъгата може да бъде по-голяма от диаметъра на горлата на сопелото, временно блокирайки потока на газа. Това явление се нарича заблъскване на тока. Въпреки това, налягането на газа продължава да се увеличава поради механично компресиране и преход на топлина от дъгата.
Обемът на пухалото и дизайна на сопелото: Обемът на пухалото е ключов компонент, който съхранява компресирания SF6 газ, който след това се изпуска през сопелото от PTFE. Сопелото е проектирано, за да насочи потока на газа точно върху дъгата, гарантирайки ефективно охлаждане и изгасване на дъгата.
Бързо възстановяване на диелектричната способност: Едно от ключовите предимства на SF6 газа е способността му да възстановява бързо своите изолационни свойства след изгасването на дъгата. Това гарантира, че прекъсвачът може безопасно да прекъсва високи токове без риск от повторно възпламеняване на дъгата.
Заключение
Процесът на гасене на дъга в пухалообразния SF6 прекъсвач е високо ефективен и надежден метод за прекъсване на високи токове, особено при условия на краткосрочно замыкание. Комбинацията от механично компресиране, поток на газ и уникалните свойства на SF6 газ гарантира, че дъгата бързо се изгасва, а диелектричната способност между контактите се възстановява бързо. Този дизайн позволява на прекъсвача да обработва големи аварийни токове, докато се поддържа целостта и безопасността на електрическата система.
