Διακοπή πυραύλου σε υψηλής τάσης κλείδι αέριο
Αναλυτική Εξήγηση της Διαδικασίας Κατάρρευσης του Τόξου σε Σύρματος Αποσβέστη Τύπου Puffer SF6
Σε έναν αποσβέστη τύπου puffer SF6, η διαδικασία κατάρρευσης του τόξου είναι μια κρίσιμη μηχανική που εξασφαλίζει την αξιόπιστη διακοπή υψηλών ρευμάτων, ειδικά κατά τη διάρκεια συνθηκών σύντομης σύνδεσης. Η διαδικασία περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση μεταξύ των κύριων επαφών, των επαφών τόξου και ενός στόματος PTFE (Πολυτετραφθαλόαιθυλενίου), το οποίο καθοδηγεί την ροή του συμπιεσμένου αερίου SF6 για να αποσβήσει το τόξο. Υπόθεση είναι μια αναλυτική εξήγηση της διαδικασίας κατάρρευσης του τόξου, βήμα προς βήμα:
Αρχική Κατάσταση: Κύριες Επαφές Ανοιχτές, Ρεύμα Μεταφερόμενο στις Επαφές Τόξου
Κύριες Επαφές: Οι κύριες επαφές, που είναι μεγαλύτερες και σχεδιασμένες για τη μεταφορά φυσιολογικών ρευμάτων, είναι τοποθετημένες ομοκεντρικά έξω από τις επαφές τόξου. Σε αυτή την αρχική κατάσταση, οι κύριες επαφές έχουν ήδη ανοιχτεί, και το ρεύμα έχει μεταφερθεί (commutated) στις επαφές τόξου.
Επαφές Τόξου: Οι επαφές τόξου είναι μικρότερες και σχεδιασμένες ειδικά για να αντιμετωπίζουν τις υψηλές θερμοκρασίες και πίεση που παράγονται κατά τη διάρκεια του τόξου. Είναι σχεδιασμένες να ανοίξουν, και όταν αυτό συμβεί, θα ανάψει ένα τόξο μεταξύ τους.
Ανάφλεξη Τόξου: Έναρξη Απόστασης των Επαφών Τόξου
Όσο οι επαφές τόξου αρχίζουν να απομακρύνονται, το ρεύμα συνεχίζει να ρέει μέσα από το μικρό χάσμα μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα τόξο. Σε αυτό το σημείο, το τόξο είναι ακόμη σχετικά σταθερό, και το στόμα PTFE, το οποίο είναι εγκατεστημένο στην κινούμενη επαφή, αρχίζει να καθοδηγεί το συμπιεσμένο αέριο SF6 από το όγκο puffer προς το τόξο.
Η ροή αερίου είναι αρχικά περιορισμένη, επειδή η διατομή του τόξου μπορεί να είναι μεγάλη, ειδικά σε υψηλά ρεύματα σύντομης σύνδεσης. Αυτό το φαινόμενο, όπου η διατομή του τόξου είναι μεγαλύτερη από το διάμετρο του στόματος, ονομάζεται current clogging. Κατά τη διάρκεια του current clogging, η ροή αερίου εμποδίζεται μερικώς από το τόξο, εμποδίζοντας την αποτελεσματική ψύξη του τόξου.
Δημιουργία Πίεσης Αερίου και Περιορισμός Τόξου
Μηχανική Κίνηση και Μεταφορά Θερμότητας: Όσο οι επαφές τόξου συνεχίζουν να απομακρύνονται, η μηχανική κίνηση των επαφών συνεχίζει να συμπιέζει το αέριο SF6 στον όγκο puffer. Επιπλέον, η θερμότητα από το τόξο μεταφέρεται στο αέριο, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Αυτός ο συνδυασμός μηχανικής συμπίεσης και μεταφοράς θερμότητας οδηγεί σε σημαντική αύξηση της πίεσης αερίου μέσα στον όγκο puffer.
Προσέγγιση στη Διασταύρωση Ρεύματος: Όσο το τόξο προσεγγίζει τη φυσιολογική του διασταύρωση (το σημείο όπου το εναλλακτικό ρεύμα διασταυρώνεται με το μηδέν), η διατομή του τόξου αρχίζει να μειώνεται. Αυτή η μείωση του μεγέθους του τόξου επιτρέπει στο συμπιεσμένο αέριο SF6 να ρέει πιο ελεύθερα μέσω του στόματος.
Ισχυρή Ροή Αερίου: Όταν οι επαφές τόξου απομακρύνονται εντελώς, το συμπιεσμένο αέριο στον όγκο puffer απολυμαίνεται μέσω του στόματος, δημιουργώντας μια ισχυρή ροή που στρέφεται άμεσα προς το τόξο. Αυτή η υψηλή ταχύτητα ροής αερίου ψύχει το τόξο γρήγορα, το εκτείνει και διαταράσσει το ιονοποιημένο πλάσμα, οδηγώντας στην κατάρρευση του τόξου.
Κατάρρευση Τόξου και Αποκατάσταση Διελεκτρικής Ισχύος
Κατάρρευση Τόξου: Όταν το τόξο καταρρεύει στη διασταύρωση του ρεύματος, η ροή του ρεύματος σταματά, και το τόξο δεν υπάρχει πλέον. Η απουσία του τόξου σημαίνει ότι η πηγή θερμότητας αφαιρείται, επιτρέποντας στο αέριο SF6 να ψύχει.
Επανενώση Σωματιδίων Αερίου: Μετά την κατάρρευση του τόξου, τα διασπασμένα σωματίδια αερίου SF6 (όπως SF4, S2F10, κλπ.) αρχίζουν να επανενώνονται, επαναφέροντας την αρχική χημική δομή του SF6. Αυτή η διαδικασία επανενώσεως επαναφέρει επίσης τις διελεκτρικές ιδιότητες του αερίου.
Αποκατάσταση Διελεκτρικής Ισχύος: Η γρήγορη επανενώση των σωματιδίων αερίου και η ψύξη του αερίου οδηγούν σε γρήγορη αποκατάσταση της διελεκτρικής ισχύος μεταξύ των επαφών. Αυτό εξασφαλίζει ότι το τόξο δεν αναζωογονείται όταν η τάση μεταξύ των επαφών αυξάνει μετά την διασταύρωση του ρεύματος.
Τερματισμός Κίνησης Επαφών: Με την κατάρρευση του τόξου και την αποκατάσταση της διελεκτρικής ισχύος, η κίνηση των επαφών σταματά. Η πίεση του αερίου μέσα στον αποσβέστη (CB) σταθεροποιείται, και το σύστημα επιστρέφει σε μια φυσιολογική, μη συνεκτική κατάσταση.
Βασικά Σημεία για Να Ληφθούν υπό Σημείωση:
Current Clogging: Σε υψηλά ρεύματα σύντομης σύνδεσης, η διατομή του τόξου μπορεί να είναι μεγαλύτερη από το διάμετρο του στόματος, εμποδίζοντας προσωρινά τη ροή αερίου. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται current clogging. Παρ' όλα αυτά, η πίεση του αερίου συνεχίζει να αυξάνεται λόγω της μηχανικής συμπίεσης και της μεταφοράς θερμότητας από το τόξο.
Όγκος Puffer και Σχεδιασμός Στόματος: Ο όγκος puffer είναι ένα κρίσιμο στοιχείο που αποθηκεύει το συμπιεσμένο αέριο SF6, το οποίο στη συνέχεια απολυμαίνεται μέσω του στόματος PTFE. Το στόμα σχεδιάζεται για να καθοδηγεί την ροή αερίου προς το τόξο, εξασφαλίζοντας την αποτελεσματική ψύξη και κατάρρευση του τόξου.
Γρήγορη Αποκατάσταση Διελεκτρικής Ισχύος: Μια από τις βασικές πλεονεκτικές ιδιότητες του αερίου SF6 είναι η ικανότητά του να αποκαθίσταται γρήγορα η διελεκτρική ισχύς μετά την κατάρρευση του τόξου. Αυτό εξασφαλίζει ότι ο αποσβέστης μπορεί να διακόψει υψηλά ρεύματα χωρίς τον κίνδυνο αναζωογόνησης του τόξου.
Συμπέρασμα
Η διαδικασία κατάρρευσης του τόξου σε αποσβέστη τύπου puffer SF6 είναι μια αποτελεσματική και αξιόπιστη μέθοδος για τη διακοπή υψηλών ρευμάτων, ειδικά κατά τη διάρκεια συνθηκών σύντομης σύνδεσης. Η συνδυασμός μηχανικής συμπίεσης, ροής αερίου και των μοναδικών ιδιοτήτων του αερίου SF6 εξασφαλίζει ότι το τόξο καταρρέει γρήγορα, και η διελεκτρική ισχύς μεταξύ των επαφών αποκαθίσταται γρήγορα. Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στον αποσβέστη να αντιμετωπίζει μεγάλα ρεύματα σφάλματος ενώ διατηρεί την ακεραιότητα και την ασφάλεια του ηλεκτρικού συστήματος.
