Gáz alapú magas feszültségű kiindulási ellenállás pufferes megszakítása
A puffer típusú SF6 átkötő körzet tűzoltó folyamatának részletes magyarázata
A puffer típusú SF6 átkötő körzetben a tűzoltó folyamat egy olyan kulcsfontosságú mechanizmus, amely garantálja a nagy áramok megbízható megszakítását, különösen rövidzárló esetén. A folyamatban a fő kapcsolók, a tűzkapcsolók és egy PTFE (polytetrafluoreten) csapágy vesznek részt, amely irányítja a tömörített SF6 gáz áramlását a tűz kialsítésére. Az alábbiakban részletesen ismertetjük a tűzoltó folyamatot, lépésről lépésre:
Kezdeti állapot: A fő kapcsolók nyitva, az áram a tűzkapcsolókra váltott
Fő Kapcsolók: A fő kapcsolók, melyek nagyobbak és normál terhelésű áram szállítására vannak kialakítva, koncentrikusan helyezkednek el a tűzkapcsolók kívül. Ebben a kezdeti állapotban a fő kapcsolók már megnyíltak, és az áram átkerült (váltott) a tűzkapcsolókra.
Tűzkapcsolók: A tűzkapcsolók kisebbek, és kifejezetten arra terveztek, hogy kezeljék a tűz során generált magas hőmérsékleteket és nyomásokat. Ők most nyitnak, és ahogy ezt teszik, tűz jelenik meg közöttük.
Tűz felgyújtása: A tűzkapcsolók elkezdik szétválni
Ahogy a tűzkapcsolók elkezdik szétválni, az áram továbbra is áramlik a közöttük lévő kis réstől, tűz formálódik. Ezen a ponton a tűz még relatíve stabil, és a PTFE csapágy, amely a mozgó kapcsolóhoz van rögzítve, elkezdi irányítani a tömörített SF6 gázt a puffer térfogatból a tüzhöz.
A gáz áramlása kezdetben korlátozott, mivel a tűz kerete nagy lehet, különösen nagy rövidzárló áramok esetén. Ez a jelenség, amikor a tűz kerete nagyobb, mint a csapágy torkátmérője, áramzavar néven ismert. Az áramzavar során a gáz áramlása részben blokkolódik a tüznél, ami megakadályozza, hogy hatékonyan lehűtse a tűzt.
Gáznyomás felhalmozódása és tűz szűkítése
Mechanikus Mozgás és Hőátadás: Ahogy a tűzkapcsolók tovább szétválnak, a kapcsolók mechanikus mozgása tovább tömöríti az SF6 gázt a puffer térfogatban. Emellett a tűz hője átadódik a gázba, ami gyorsan növeli a hőmérsékletét. Ez a mechanikai tömörítés és a hőátadás kombinációja jelentős mértékben növeli a gáznyomást a puffer térfogatban.
Közeledés az áram nullátmenéshez: Ahogy a tűz közelebb kerül természetes nullátmenéséhez (az amplitudóhol az áram áthalad a nulla értéken), a tűz kerete csökken. Ez a tűz méretének csökkenése lehetővé teszi, hogy a tömörített SF6 gáz szabadabban áthaladjon a csapágyon keresztül.
Erős Gáz Fúvás: Pont akkor, amikor a tűzkapcsolók teljesen szétválnak, a puffer térfogatban tömörített gáz kiengedődik a csapágyon keresztül, erős fúvást hozva létre, amely közvetlenül a tűzre száll. Ez a magas sebességű gázáram gyorsan lehűti a tűzt, nyújtja, és zavarja az ionizált plazmát, ami a tűz kialsítését eredményezi.
Tűz kialsítése és dielektrikus erősség helyreállítása
Tűz Kialsítése: Miután a tűz kialszik az áram nullátmenésén, az áramáram megszűnik, és a tűz már nem létezik. A tűz hiánya azt jelenti, hogy a hőforrás eltávolítva van, így az SF6 gáz lehűthető.
Gáz Részecskék Újrateremlése: A tűz kialsítése után a bomló SF6 gáz részecskéi (pl. SF4, S2F10, stb.) újrateremülnek, visszaállítva az SF6 eredeti kémiai szerkezetét. Ez az újrateremlési folyamat visszaállítja a gáz izoláló tulajdonságait is.
Dielektrikus Erősség Helyreállítása: A gáz részecskék gyors újrateremlése és a gáz hűtése gyorsan helyreállítja a dielektrikus erősséget a kapcsolók között. Ez garantálja, hogy a tűz nem gyúl újra, amikor a kapcsolók közötti feszültség növekszik az áram nullátmenés után.
Kapcsolók Mozgásának Megállása: A tűz kialsítése és a dielektrikus erősség helyreállítása után a kapcsolók mozgása megáll. A gáznyomás a circuit breaker (CB) belsejében stabilizálódik, és a rendszer visszaáll normál, nem vezető állapotba.
Fontos megjegyzések:
Áramzavar: Nagy rövidzárló áramok esetén a tűz kerete nagyobb lehet, mint a csapágy torkátmérője, ideiglenesen blokkolva a gáz áramlását. Ez a jelenség áramzavar néven ismert. Ennek ellenére a gáznyomás folytatja a felhalmozódást a mechanikai tömörítés és a tűz hőátadás miatt.
Puffer Térfogat és Csapágy Tervezése: A puffer térfogat egy kulcsfontosságú összetevő, amely tárolja a tömörített SF6 gázt, amelyet ezután a PTFE csapágyon keresztül engednek ki. A csapágy úgy van tervezve, hogy pontosan irányítsa a gáz áramlást a tűzre, biztosítva annak hatékony hűtését és kialsítését.
Gyors Dielektrikus Erősség Helyreállítása: Az SF6 gáz egyik legfontosabb előnye, hogy gyorsan helyreállítja izoláló tulajdonságait a tűz kialsítése után. Ez garantálja, hogy az átkötő körzet biztonságosan megszakíthatja a nagy áramokat, anélkül, hogy kockáztatná a tűz újragyúlását.
Összefoglalás
A puffer típusú SF6 átkötő körzet tűzoltó folyamata egy nagyon hatékony és megbízható módszer a nagy áramok megszakítására, különösen rövidzárló esetén. A mechanikai tömörítés, a gáz áramlás és az SF6 gáz egyedi tulajdonságainak kombinációja garantálja, hogy a tűz gyorsan kialszik, és a dielektrikus erősség a kapcsolók között gyorsan helyreáll. Ez a tervezés lehetővé teszi, hogy az átkötő körzet nagy hibákat kezeljen, miközben fenntartja az elektromos rendszer integritását és biztonságát.
