Pemutusan puffer dalam gas HV CB
Penjelasan Rinci Proses Pemadam Busur pada Pemutus Sirkuit SF6 Tipe Blower
Dalam pemutus sirkuit SF6 tipe blower, proses pemadam busur adalah mekanisme kritis yang memastikan penghentian arus tinggi secara andal, terutama selama kondisi korsleting. Proses ini melibatkan interaksi antara kontak utama, kontak berbusur, dan nozzle PTFE (Politetrafluoroetilena), yang mengarahkan aliran gas SF6 terkompresi untuk memadamkan busur. Berikut adalah penjelasan rinci dari proses pemadam busur, langkah demi langkah:
Kondisi Awal: Kontak Utama Terbuka, Arus Dialihkan ke Kontak Berbusur
Kontak Utama: Kontak utama, yang lebih besar dan dirancang untuk membawa arus beban normal, ditempatkan secara konseks di luar kontak berbusur. Dalam kondisi awal ini, kontak utama telah terbuka, dan arus telah dialihkan (dikomutasi) ke kontak berbusur.
Kontak Berbusur: Kontak berbusur lebih kecil dan dirancang khusus untuk menangani suhu dan tekanan tinggi yang dihasilkan selama berbusur. Mereka akan segera terbuka, dan saat mereka terbuka, sebuah busur akan muncul di antara mereka.
Pengapian Busur: Kontak Berbusur Mulai Terpisah
Sebagai kontak berbusur mulai terpisah, arus terus mengalir melalui celah kecil di antara mereka, membentuk busur. Pada titik ini, busur masih relatif stabil, dan nozzle PTFE, yang diperbaiki ke kontak bergerak, mulai mengarahkan gas SF6 terkompresi dari volume blower menuju busur.
Aliran gas pada awalnya terbatas karena bagian lintang busur mungkin besar, terutama pada arus korsleting tinggi. Fenomena di mana bagian lintang busur lebih besar dari diameter tenggorokan nozzle disebut pemblokiran arus. Selama pemblokiran arus, aliran gas sebagian diblokir oleh busur, mencegahnya mendinginkan busur secara efektif.
Penumpukan Tekanan Gas dan Penyempitan Busur
Gerakan Mekanis dan Transfer Panas: Sebagai kontak berbusur terus terpisah, gerakan mekanis kontak lebih lanjut mengkompresi gas SF6 dalam volume blower. Selain itu, panas dari busur dipindahkan ke gas, menyebabkan suhunya meningkat dengan cepat. Kombinasi kompresi mekanis dan transfer panas ini menghasilkan peningkatan signifikan tekanan gas dalam volume blower.
Mendekati Titik Nol Arus: Saat busur mendekati nol alami (titik di mana arus bolak-balik melewati nol), bagian lintang busur mulai berkurang. Penurunan ukuran busur ini memungkinkan gas SF6 terkompresi mengalir lebih bebas melalui nozzle.
Ledakan Gas Kuat: Saat kontak berbusur sepenuhnya terpisah, gas terkompresi dalam volume blower dilepaskan melalui nozzle, menciptakan ledakan kuat yang langsung meniup busur. Aliran gas berkecepatan tinggi ini mendinginkan busur dengan cepat, meregangkannya, dan mengganggu plasma terionisasi, menyebabkan pemadaman busur.
Pemadaman Busur dan Pemulihan Ketahanan Dielektrik
Pemadaman Busur: Setelah busur padam pada nol arus, aliran arus berhenti, dan busur tidak lagi ada. Absennya busur berarti sumber panas dihilangkan, memungkinkan gas SF6 mendingin.
Rekombinasi Partikel Gas: Setelah busur padam, partikel gas SF6 yang terurai (seperti SF4, S2F10, dll.) mulai merekombinasi, memulihkan struktur kimia asli SF6. Proses rekombinasi ini juga memulihkan sifat insulasi gas.
Pemulihan Ketahanan Dielektrik: Rekombinasi partikel gas yang cepat dan pendinginan gas mengarah ke pemulihan cepat ketahanan dielektrik antara kontak. Ini memastikan bahwa busur tidak akan kembali menyala saat tegangan di antara kontak meningkat setelah arus melewati nol.
Gerakan Kontak Berhenti: Dengan busur padam dan ketahanan dielektrik dipulihkan, gerakan kontak berhenti. Tekanan gas di dalam pemutus sirkuit (CB) kemudian stabil, dan sistem kembali ke keadaan normal, non-konduktif.
Poin Penting untuk Diperhatikan:
Pemblokiran Arus: Pada arus korsleting tinggi, bagian lintang busur dapat lebih besar dari diameter tenggorokan nozzle, sementara waktu memblokir aliran gas. Fenomena ini disebut pemblokiran arus. Meskipun demikian, tekanan gas terus meningkat karena kompresi mekanis dan transfer panas dari busur.
Volume Blower dan Desain Nozzle: Volume blower adalah komponen krusial yang menyimpan gas SF6 terkompresi, yang kemudian dilepaskan melalui nozzle PTFE. Nozzle dirancang untuk mengarahkan aliran gas tepat ke busur, memastikan pendinginan dan pemadam busur yang efektif.
Pemulihan Cepat Ketahanan Dielektrik: Salah satu keuntungan utama gas SF6 adalah kemampuannya untuk dengan cepat memulihkan sifat insulasinya setelah busur padam. Ini memastikan bahwa pemutus sirkuit dapat menghentikan arus tinggi dengan aman tanpa risiko busur kembali menyala.
Kesimpulan
Proses pemadam busur pada pemutus sirkuit SF6 tipe blower adalah metode yang sangat efisien dan andal untuk menghentikan arus tinggi, terutama selama kondisi korsleting. Kombinasi kompresi mekanis, aliran gas, dan sifat unik gas SF6 memastikan bahwa busur dipadamkan dengan cepat, dan ketahanan dielektrik antara kontak dipulihkan dengan cepat. Desain ini memungkinkan pemutus sirkuit menangani arus gangguan besar sambil mempertahankan integritas dan keamanan sistem listrik.
