Penghentian puffer dalam HV CB gas
Penjelasan Rinci Proses Pemadam Busur dalam Pemutus Litar Jenis Puffer SF6
Dalam pemutus litar jenis puffer SF6, proses pemadam busur adalah mekanisme penting yang memastikan penghentian arus tinggi yang dapat diandalkan, terutama semasa keadaan korsleting. Proses ini melibatkan interaksi antara kontak utama, kontak busur, dan nozzle PTFE (Politetrafluoroetilena), yang mengarahkan aliran gas SF6 terkompresi untuk memadamkan busur. Berikut adalah penjelasan rinci proses pemadam busur, langkah demi langkah:
Keadaan Awal: Kontak Utama Terbuka, Arus Dialihkan ke Kontak Busur
Kontak Utama: Kontak utama, yang lebih besar dan direka untuk membawa arus beban normal, ditempatkan secara koncentris di luar kontak busur. Dalam keadaan awal ini, kontak utama telah terbuka, dan arus telah dipindahkan (dialihkan) ke kontak busur.
Kontak Busur: Kontak busur lebih kecil dan direka khusus untuk menangani suhu dan tekanan tinggi yang dihasilkan semasa busur. Mereka akan segera terbuka, dan semasa mereka terbuka, busur akan menyala di antara mereka.
Pembakaran Busur: Kontak Busur Mulai Terpisah
Saat kontak busur mulai terpisah, arus terus mengalir melalui celah kecil di antara mereka, membentuk busur. Pada titik ini, busur masih relatif stabil, dan nozzle PTFE, yang terpasang pada kontak bergerak, mulai mengarahkan aliran gas SF6 terkompresi dari volume puffer menuju busur.
Aliran gas awalnya terbatas kerana bagian lintang busur mungkin besar, terutama pada arus korsleting tinggi. Fenomena ini, di mana bagian lintang busur lebih besar daripada diameter tenggorokan nozzle, dikenal sebagai penyumbatan arus. Semasa penyumbatan arus, aliran gas sebahagian besar diblok oleh busur, mencegahnya mendinginkan busur dengan efektif.
Penumpuan Tekanan Gas dan Penyempitan Busur
Pergerakan Mekanikal dan Transfer Haba: Seiring dengan kontak busur terus terpisah, pergerakan mekanikal kontak lebih lanjut mengompresi gas SF6 dalam volume puffer. Selain itu, haba dari busur ditransfer ke gas, menyebabkan suhunya naik dengan cepat. Kombinasi kompresi mekanikal dan transfer haba ini mengakibatkan peningkatan tekanan gas yang signifikan dalam volume puffer.
Pendekatan ke Titik Nol Arus: Semasa busur mendekati titik nol alami (titik di mana arus bolak-balik melewati nol), bagian lintang busur mulai berkurang. Penurunan ukuran busur ini membolehkan gas SF6 terkompresi mengalir lebih bebas melalui nozzle.
Letusan Gas Kuat: Ketika kontak busur sepenuhnya terpisah, gas terkompresi dalam volume puffer dilepaskan melalui nozzle, menciptakan letusan kuat yang meniup langsung ke busur. Aliran gas berkecepatan tinggi ini mendinginkan busur dengan cepat, meregangkannya, dan mengganggu plasma ionisasi, mengakibatkan kepunahan busur.
Pemadam Busur dan Pemulihan Kekuatan Dielektrik
Pemadam Busur: Setelah busur padam pada titik nol arus, aliran arus berhenti, dan busur tidak lagi ada. Absennya busur berarti sumber panas hilang, membolehkan gas SF6 mendingin.
Rekombinasi Partikel Gas: Setelah busur padam, partikel gas SF6 yang terurai (seperti SF4, S2F10, dll.) mulai berekombinasi, memulihkan struktur kimia asli SF6. Proses rekombinasi ini juga memulihkan sifat insulasi gas.
Pemulihan Kekuatan Dielektrik: Rekombinasi partikel gas yang cepat dan pendinginan gas mengakibatkan pemulihan kekuatan dielektrik antara kontak dengan cepat. Ini memastikan bahwa busur tidak akan menyala kembali ketika tegangan di antara kontak meningkat setelah arus melewati nol.
Pergerakan Kontak Berhenti: Dengan busur padam dan kekuatan dielektrik pulih, pergerakan kontak berhenti. Tekanan gas di dalam pemutus litar (CB) kemudian stabil, dan sistem kembali ke keadaan normal, tidak konduktif.
Titik Penting untuk Diperhatikan:
Penyumbatan Arus: Pada arus korsleting tinggi, bagian lintang busur bisa lebih besar daripada diameter tenggorokan nozzle, sementara memblokir aliran gas. Fenomena ini disebut penyumbatan arus. Meskipun demikian, tekanan gas terus meningkat akibat kompresi mekanikal dan transfer haba dari busur.
Volume Puffer dan Rancangan Nozzle: Volume puffer adalah komponen penting yang menyimpan gas SF6 terkompresi, yang kemudian dilepaskan melalui nozzle PTFE. Nozzle dirancang untuk mengarahkan aliran gas dengan tepat ke busur, memastikan pendinginan dan pemadam busur yang efektif.
Pemulihan Kekuatan Dielektrik Cepat: Salah satu keuntungan utama gas SF6 adalah kemampuannya untuk memulihkan sifat insulasinya dengan cepat setelah busur padam. Ini memastikan bahwa pemutus litar dapat menghentikan arus tinggi dengan aman tanpa risiko busur menyala kembali.
Kesimpulan
Proses pemadam busur dalam pemutus litar jenis puffer SF6 adalah metode yang sangat efisien dan dapat diandalkan untuk menghentikan arus tinggi, terutama semasa keadaan korsleting. Kombinasi kompresi mekanikal, aliran gas, dan sifat unik gas SF6 memastikan bahwa busur dipadamkan dengan cepat, dan kekuatan dielektrik antara kontak pulih dengan cepat. Rancangan ini membolehkan pemutus litar menangani arus kesalahan besar sambil memelihara integritas dan keselamatan sistem elektrik.
