Pagsasara ng puffer sa gas HV CB
Detalyadong Paliwanag ng Proseso ng Pagpapatigil ng Arc sa Puffer-Type SF6 Circuit Breaker
Sa isang puffer-type SF6 circuit breaker, ang proseso ng pagpapatigil ng arc ay isang kritikal na mekanismo na nagbibigay-daan sa maaring pagpapahinto ng mataas na kuryente, lalo na sa panahon ng short-circuit conditions. Ang proseso ay kasama ang interaksiyon sa pagitan ng pangunahing kontak, arcing contacts, at isang PTFE (Polytetrafluoroethylene) nozzle, na nagpapaligid sa daloy ng compressed SF6 gas upang maitigil ang arc. Sa ibaba ay isang detalyadong paliwanag ng proseso ng pagpapatigil ng arc, hakbang-hakbang:
Pangunahing Estado: Pangunahing Kontak Bukas, Kuryente Inilipat sa Arcing Contacts
Pangunahing Kontak: Ang pangunahing kontak, na mas malaki at disenyo para sa pagdala ng normal na load current, ay naka-locate nang konsehtriko sa labas ng arcing contacts. Sa pangunahing estado na ito, ang pangunahing kontak ay bukas na, at ang kuryente ay inilipat (commutated) sa arcing contacts.
Arcing Contacts: Ang arcing contacts ay mas maliit at espesyal na disenyo upang makontrol ang mataas na temperatura at presyon na ginawa sa panahon ng arcing. Sila ay handa na magbukas, at kapag ginawa, ang isang arc ay magsisimula sa pagitan nila.
Paglitaw ng Arc: Arcing Contacts Nagsisimulang Maghiwalay
Kapag nagsisimulang maghiwalay ang arcing contacts, ang kuryente ay patuloy na umuusbong sa maliit na puwang sa pagitan nila, na nagpapabuo ng isang arc. Sa punto na ito, ang arc ay relatibong matatag pa, at ang PTFE nozzle, na nakafix sa moving contact, nagsisimulang magpapaligid ng compressed SF6 gas mula sa puffer volume papunta sa arc.
Ang daloy ng gas ay unang limitado dahil ang cross-section ng arc ay maaaring malaki, lalo na sa mataas na short-circuit currents. Ang phenomenon na ito, kung saan ang cross-section ng arc ay mas malaki kaysa sa throat diameter ng nozzle, ay kilala bilang current clogging. Sa panahon ng current clogging, ang daloy ng gas ay bahagyang pinipigilan ng arc, na nagpapahintulot nito na hindi epektibong paalamalin ang arc.
Build-Up ng Gas Pressure at Pagkukumpres ng Arc
Mechanical Movement at Heat Transfer: Habang patuloy na maghihiwalay ang arcing contacts, ang mechanical movement ng mga kontak ay nagpapatuloy na kumukumpres ang SF6 gas sa puffer volume. Bukod dito, ang init mula sa arc ay inililipat sa gas, na nagdudulot ng mabilis na pagtaas ng temperatura nito. Ang kombinasyon ng mechanical compression at heat transfer ay nagdudulot ng significant na pagtaas ng gas pressure sa loob ng puffer volume.
Paglalapit sa Current Zero Crossing: Habang ang arc ay lumalapit sa natural zero crossing (ang punto kung saan ang alternating current ay lumalampas sa zero), ang cross-section ng arc ay nagsisimulang bumaba. Ang pagbaba ng laki ng arc ay nagbibigay-daan sa compressed SF6 gas na mas libreng umusbong sa pamamagitan ng nozzle.
Powerful Gas Blast: Tumatagal ng konti bago ang arcing contacts ay ganap na maghiwalay, ang compressed gas sa puffer volume ay inilalabas sa pamamagitan ng nozzle, na nagpapabuo ng powerful blast na tumutugtog direkta sa arc. Ang high-velocity gas flow na ito ay paalamalin ang arc mabilis, i-stretch ito, at pagpupunit sa ionized plasma, na nagdudulot sa pagtigil ng arc.
Pagtigil ng Arc at Recovery ng Dielectric Strength
Pagtigil ng Arc: Kapag ang arc ay natigil sa current zero crossing, ang daloy ng kuryente ay natigil, at ang arc ay wala na. Ang pagwala ng arc ay nangangahulugan na ang heat source ay alisin, na nagpapahintulot sa SF6 gas na paalamalin.
Recombination ng Gas Particles: Pagkatapos ng arc ay natigil, ang decomposed SF6 gas particles (tulad ng SF4, S2F10, etc.) ay nagsisimulang mag-recombine, na nagbabalik sa orihinal na chemical structure ng SF6. Ang proseso ng recombination na ito ay nagbabalik din ng insulating properties ng gas.
Recovery ng Dielectric Strength: Ang mabilis na recombination ng gas particles at ang paalamin ng gas ay nagdudulot ng mabilis na recovery ng dielectric strength sa pagitan ng mga kontak. Ito ay nagbibigay-daan na ang arc ay hindi muling magsisimula kapag ang voltage sa pagitan ng mga kontak ay tumaas pagkatapos ang kuryente ay lumampas sa zero.
Pagtigil ng Movement ng Kontak: Habang ang arc ay natigil at ang dielectric strength ay nababalik, ang movement ng mga kontak ay natigil. Ang gas pressure sa loob ng circuit breaker (CB) ay pagkatapos ay nagsistabilize, at ang sistema ay bumabalik sa normal, non-conductive state.
Mga Mahahalagang Puntos na Tandaan:
Current Clogging: Sa mataas na short-circuit currents, ang cross-section ng arc ay maaaring mas malaki kaysa sa throat diameter ng nozzle, pansamantalang pinipigilan ang daloy ng gas. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na current clogging. Bagaman, ang gas pressure ay patuloy na tumataas dahil sa mechanical compression at heat transfer mula sa arc.
Puffer Volume at Nozzle Design: Ang puffer volume ay isang mahalagang komponente na nag-iimbak ng compressed SF6 gas, na pagkatapos ay inilalabas sa pamamagitan ng PTFE nozzle. Ang nozzle ay disenyo upang direktahan ang daloy ng gas nang eksaktong sa arc, na nag-aasure na epektibong paalamalin at itigil ang arc.
Rapid Dielectric Strength Recovery: Isa sa mga pangunahing adhikain ng SF6 gas ay ang kakayahan nito na mabilis na mababalik ang insulating properties nito pagkatapos ng arc ay natigil. Ito ay nagbibigay-daan na ang circuit breaker ay maaring ligtas na hilotin ang mataas na kuryente nang walang panganib ng muling paglitaw ng arc.
Kaklusan
Ang proseso ng pagpapatigil ng arc sa puffer-type SF6 circuit breaker ay isang napakaepektibong at mapagkakatiwalaang paraan para sa paghinto ng mataas na kuryente, lalo na sa panahon ng short-circuit conditions. Ang kombinasyon ng mechanical compression, gas flow, at ang unique properties ng SF6 gas ay nagbibigay-daan na ang arc ay mabilis na natitigil, at ang dielectric strength sa pagitan ng mga kontak ay mabilis na nababalik. Ang disenyo na ito ay nagbibigay-daan sa circuit breaker na makontrol ang malaking fault currents habang pinapanatili ang integrity at safety ng electrical system.
