Kā SF6 iznīcina loku?

Kā darbojas SF6 (sierskābe) loka ugunsdzēšana

1. Fiziskās un ķīmiskās SF6 īpašības

• Augstā izolācijas spēja: SF6 molekulām ir stipra negatīvā elektrofilība, kas ļauj tām ātri uztvert brīvas elektronas, veidojot negatīvās jonu. Šīs negatīvās joni kustas lēnāk un mazāk iespējams, ka tās rada jonizāciju, kas rezultē augstā SF6 gāzes izolācijas spējā. Tas padara SF6 daudz efektīvāku nekā gaisa vai vakuumam izolācijas ziņā.

• Augsta siltuma spēja: SF6 ir liels molekulārais svars (aptuveni 146) un parāda augstu siltuma spēju un termisko vedamību. Kad tiek radīts loks, SF6 gāze var absorbt lielu siltuma daudzumu, ātri dzesējot loku un samazinot tā temperatūru.

• Ķīmiskā stabilitāte: SF6 ir ļoti stabs komnatā, bet augstās temperatūras apstākļos (piemēram, loka laikā) to sadalās zemākos fluoridus (piemēram, SF4, S2F10 utt.). Šie sadalīto produktu atkal savienojas, formējot SF6, kad loks ir izdzēsts, atjaunojot gāzes izolācijas īpašības.

2. SF6 loka ugunsdzēšanas pamatprincipi

Loka veidošanās un izdzēšana: Kad šķērsošanas ierīce atveras, kontaktpunkti atdalās, un strāva plūst caur mazu atstarpi starp kontaktpunktiem, veidojot loku. Loka klātbūtne rada vietēji augstas temperatūras, kas izskalo kontaktpunktu materiālu un ražo lielu skaitu brīvu elektronu, kas notur loku.

SF6 gāzes loma:

• Ātra loka dzesēšana: SF6 gāzei ir augsta siltuma spēja, un tā var ātri absorbt loka radīto siltumu, samazinot loka temperatūru. Kad temperatūra samazinās, uzlādēto dārzenu (elektronu un jonu) kinētiskā enerģija loka ietvaros samazinās, izsaucot loka enerģiju.

• Jonizācijas apkarpošana: SF6 molekulām var ātri uztvert brīvas elektronas no loka, veidojot negatīvās jonus. Šīs negatīvās joni kustas lēnāk un mazāk iespējams, ka tās turpinās jonizācijas procesu, tādējādi novēršot loka turpmāko attīstību.

• Izolācijas spējas atjaunošana: Kad loks ir izdzēsts, SF6 gāze ātri atjauno savas izolācijas īpašības. Tās salīdzinoši ar gaisu labākās izolācijas spējas ļauj ātri atjaunot izolāciju starp kontaktpunktiem, novēršot loka atkalapliesanāšanos.

3. SF6 loka ugunsdzēšanas detalizētais process

• Loka veidošanās sākuma stadija: Kad šķērsošanas ierīces kontaktpunkti sāk atdalīties, strāva plūst caur mazu atstarpi starp tiem, veidojot loku. Loka temperatūra ātri paaugstinās līdz vairākiem tūkstošiem grādu pēc Celsija, izskalot kontaktpunktu materiālu un ražojot lielu skaitu brīvu elektronu.

• SF6 gāzes dzesēšanas efekts: Kad loks veidojas, SF6 gāze ātri absorbt loka radīto siltumu, samazinot loka temperatūru. Pāris laika gābā SF6 molekulām uztver brīvas elektronas no loka, veidojot negatīvās jonus, kas apkarpo jonizācijas procesu.

• Loka izdzēšana: Kad loka temperatūra samazinās, uzlādēto dārzenu loka ietvaros enerģija ātri samazinās, izsaucot loka pilnīgu izdzēšanu. Šajā punktā SF6 gāze ātri atjauno savas izolācijas īpašības, palielinot izolācijas spēju starp kontaktpunktiem un novēršot loka atkalapliesanāšanos.

• Pēc loka izdzēšanas atjaunošanās: Kad loks ir izdzēsts, SF6 sadalītie produkti (piemēram, SF4, S2F10 utt.) ātri atkal savienojas, veidojot SF6, atjaunojot gāzes sākotnējo ķīmisko struktūru un izolācijas īpašības. Šis process notiek ļoti ātri, parasti dažos milisekundēs.

4. SF6 loka ugunsdzēšanas priekšrocības

• Ātra loka izdzēšana: SF6 gāze var izdzēst loku gandrīz tūlīt, parasti tuvāk strāvas nullei. Tas samazina loka ilgumu, samazinot bojājumus kontaktpunktiem.

• Ātra izolācijas spējas atjaunošana: Kad loks ir izdzēsts, SF6 gāze ātri atjauno savu izolācijas spēju, novēršot loka atkalapliesanāšanos un nodrošinot uzticamu strāvas pārtraukšanu.

• Atbilstība augstai spriegumam un lielai strāvai: SF6 augstā izolācijas spēja un izcilā loka ugunsdzēšanas spēja padara to īpaši piemērotu augstsprieguma un liela strāvas aplikācijām, piemēram, ultradaudzsprieguma (UHV) transmisijas sistēmās.

• Nav uguns briesmas: SF6 gāze nav degīga, izslēdzot uguns briesmu, kas var rasties ar naftas aplestām šķērsošanas ierīcēm, padarot to drošāku elektriskajās sistēmās.

5. SF6 loka ugunsdzēšanas lietojums

• Augstsprieguma šķērsošanas ierīces: SF6 gāze plaši tiek izmantota augstsprieguma šķērsošanas ierīcēs, īpaši sistēmās, kurās darbojas 110kV un augstāk, tostarp UHV un daudzsprieguma (EHV) transmisijas sistēmās. SF6 šķērsošanas ierīces piedāvā izcilu pārtraukšanas veiktspēju, kompakto dizainu un ilgu izmantošanas laiku, padarot tos ideāli biežiem darbībām un liela strāvas pārtraukšanai.

• Ielādes slēdzieni un atsekošanas ierīces: Kā papildus šķērsošanas ierīcēm, SF6 gāze tiek izmantota arī ielādes slēdzienos un atsekošanas ierīcēs, nodrošinot uzticamu izolāciju un loka ugunsdzēšanas spēju.

• GIS (Gāzes izolētais slēdziena aprīkojums): GIS sistēmās SF6 gāze tiek izmantota kā izolējošs mediju slēdziena aprīkojumā, nodrošinot augstu blīvumu elektriskajām savienojumiem un uzticamu izolāciju.

Kopsavilkums

SF6 gāze efektīvi izdzēš lokus, izmantojot savas izcilās izolācijas īpašības, augsto siltuma spēju un ātru izolācijas spējas atjaunošanu. Šis efektīvais loka ugunsdzēšanas mehānisma padara SF6 šķērsošanas ierīces par būtiskiem elementiem augstsprieguma enerģijas sistēmās, nodrošinot drošu un uzticamu darbību. SF6 tiek plaši izmantots enerģijas transmisijas un distribūcijas sistēmās, kur tā spēja ātri izdzēst lokus un novērst to atkalapliesanāšanos ir kritiska, lai nodrošinātu sistēmas stabilitāti un drošību.