Како SF6 гаси дуга?

Как работи гасењето на дуг со SF6 (шестфлуориден сулфур)

1. Физички и хемиски својства на SF6

• Висока изолативна моќ: Молекулите на SF6 имаат силен негативен електронегативитет, што им овозможува брзо да ги захватат слободните електрони, формирајќи негативни јони. Овие негативни јони се движеат помалку брзо и помалку веројатно е да предизвикаат ионизација, што резултира со висока изолативна моќ на гасот SF6. Ова прави SF6 многу подобар од воздухот или вакуум во изолативни аспекти.

• Висока топлинска капацитет: SF6 има голем молекулен вес (приближно 146) и покажува висок топлински капацитет и теплопроводност. Кога се генерира дуг, гасот SF6 може да го апсорбира значителен износ на топлина, брзо го хлади дугот и го намалува неговата температура.

• Хемиска стабилност: SF6 е многу стабилен при собрани температури, но се декомпонира во нижо флуорирани соединенија (како SF4, S2F10, итн.) под високи температури (нпр. во време на дуг). Овие продукти од декомпозиција се рекомбинираат обратно во SF6 кога дугот се угаси, вратувајќи изолативните својства на гасот.

2. Основни принципи на гасењето на дуг со SF6

Генерирање и угашување на дуг: Кога прекинувачот се отвори, контактите се раздвојуваат, а стројмот протече низ мал зазор помеѓу контактите, формирајќи дуг. Присуството на дуг генерира локализирана висока температура, што причинува материјалот на контактите да се испари и да произведе голем број на слободни електрони, кои одржуваат дугот.

Улога на гасот SF6:

• Брзо хладење на дугот: Гасот SF6 има висок топлински капацитет и може брзо да го апсорбира топлината генерирана од дугот, што го кафа дугот да брзо падне. Со намалувањето на температурата, кинетичката енергија на положително заредените честички (електрони и јони) во дугот се намалува, исто така и енергијата на дугот.

• Супресија на ионизација: Молекулите на SF6 може брзо да ги захватат слободните електрони од дугот, формирајќи негативни јони. Овие негативни јони се движеат помалку брзо и помалку веројатно е да одржуваат процесот на ионизација, што го инхибира продолженото развивање на дугот.

• Обнова на изолативната моќ: Постојано по угашувањето на дугот, гасот SF6 брзо ги обновува своите изолативни својства. Због на неговата подобра изолативна моќ споредувајќи со воздухот, изолацијата помеѓу контактите брзо се восстановува, спречувајќи повторното запаѓање на дугот.

3. Подробен процес на гасењето на дуг со SF6

• Иницијална фаза на формирање на дуг: Додека контактите на прекинувачот почнуваат да се раздвојуваат, стројмот протече низ мал зазор помеѓу нив, формирајќи дуг. Температурата на дугот брзо се зголемува до неколку илјади степени Целзиус, што причина материјалот на контактите да се испари и да произведе голем број на слободни електрони.

• Ефект на хладење на гасот SF6: Додека се формира дуг, гасот SF6 брзо го апсорбира топлината генерирана од дугот, што го кафа дугот да падне. Паралелно, молекулите на SF6 захватуваат слободни електрони од дугот, формирајќи негативни јони, кои го супресираат процесот на ионизација.

• Угашување на дуг: Додека температурата на дугот пада, енергијата на положително заредените честички во дугот постепено се намалува, доведувајќи до потполно угашување на дугот. Во овој момент, гасот SF6 брзо ги обновува своите изолативни својства, зголемувајќи изолативната моќ помеѓу контактите и спречувајќи повторното запаѓање на дугот.

• Пост-дугово опоравување: Постојано по угашувањето на дугот, декомпозициските производи на SF6 (како SF4, S2F10, итн.) брзо се рекомбинираат за да формираат SF6, вратувајќи првичната хемиска структура и изолативните својства на гасот. Овој процес се случува многу брзо, типички во неколку милисекунди.

4. Преимущества на гасењето на дуг со SF6

• Брзо угашување на дуг: Гасот SF6 може да угаси дугот скоро инстантано, типички близу до нулта пресечна точка на стројот. Ова намалува длабината на дугот, минимизирајќи повредите на контактите.

• Брз врат на изолативната моќ: Постојано по угашувањето на дугот, гасот SF6 брзо ги обновува своите изолативни својства, спречувајќи повторното запаѓање на дугот и осигурувајќи надежно прекинување на стројот.

• Подходливост за висок напон и висок строј: Високата изолативна моќ и одличната перформанса на гасењето на дуг со SF6 го прават особено подобар за примените со висок напон и висок строј, како на системите за префрлање на ултра-висок напон (UHV).

• Нема опасност од пожар: Гасот SF6 не е горив, што го елиминира ризикот од пожар кој може да се случи со прекинувачи исполнети со масло, што го прави посигурен за користење во електрични системи.

5. Примени на гасењето на дуг со SF6

• Прекинувачи со висок напон: Гасот SF6 се широко користи во прекинувачи со висок напон, особено во системи кои функционираат на 110kV и повисоко, вклучувајќи UHV и EHV системи за префрлање. Прекинувачите со SF6 оферираат одлична перформанса на прекин, компактен дизајн и долг живот, што ги прави идеални за честа операција и прекин на висок строј.

• Прекинувачи со нагласена лада и изолатори: Поминувајќи прекинувачите, гасот SF6 се користи и во прекинувачи со нагласена лада и изолатори, оферирајќи надежна изолација и гасење на дуг.

• GIS (Gas-Insulated Switchgear): Во GIS системите, гасот SF6 служи како изолативна средина во затворени прекинувачи, оферирајќи густа електрична врска и надежна изолација.

Заклучок

Гасот SF6 ефективно гаси дуговите со користење на своите подобри изолативни својства, висок топлински капацитет и брз врат на изолативната моќ. Овој ефикасен механизам на гасење на дуг прави прекинувачите со SF6 есенцијални компоненти во системите со висок напон, осигурувајќи сигурна и надежна работа. SF6 се широко користи во системите за префрлање и дистрибуција на енергија, каде неговата способност да брзо гаси дуговите и да го спречи повторното запаѓање е критична за одржување на стабилноста и безбедноста на системот.