Els interruptors automàtics que utilitzen gas SF6, coneguts per les seves excel·lents propietats d'extinció d'arc-i aïllants, com a mitjà d'extinció d'arc-s'utilitzen àmpliament als sistemes elèctrics. Són adequats per a operacions freqüents i requisits d'interrupció d'alta-velocitat. Al meu país, els interruptors automàtics SF6 es recomanen per a tensions entre 7,2 i 40,5 V, i s'utilitzen gairebé exclusivament per a tensions superiors a 126 kV. Tanmateix, no són adequats per utilitzar-los en zones-de gran altitud.
Disjuntors SF6no només desconnecten i connecten línies d'alta -tensió i diferents corrents de càrrega i sense-càrrega durant el funcionament normal del sistema, sinó que també, en cas d'avaria del sistema, els seus dispositius de protecció de relés tallen de manera automàtica, ràpida i fiable tots els corrents de sobrecàrrega i curt{2}}circuit, evitant l'ocurrència i l'escalada d'accidents.
Un disjuntor que utilitza gas hexafluorur de sofre (SF6) tant com a mitjà d'extinció d'arcs com a mitjà aïllant, anomenat disjuntor SF6. Es tracta d'un interruptor de circuit de gas-com un interruptor de circuit d'aire, però es diferencia en això:
① Baixa pressió de funcionament;
② Durant el procés de bufat d'arc, el gas no es descarrega a l'atmosfera sinó que circula dins d'un sistema tancat. L'hexafluorur de sofre (SF6) es va utilitzar per primera vegada com a mitjà d'extinció d'arc-en interruptors automàtics a principis dels anys 50. A causa de les excel·lents propietats d'aquest gas, els paràmetres de tensió i corrent d'un interruptor automàtic d'un sol-tall són significativament més alts que els dels interruptors automàtics d'aire comprimit i els interruptors automàtics-reduïts d'oli, sense requerir una alta pressió de gas ni un nombre important de trencaments en sèrie. A les dècades de 1960 i 1970, els interruptors de circuit SF6 s'utilitzaven àmpliament en sistemes d'alimentació d'ultra-tensió i alta-capacitat. A principis de la dècada de 1980, es van desenvolupar amb èxit els interruptors automàtics de SF6 amb 363 kV de ruptura simple-i 550 kV de ruptura doble-, així com corrents d'interrupció nominals de 80 i 100 kA.
Els interruptors de circuit SF6 utilitzen un relé de densitat d'hexafluorur de sofre (SF6) per controlar els canvis de pressió del gas. Quan la pressió del gas SF6 baixa al primer valor d'alarma, el relé de densitat s'activa, indicant la pressió de reposició. Quan la pressió del gas hexafluorur de sofre cau al segon valor d'alarma, el relé de densitat funcionarà, informant del senyal de pressió de bloqueig i, al mateix temps, desconnectarà el circuit d'activació i tancament de l'interruptor per aconseguir el bloqueig d'obertura i tancament.
Per sota de 150 °C, l'SF6 és químicament inert i no reacciona químicament amb metalls, plàstics o altres materials que s'utilitzen habitualment en els interruptors automàtics. Tot i que es descomponen en els seus diferents components sota les altes temperatures causades per arcs d'alta-potència, es recomposen molt ràpidament després d'apagar l'arc. L'SF6 no conté carboni ni aire, la qual cosa evita l'oxidació per contacte. L'SF6 també té una rigidesa dielèctrica molt alta, que augmenta amb l'augment de la pressió. A 1 atmosfera, la rigidesa dielèctrica de l'SF6 és aproximadament de dues a tres vegades la de l'aire. A una pressió absoluta de 3 atmosferes, la rigidesa dielèctrica de l'SF6 pot arribar o superar la dels olis aïllants d'ús habitual. L'SF6 també presenta un excel·lent rendiment d'extinció d'arc, aconseguint una capacitat d'extinció d'arc 100 vegades superior a la de l'aire en un interruptor simple. A l'SF6, quan el corrent d'arc s'acosta a zero, l'alta temperatura només s'observa al nucli de l'arc de petit-diàmetre, que està envoltat per una capa no-conductora. Això permet que la rigidesa dielèctrica de l'espai d'arc es recuperi ràpidament després que el corrent passi a zero.
Els interruptors automàtics SF6 estan disponibles en dues configuracions estructurals: un disseny de columna de porcellana. L'interruptor està format per tres disjuntors monofàsics independents i un armari de control hidràulic i elèctric. Cada fase consta de quatre cambres interruptores (interruptors) connectades en sèrie amb dues mànigues de porcellana de suport. Les cambres d'interrupció i els suports de porcellana s'omplen amb gas SF6 a la pressió nominal. L'interruptor té una estructura tipus tanc-. Aquest interruptor de circuit utilitza un interruptor-de bufat longitudinal bidireccional. En obrir-se, el cilindre i el contacte mòbil són impulsats pel mecanisme de transmissió del cárter.
Les molècules de SF6 i els electrons lliures tenen una excel·lent miscibilitat. Quan els electrons i les molècules de SF6 entren en contacte, es barregen gairebé al 100% per formar ions negatius pesats. Aquesta propietat és extremadament valuosa per desionitzar la columna d'arc residual i extingir l'arc. L'SF6 té una càrrega molt negativa, la qual cosa permet que les seves molècules capturen ràpidament electrons lliures i formin ions negatius. Aquests ions negatius condueixen l'electricitat molt lentament, accelerant la recuperació de la força dielèctrica de l'espai d'arc, donant lloc a un excel·lent rendiment d'extinció de l'arc. A una pressió d'1,01 × 105 Pa, el rendiment d'extinció d'arc de SF6 és 100 vegades superior al de l'aire. Després d'apagar l'arc, es manté inalterat i es pot reutilitzar. Les excel·lents propietats d'aïllament i extinció d'arcs del gas SF6 donen als interruptors SF6 els avantatges següents: gran capacitat de trencament, alt voltatge d'interrupció, un gran nombre d'interrupcions contínues, aptitud per a un funcionament freqüent, baix soroll, sense risc d'incendi i un desgast mecànic i elèctric mínim, cosa que els fa excel·lents interruptors "sense manteniment{17}".
Amb el ràpid desenvolupament de l'economia nacional, la demanda d'electricitat en tots els àmbits de la vida ha augmentat dràsticament, la càrrega del sistema elèctric ha augmentat i els requisits de fiabilitat del subministrament d'energia han augmentat gradualment. Els interruptors de les subestacions també s'han substituït gradualment per nous interruptors automàtics SF6 dels interruptors d'oli. Els interruptors SF6 s'han utilitzat àmpliament en sistemes d'alimentació.
Funcionament de l'interruptor d'hexafluorur de sofre
Els interruptors automàtics d'hexafluorur de sofre són un nou tipus d'interruptors que utilitza gas hexafluorur de sofre com a mitjà aïllant i{0}}extintor d'arc. El gas hexafluorur de sofre és un gas incolor incolor, inodor, no-tòxic i no-inflamable amb alta rigidesa dielèctrica i excel·lents propietats d'extinció d'arc-. La seva rigidesa dielèctrica supera amb escreix la dels gasos aïllants tradicionals. Per tant, el seu ús en equips elèctrics pot reduir la mida de l'equip, eliminar els riscos d'incendi i millorar la fiabilitat i la seguretat dels sistemes d'alimentació.
Estructura de l'interruptor d'hexafluorur de sofre
Els interruptors de circuit d'hexafluorur de sofre consisteixen en un cos principal (que utilitza una estructura de tres-xassís), un mecanisme de funcionament i un dispositiu d'extinció d'arcs. Ofereixen avantatges com ara estructura simple, mida compacta, pes lleuger, gran capacitat d'interrupció, extinció ràpida de l'arc, una alta taxa d'interrupció i un cicle de manteniment llarg. Són un candidat prometedor per a una futura aplicació generalitzada en sistemes elèctrics.
Principi de funcionament de l'interruptor d'hexafluorur de sofre
Els interruptors de circuit d'hexafluorur de sofre s'omplen sovint amb gas hexafluorur de sofre a 3 a 5 atmosferes de pressió com a aïllament intern. Durant el procés d'obertura, el contacte mòbil impulsa un pistó per comprimir el gas, creant un flux d'aire per extingir l'arc.
L'estructura bàsica de la cambra d'extinció d'arc d'un disjuntor d'hexafluorur de sofre consisteix en un contacte mòbil, un filtre aïllant i un pistó d'aire comprimit connectats entre si, impulsat per una biela aïllant mitjançant un mecanisme de funcionament. El contacte fix és tubular, mentre que el contacte mòbil és de tipus sòcol-. Els extrems dels contactes mòbils i fixos estan incrustats amb un aliatge de coure-tungstè. El broquet aïllant està fet de politetrafluoroetilè resistent a -altes temperatures i corrosió-.
Quan s'obre l'interruptor, el contacte mòbil i el pistó es mouen junts cap a la dreta. La separació dels contactes mòbils i fixos genera un arc. El ràpid moviment cap a la dreta del pistó comprimeix el gas del costat dret, generant un flux d'aire a través del broquet que bufa l'arc longitudinalment, extingint-lo. El gas de la cambra d'extinció de l'arc es descarrega al cos de l'interruptor a través del forat interior del contacte fix i el refrigerador.
Quan l'interruptor està tancat, el mecanisme d'operació condueix el contacte mòbil, el broquet i el pistó cap a l'esquerra, permetent que el contacte fix s'insereixi al seient del contacte mòbil. Això assegura un bon contacte elèctric entre els contactes mòbils i fixos, tancant així l'interruptor.
L'interruptor SF6 utilitza un relé de densitat SF6 per controlar els canvis en la pressió del gas. Quan la pressió del gas SF6 baixa al primer valor d'alarma, el relé de densitat s'activa, indicant la pressió de reposició. Quan la pressió del gas SF6 baixa al segon valor d'alarma, el relé de densitat s'activa, senyalitzant la pressió de bloqueig i desconnectant simultàniament el circuit d'activació i tancament de l'interruptor, aconseguint un estat tancat o obert.
Si esteu interessats i voleu obtenir informació sobre els interruptors automàtics d'hexafluorur de sofre, poseu-vos en contacte amb nosaltres:pannie@hdswitchgear.com.
