Een stroomonderbreker waarbij SF6 onder drukgas wordt gebruikt om de boog te doven, wordt een SF6-stroomonderbreker genoemd. SF6-gas (zwavelhexafluoride) heeft uitstekende diëlektrische, boogdovende, chemische en andere fysische eigenschappen die zijn superioriteit hebben bewezen ten opzichte van andere boogdovende media zoals olie of lucht. De SF6-stroomonderbreker is hoofdzakelijk verdeeld in drie typen:
- Stroomonderbreker zonder kogelzuiger
- Stroomonderbreker met enkele pufferzuiger.
- Stroomonderbreker met dubbele kogelzuiger.
De stroomonderbreker die lucht en olie als isolatiemedium gebruikte, bouwde hun boogdovende kracht relatief langzaam op na de beweging van de contactscheiding. In het geval van hoogspanningsstroomonderbrekers worden snelle boogdovingseigenschappen gebruikt, waardoor er minder tijd nodig is voor snel herstel en er wordt spanning opgebouwd. SF6-stroomonderbrekers hebben in dit opzicht goede eigenschappen in vergelijking met olie- of luchtstroomonderbrekers. Bij hoogspanning tot 760 kV worden dus SF6-stroomonderbrekers gebruikt.
Eigenschappen van zwavelhexafluoride-stroomonderbreker
Zwavelhexafluoride bezit zeer goede isolerende en boogdovende eigenschappen. Deze eigenschappen zijn
- Het is kleurloos, geurloos, niet-giftig en niet-ontvlambaar gas.
- SF6-gas is uiterst stabiel en inert, en de dichtheid is vijf keer die van lucht.
- Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, beter dan die van lucht, en helpt bij het beter koelen van stroomvoerende onderdelen.
- SF6-gas is sterk elektronegatief, wat betekent dat de vrije elektronen gemakkelijk uit de ontlading worden verwijderd door de vorming van negatieve ionen.
- Het heeft de unieke eigenschap van snelle recombinatie nadat de energiegevende vonk van de bron is verwijderd. Het is 100 keer effectiever in vergelijking met boogblusmedium.
- De diëlektrische sterkte is 2,5 maal die van lucht en 30% minder dan die van de diëlektrische olie. Bij hoge druk neemt de diëlektrische sterkte van het gas toe.
- Vocht is zeer schadelijk voor de SF6-stroomonderbreker. Door een combinatie van vocht en SF6-gas wordt waterstoffluoride gevormd (wanneer de boog wordt onderbroken) dat de onderdelen van de stroomonderbrekers kan aantasten.
Constructie van SF6-stroomonderbrekers
SF6-stroomonderbrekers bestaan hoofdzakelijk uit twee delen, namelijk (a) de onderbrekereenheid en (b) het gassysteem.
Onderbrekereenheid – Deze eenheid bestaat uit bewegende en vaste contacten, bestaande uit een reeks stroomvoerende onderdelen en een boogsonde. Het is verbonden met het SF6-gasreservoir. Deze eenheid bestaat uit schuifopeningen in de bewegende contacten waardoor het gas onder hoge druk de hoofdtank kan binnendringen.
Gassysteem – Het gassysteem met gesloten circuit wordt gebruikt in SF6-stroomonderbrekers. Het SF6-gas is kostbaar en wordt daarom na elke operatie teruggewonnen. Deze unit bestaat uit lage- en hogedrukkamers met een lagedrukalarm en waarschuwingsschakelaars. Wanneer de druk van het gas erg laag is waardoor de diëlektrische sterkte van gassen afneemt en het boogdovende vermogen van de onderbrekers in gevaar komt, geeft dit systeem een waarschuwingsalarm.
Werkingsprincipe van SF6-stroomonderbreker
Onder normale bedrijfsomstandigheden zijn de contacten van de onderbreker gesloten. Wanneer de fout in het systeem optreedt, worden de contacten uit elkaar getrokken en ontstaat er een boog tussen de contacten. De verplaatsing van de bewegende contacten wordt gesynchroniseerd met de klep die het hogedruk SF6-gas in de boogonderbrekende kamer binnendringt met een druk van ongeveer 16 kg/cm^2.
Het SF6-gas absorbeert de vrije elektronen in het boogpad en vormt ionen die niet als ladingsdrager fungeren. Deze ionen verhogen de diëlektrische sterkte van het gas en daardoor wordt de boog gedoofd. Dit proces verlaagt de druk van het SF6-gas tot 3 kg/cm^2; het wordt opgeslagen in het lagedrukreservoir. Dit lagedrukgas wordt teruggetrokken naar het hogedrukreservoir voor hergebruik.
Nu wordt de dagkogelzuigerdruk gebruikt voor het genereren van boogdoofdruk tijdens een openingshandeling door middel van een zuiger die aan de bewegende contacten is bevestigd.
Voordeel van SF6-stroomonderbreker
SF6-stroomonderbrekers hebben de volgende voordelen ten opzichte van conventionele onderbrekers
- SF6-gas heeft uitstekende isolerende, boogdovende en vele andere eigenschappen die de grootste voordelen zijn van SF6-stroomonderbrekers.
- Het gas is niet brandbaar en chemisch stabiel. Hun ontledingsproducten zijn niet-explosief en daarom bestaat er geen risico op brand of explosie.
- De elektrische speling wordt sterk verminderd vanwege de hoge diëlektrische sterkte van SF6.
- De prestaties worden niet beïnvloed door variaties in de atmosferische omstandigheden.
- Het zorgt voor een geruisloze werking en er is geen overspanningsprobleem omdat de boog dooft bij natuurlijke stroom nul.
- Er is geen vermindering van de diëlektrische sterkte omdat er tijdens het vonken geen koolstofdeeltjes worden gevormd.
- Het vergt minder onderhoud en er is geen kostbaar persluchtsysteem nodig.
- SF6 voert zonder enig probleem verschillende taken uit, zoals het verhelpen van kortelijnfouten, schakelen, het openen van onbelaste transmissielijnen en een transformatorreactor, enz.
Nadelen van SF6-stroomonderbrekers
- SF6-gas werkt tot op zekere hoogte verstikkend. In het geval van lekkage in de brekertank, is het SF6-gas zwaarder dan lucht, waardoor SF6 zich in de omgeving nestelt en tot verstikking van het bedienend personeel leidt.
- Het binnendringen van vocht in de SF6-brekertank is zeer schadelijk voor de sloophamer en veroorzaakt verschillende storingen.
- De interne onderdelen moeten tijdens periodiek onderhoud in een schone en droge omgeving worden gereinigd.
- De speciale faciliteit vereist transport en onderhoud van de kwaliteit van gas.
(We citeren dit artikel van deze website: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)
Posttijd: 25 oktober 2023