เซอร์กิตเบรกเกอร์ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6)

เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้ SF6 ภายใต้แก๊สแรงดันเพื่อดับส่วนโค้งเรียกว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ก๊าซ SF6 (ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์) มีคุณสมบัติไดอิเล็กทริก การชุบอาร์ค เคมี และคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ที่ดีเยี่ยม ซึ่งได้พิสูจน์แล้วว่ามีความเหนือกว่าตัวกลางในการดับอาร์กอื่นๆ เช่น น้ำมันหรืออากาศ เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 แบ่งออกเป็นสามประเภทส่วนใหญ่:

• เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบลูกสูบไม่ปักเป้า
• เซอร์กิตเบรกเกอร์ลูกสูบปักเป้าเดี่ยว
• เซอร์กิตเบรกเกอร์ลูกสูบแบบปักเป้าคู่

เซอร์กิตเบรกเกอร์ซึ่งใช้อากาศและน้ำมันเป็นสื่อกลางในการเป็นฉนวน แรงดับส่วนโค้งของพวกมันจะเกิดขึ้นค่อนข้างช้าหลังจากการเคลื่อนที่ของการแยกหน้าสัมผัส ในกรณีของเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแรงสูง มีการใช้คุณสมบัติการสูญพันธุ์ของอาร์คอย่างรวดเร็ว ซึ่งต้องใช้เวลาในการกู้คืนน้อยกว่าอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าจะสะสม เบรกเกอร์วงจร SF6 มีคุณสมบัติที่ดีในเรื่องนี้เมื่อเปรียบเทียบกับเบรกเกอร์วงจรน้ำมันหรืออากาศ ดังนั้นในแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 760 kV จึงใช้เบรกเกอร์วงจร SF6

คุณสมบัติของเซอร์กิตเบรกเกอร์ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์

ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์มีคุณสมบัติเป็นฉนวนและดับอาร์กได้ดีมาก คุณสมบัติเหล่านี้คือ

• เป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ปลอดสารพิษ และไม่ติดไฟ
• ก๊าซ SF6 มีความเสถียรและเฉื่อยอย่างยิ่ง และมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศถึงห้าเท่า
• มีค่าการนำความร้อนได้ดีกว่าอากาศและช่วยให้ชิ้นส่วนที่นำกระแสไฟฟ้าเย็นลงได้ดีขึ้น
• ก๊าซ SF6 มีอิเลคโตรเนกาติตีสูง ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนอิสระจะถูกกำจัดออกจากคายประจุได้ง่ายโดยการก่อตัวของไอออนลบ
• มีคุณสมบัติพิเศษในการรวมตัวกันใหม่อย่างรวดเร็วหลังจากขจัดประกายไฟที่แหล่งกำเนิดพลังงานออกไปแล้ว มีประสิทธิภาพมากกว่า 100 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวกลางในการดับอาร์ค
• ความเป็นฉนวนของมันคือ 2.5 เท่าของอากาศและน้อยกว่าน้ำมันอิเล็กทริก 30% ที่ความดันสูง ความเป็นฉนวนของก๊าซจะเพิ่มขึ้น
• ความชื้นเป็นอันตรายต่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 อย่างมาก เนื่องจากการรวมกันของความชื้นและก๊าซ SF6 ไฮโดรเจนฟลูออไรด์จึงเกิดขึ้น (เมื่อส่วนโค้งถูกขัดจังหวะ) ซึ่งสามารถโจมตีชิ้นส่วนของเซอร์กิตเบรกเกอร์ได้

การก่อสร้างเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6

เบรกเกอร์วงจร SF6 ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ (a) หน่วยขัดขวางและ (b) ระบบแก๊ส

หน่วยขัดขวาง - หน่วยนี้ประกอบด้วยหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่และแบบคงที่ซึ่งประกอบด้วยชุดชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าและหัววัดแบบอาร์ค เชื่อมต่อกับถังเก็บก๊าซ SF6 อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยช่องระบายอากาศแบบเลื่อนในหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่ซึ่งช่วยให้ก๊าซแรงดันสูงเข้าไปในถังหลักได้

ระบบแก๊ส - ระบบแก๊สวงจรปิดใช้งานในเบรกเกอร์วงจร SF6 ก๊าซ SF6 มีราคาแพง ดังนั้นจึงถูกเรียกคืนหลังการดำเนินการแต่ละครั้ง หน่วยนี้ประกอบด้วยห้องแรงดันต่ำและสูงพร้อมสัญญาณเตือนแรงดันต่ำพร้อมสวิตช์เตือน เมื่อความดันของแก๊สต่ำมาก เนื่องจากความเป็นฉนวนของก๊าซลดลง และความสามารถในการดับส่วนโค้งของเบรกเกอร์จะเป็นอันตราย ระบบนี้จะแจ้งเตือน

หลักการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6

ในสภาวะการทำงานปกติ หน้าสัมผัสของเบรกเกอร์จะถูกปิด เมื่อเกิดข้อผิดพลาดในระบบ หน้าสัมผัสจะถูกดึงออกจากกัน และมีส่วนโค้งเกิดขึ้นระหว่างกัน การกระจัดของหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่จะซิงโครไนซ์กับวาล์วซึ่งจะเข้าสู่ก๊าซ SF6 แรงดันสูงในห้องขัดจังหวะส่วนโค้งที่ความดันประมาณ 16 กก./ซม.^2

ก๊าซ SF6 ดูดซับอิเล็กตรอนอิสระในเส้นทางส่วนโค้งและสร้างไอออนซึ่งไม่ได้ทำหน้าที่เป็นพาหะประจุ ไอออนเหล่านี้จะเพิ่มความแข็งแรงไดอิเล็กตริกของแก๊ส และส่วนโค้งจึงถูกดับลง กระบวนการนี้ช่วยลดความดันของก๊าซ SF6 ได้ถึง 3 กก./ซม.^2 ดังนั้น มันถูกเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำแรงดันต่ำ ก๊าซความดันต่ำนี้จะถูกดึงกลับไปยังถังเก็บแรงดันสูงเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

ปัจจุบันแรงดันลูกสูบปักเป้าหนึ่งวันถูกใช้เพื่อสร้างแรงดันดับส่วนโค้งระหว่างการดำเนินการเปิดโดยใช้ลูกสูบที่ติดอยู่กับหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่

ข้อดีของเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6

เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 มีข้อดีเหนือเบรกเกอร์ทั่วไปดังต่อไปนี้

1. ก๊าซ SF6 มีความเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม การดับไฟ และคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6
2. ก๊าซไม่ติดไฟและมีความเสถียรทางเคมี ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวไม่ระเบิด จึงไม่มีความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้หรือการระเบิด
3. การกวาดล้างทางไฟฟ้าลดลงอย่างมากเนื่องจากมีความเป็นฉนวนสูงที่ SF6
4. ประสิทธิภาพการทำงานของมันไม่ได้รับผลกระทบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพบรรยากาศ
5. ช่วยให้การทำงานไม่มีเสียงรบกวน และไม่มีปัญหาแรงดันไฟฟ้าเกิน เนื่องจากส่วนโค้งดับลงที่กระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ตามธรรมชาติ
6. ความเป็นฉนวนจะไม่ลดลงเนื่องจากไม่มีอนุภาคคาร์บอนเกิดขึ้นระหว่างการอาร์ก
7. ต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่าและไม่จำเป็นต้องใช้ระบบอัดอากาศที่มีราคาแพง
8. SF6 ทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การเคลียร์ข้อผิดพลาดของสายสั้น การสลับ การเปิดสายส่งที่ไม่ได้โหลด และเครื่องปฏิกรณ์หม้อแปลง ฯลฯ โดยไม่มีปัญหาใดๆ

ข้อเสียของเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6

1. แก๊ส SF6 หายใจไม่ออกในระดับหนึ่ง ในกรณีที่มีการรั่วไหลในถังเบรกเกอร์ ก๊าซ SF6 จะหนักกว่าอากาศ และด้วยเหตุนี้ SF6 จึงถูกเกาะอยู่โดยรอบและทำให้เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานหายใจไม่ออก
2. ทางเข้าของความชื้นในถังเบรกเกอร์ SF6 เป็นอันตรายต่อเบรกเกอร์อย่างมากและทำให้เกิดความล้มเหลวหลายประการ
3. ชิ้นส่วนภายในจำเป็นต้องทำความสะอาดระหว่างการบำรุงรักษาตามระยะภายใต้สภาพแวดล้อมที่สะอาดและแห้ง
4. สิ่งอำนวยความสะดวกพิเศษที่จำเป็นสำหรับการขนส่งและการบำรุงรักษาคุณภาพของก๊าซ

(เราอ้างอิงบทความนี้จากเว็บไซต์นี้: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)