Bộ ngắt mạch lưu huỳnh Hexafluoride (SF6)

Bộ ngắt mạch trong đó khí SF6 dưới áp suất được sử dụng để dập tắt hồ quang được gọi là bộ ngắt mạch SF6. Khí SF6 (lưu huỳnh hexafluoride) có tính chất điện môi, làm nguội hồ quang, hóa học và vật lý tuyệt vời đã chứng tỏ tính ưu việt của nó so với các môi trường làm nguội hồ quang khác như dầu hoặc không khí. Bộ ngắt mạch SF6 chủ yếu được chia thành ba loại:

• Bộ ngắt mạch piston không phun hơi
• Bộ ngắt mạch piston phun đơn.
• Bộ ngắt mạch piston hai tầng.

Máy cắt sử dụng không khí và dầu làm môi trường cách điện, lực dập tắt hồ quang của chúng tích tụ tương đối chậm sau khi chuyển động tách tiếp điểm. Trong trường hợp cầu dao điện áp cao, đặc tính dập hồ quang nhanh được sử dụng, đòi hỏi ít thời gian hơn để phục hồi nhanh, điện áp tích tụ. Về mặt này, cầu dao SF6 có đặc tính tốt so với cầu dao dầu hoặc khí nén. Vì vậy, ở điện áp cao đến 760 kV, máy cắt SF6 được sử dụng.

Tính chất của bộ ngắt mạch lưu huỳnh hexafluoride

Lưu huỳnh hexafluoride có đặc tính cách điện và làm nguội hồ quang rất tốt. Những tài sản này là

• Nó là chất khí không màu, không mùi, không độc hại và không cháy.
• Khí SF6 cực kỳ ổn định và trơ, mật độ của nó gấp 5 lần không khí.
• Nó có độ dẫn nhiệt cao tốt hơn không khí và hỗ trợ làm mát các bộ phận mang dòng điện tốt hơn.
• Khí SF6 có độ âm điện mạnh, nghĩa là các electron tự do dễ dàng bị loại bỏ khỏi quá trình phóng điện bằng cách hình thành các ion âm.
• Nó có một đặc tính độc đáo là tái hợp nhanh sau khi loại bỏ tia lửa cung cấp năng lượng. Nó hiệu quả hơn 100 lần so với môi trường làm nguội hồ quang.
• Độ bền điện môi của nó gấp 2,5 lần so với không khí và thấp hơn 30% so với dầu điện môi. Ở áp suất cao, độ bền điện môi của khí tăng.
• Độ ẩm rất có hại cho cầu dao SF6. Do sự kết hợp giữa độ ẩm và khí SF6, hydro florua được hình thành (khi hồ quang bị gián đoạn) có thể tấn công các bộ phận của cầu dao.

Cấu tạo máy cắt SF6

Bộ ngắt mạch SF6 chủ yếu bao gồm hai phần, đó là (a) bộ phận ngắt và (b) hệ thống khí đốt.

Bộ phận ngắt - Bộ phận này bao gồm các tiếp điểm chuyển động và cố định bao gồm một bộ các bộ phận mang dòng điện và một đầu dò hồ quang. Nó được kết nối với bình chứa khí SF6. Bộ phận này bao gồm các lỗ trượt trong các tiếp điểm chuyển động cho phép khí áp suất cao đi vào bể chính.

Hệ thống khí – Hệ thống khí mạch kín được sử dụng trong máy cắt SF6. Khí SF6 đắt tiền nên được thu hồi sau mỗi lần vận hành. Bộ phận này bao gồm các buồng áp suất thấp và cao có báo động áp suất thấp cùng với các công tắc cảnh báo. Khi áp suất của khí rất thấp do độ bền điện môi của khí giảm và khả năng dập tắt hồ quang của máy cắt bị đe dọa thì hệ thống này sẽ đưa ra cảnh báo.

Nguyên lý làm việc của máy cắt SF6

Trong điều kiện hoạt động bình thường, các tiếp điểm của máy cắt đóng. Khi xảy ra lỗi trong hệ thống, các tiếp điểm sẽ bị kéo ra và một vòng cung xuất hiện giữa chúng. Sự dịch chuyển của các tiếp điểm động đồng bộ với van đưa khí SF6 áp suất cao vào buồng ngắt hồ quang với áp suất khoảng 16kg/cm^2.

Khí SF6 hấp thụ các electron tự do trong đường hồ quang và tạo thành các ion không hoạt động như chất mang điện. Các ion này làm tăng độ bền điện môi của khí và do đó hồ quang bị dập tắt. Quá trình này làm giảm áp suất của khí SF6 lên tới 3kg/cm^2; nó được lưu trữ trong bể chứa áp suất thấp. Khí áp suất thấp này được kéo về bình chứa áp suất cao để tái sử dụng.

Ngày nay, áp suất pít-tông phồng được sử dụng để tạo ra áp suất làm nguội hồ quang trong quá trình mở bằng một pít-tông gắn vào các tiếp điểm chuyển động.

Ưu điểm của cầu dao SF6

Máy cắt SF6 có những ưu điểm sau so với máy cắt thông thường

1. Khí SF6 có khả năng cách điện, dập hồ quang tuyệt vời và nhiều đặc tính khác, đây là ưu điểm lớn nhất của máy cắt SF6.
2. Khí không cháy và ổn định về mặt hóa học. Sản phẩm phân hủy của chúng không gây nổ và do đó không có nguy cơ cháy nổ.
3. Độ hở điện giảm đi rất nhiều do độ bền điện môi cao của SF6.
4. Hiệu suất của nó không bị ảnh hưởng do sự thay đổi trong điều kiện khí quyển.
5. Nó cho phép hoạt động không ồn ào và không có vấn đề quá điện áp vì hồ quang bị tắt ở mức dòng điện tự nhiên bằng 0.
6. Độ bền điện môi không bị giảm vì không có hạt carbon nào được hình thành trong quá trình phóng hồ quang.
7. Nó đòi hỏi ít bảo trì hơn và không cần hệ thống khí nén tốn kém.
8. SF6 thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau như xử lý sự cố đường dây ngắn, chuyển mạch, mở đường dây truyền tải không tải, cuộn kháng máy biến áp, v.v. mà không gặp bất kỳ sự cố nào.

Nhược điểm của cầu dao SF6

1. Khí SF6 gây ngạt thở ở một mức độ nào đó. Trong trường hợp rò rỉ ở bể máy cắt, khí SF6 nặng hơn không khí và do đó SF6 lắng đọng ra xung quanh gây ngạt thở cho người vận hành.
2. Sự xâm nhập của hơi ẩm vào bể chứa máy cắt SF6 rất có hại cho máy cắt và gây ra một số hư hỏng.
3. Các bộ phận bên trong cần được vệ sinh trong quá trình bảo trì định kỳ trong môi trường sạch sẽ và khô ráo.
4. Cơ sở đặc biệt yêu cầu vận chuyển và duy trì chất lượng khí đốt.

(Chúng tôi trích dẫn bài viết này từ trang web này: https:// Circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride- Circuit-breaker.html)