Elegas at mga katangian nito

Ang SF6 gas — electrical gas — ay sulfur hexafluoride SF6 (anim na fluorine)… Ang SF6 gas ay ang pangunahing insulator sa SF6-insulated na mga elemento ng cell.

Sa gumaganang presyon at normal na temperatura SF6 gas — walang kulay, walang amoy, hindi nasusunog na gas, 5 beses na mas mabigat kaysa sa hangin (density 6.7 vs. 1.29 para sa hangin), molekular na bigat din ng 5 beses kaysa sa hangin .

Ang SF6 gas ay hindi tumatanda, iyon ay, hindi nito binabago ang mga katangian nito sa paglipas ng panahon; ito ay nabubulok sa panahon ng isang de-koryenteng paglabas, ngunit mabilis na nagre-recombine, na nakuhang muli ang orihinal na dielectric na lakas nito.

Sa mga temperatura hanggang sa 1000 K, ang SF6 gas ay hindi gumagalaw at lumalaban sa init, hanggang sa mga temperatura na humigit-kumulang 500 K ito ay hindi aktibo sa kemikal at hindi agresibo sa mga metal na ginagamit sa paggawa ng SF6 switchgear.

Sa isang electric field, ang SF6 gas ay may kakayahang kumuha ng mga electron, na nagreresulta sa isang mataas na dielectric na lakas ng SF6 gas. Sa pamamagitan ng pagkuha ng mga electron, ang SF6 gas ay bumubuo ng mga low-mobility ions na dahan-dahang pinabilis sa isang electric field.

Ang pagganap ng SF6 gas ay nagpapabuti sa isang pare-parehong larangan, samakatuwid, para sa pagiging maaasahan ng pagpapatakbo, ang disenyo ng mga indibidwal na elemento ng switchgear ay dapat na ginagarantiyahan ang pinakamalaking pagkakapareho at homogeneity ng electric field.

Sa isang hindi homogenous na field, lumilitaw ang mga lokal na overvoltage ng electric field, na nagdudulot ng mga corona discharges. Sa ilalim ng impluwensya ng mga discharge na ito, ang SF6 ay nabubulok, na bumubuo ng mas mababang mga fluoride (SF2, SF4) sa kapaligiran, na may nakakapinsalang epekto sa mga materyales sa istruktura. kumpletong gas-insulated switchgear (GIS).

Upang maiwasan ang mga tagas, ang lahat ng mga ibabaw ng mga indibidwal na elemento ng mga bahagi ng metal at mga grid ng mga cell ay malinis at makinis at hindi dapat magkaroon ng gaspang at burr. Ang obligasyon na tuparin ang mga kinakailangang ito ay idinidikta ng katotohanan na ang dumi, alikabok, mga particle ng metal ay lumilikha din ng mga lokal na stress sa electric field at sa gayon ay lumalala ang dielectric na lakas ng pagkakabukod ng SF6.

Ang mataas na dielectric na lakas ng SF6 gas ay nagbibigay-daan upang mabawasan ang mga distansya ng pagkakabukod sa mababang presyon ng pagtatrabaho ng gas, bilang isang resulta kung saan ang bigat at sukat ng mga de-koryenteng kagamitan ay nabawasan. Ito, sa turn, ay ginagawang posible na bawasan ang laki ng switchgear, na napakahalaga, halimbawa, para sa mga kondisyon sa hilaga, kung saan ang bawat metro kubiko ng mga lugar ay napakamahal.

Ang mataas na dielectric strength ng SF6 gas ay nagbibigay ng mataas na antas ng insulation na may pinakamababang sukat at distansya, at ang mahusay na arc extinguishing ability at cooling ability ng SF6 ay nagpapataas ng breaking capacity ng switching device at nakakabawas. pagpainit ng mga live na bahagi.

Ang paggamit ng SF6 gas ay nagbibigay-daan, ang iba pang mga kondisyon ay pantay, upang madagdagan ang kasalukuyang pagkarga ng 25% at ang pinahihintulutang temperatura ng mga contact na tanso hanggang sa 90 ° C (sa hangin 75 ° C) dahil sa paglaban sa kemikal, hindi nasusunog, kaligtasan ng sunog at mas malaking kapasidad sa paglamig ng SF6 gas.

Ang isang kawalan ng SF6 ay ang paglipat nito sa isang likidong estado sa medyo mataas na temperatura, na nagtatakda ng mga karagdagang kinakailangan para sa rehimen ng temperatura ng kagamitan ng SF6 na gumagana. Ipinapakita ng figure ang pag-asa ng estado ng SF6 gas sa temperatura.

Graph ng estado ng SF6 gas kumpara sa temperatura

Para sa pagpapatakbo ng kagamitan ng SF6 sa mga negatibong temperatura na minus 40 gr. Kinakailangan na ang presyon ng SF6 gas sa apparatus ay hindi lalampas sa 0.4 MPa sa density na hindi hihigit sa 0.03 g / cm3.

Habang tumataas ang presyon, ang SF6 gas ay matunaw sa mas mataas na temperatura. samakatuwid, upang mapabuti ang pagiging maaasahan ng mga de-koryenteng kagamitan sa mga temperatura na humigit-kumulang minus 40 ° C, dapat itong pinainit (halimbawa, ang reservoir ng isang SF6 circuit breaker ay pinainit hanggang 12 ° C upang maiwasan ang pagpasa ng SF6 gas sa isang likido. estado).

Ang kapasidad ng arko ng SF6 gas, ang iba pang mga bagay ay pantay, ay ilang beses na mas malaki kaysa sa hangin. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng komposisyon ng plasma at ang pagdepende sa temperatura ng kapasidad ng init, init at electrical conductivity.

Sa estado ng plasma, ang mga molekula ng SF6 ay naghiwa-hiwalay. Sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 2000 K, ang kapasidad ng init ng SF6 gas ay tumataas nang husto dahil sa dissociation ng mga molekula. Samakatuwid, ang thermal conductivity ng plasma sa hanay ng temperatura 2000 - 3000 K ay mas mataas (sa pamamagitan ng dalawang order ng magnitude) kaysa sa hangin. Sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 4000 K, ang dissociation ng mga molekula ay bumababa.

Kasabay nito, ang mababang ionization potensyal na atomic sulfur na nabuo sa SF6 arc ay nag-aambag sa isang konsentrasyon ng mga electron na sapat upang mapanatili ang arko kahit na sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 3000 K. Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang kondaktibiti ng plasma , umaabot sa thermal conductivity ng hangin at pagkatapos ay tataas muli. Ang ganitong mga proseso ay binabawasan ang boltahe at paglaban ng isang nasusunog na arko sa SF6 gas ng 20 - 30% kumpara sa isang arko sa hangin sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 12,000 - 8,000 K. Bilang resulta, ang electrical conductivity ng plasma ay bumababa.

Sa temperatura na 6000 K, ang antas ng ionization ng atomic sulfur ay makabuluhang nabawasan at ang mekanismo ng pagkuha ng elektron sa pamamagitan ng libreng fluorine, mas mababang fluoride at SF6 na mga molekula ay pinahusay.

Sa mga temperatura na humigit-kumulang 4000 K, ang paghihiwalay ng mga molekula ay nagtatapos at ang muling pagsasama-sama ng mga molekula ay nagsisimula, ang densidad ng elektron ay mas bumababa habang ang atomic sulfur ay kemikal na pinagsama sa fluorine. Sa saklaw ng temperatura na ito, ang thermal conductivity ng plasma ay makabuluhan pa rin, ang arko ay pinalamig, ito ay pinadali din ng pag-alis ng mga libreng electron mula sa plasma dahil sa kanilang pagkuha ng mga molekula ng SF6 at atomic fluorine. Ang dielectric strength ng gap ay unti-unting tumataas at kalaunan ay bumabawi.

Ang isang tampok ng arc extinguishing sa SF6 gas ay nakasalalay sa katotohanan na sa isang kasalukuyang malapit sa zero, ang manipis na arc rod ay pinananatili pa rin at nasira sa huling sandali ng pagtawid ng kasalukuyang sa pamamagitan ng zero.Bilang karagdagan, pagkatapos na dumaan ang kasalukuyang sa zero, ang natitirang haligi ng arko sa SF6 gas ay lumalamig nang husto, kabilang ang dahil sa mas malaking pagtaas sa kapasidad ng init ng plasma sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 2000 K, at ang lakas ng dielectric ay mabilis na tumataas. .

Ang pagtaas sa dielectric na lakas ng SF6 gas (1) at hangin (2)

Ang ganitong katatagan ng pagsunog ng arko sa SF6 gas sa pinakamababang kasalukuyang halaga sa medyo mababang temperatura ay nagreresulta sa kawalan ng kasalukuyang mga pagkagambala at malalaking overvoltage sa panahon ng arc quenching.

Sa hangin, ang dielectric na lakas ng gap sa sandaling ang arc current ay tumatawid sa zero ay mas malaki, ngunit dahil sa malaking oras na pare-pareho ng arc sa hangin, ang rate ng pagtaas ng dielectric na lakas pagkatapos ng kasalukuyang tumatawid sa zero ay mas mababa .