מפסק מעגלים של גופרית הקספלואוריד (SF6).

מפסק שבו SF6 תחת לחץ משמש לכיבוי הקשת נקרא מפסק SF6. לגז SF6 (גופרית hexafluoride) יש תכונות דיאלקטריות מצוינות, כיבוי קשת, כימי ותכונות פיזיקליות אחרות אשר הוכיחו את עליונותו על פני מדיומים אחרים לכיבוי קשתות כגון נפט או אוויר. מפסק SF6 מתחלק בעיקר לשלושה סוגים:

• מפסק בוכנה ללא נפח
• מפסק בוכנה יחידה.
• מפסק בוכנה כפולה.

המפסק שהשתמש באוויר ושמן כתווך מבודד, כוח כיבוי הקשת שלהם מצטבר היה איטי יחסית לאחר תנועת הפרדת המגע. במקרה של מפסקי מתח גבוה נעשה שימוש במאפייני כיבוי מהיר של קשת, הדורשים פחות זמן להתאוששות מהירה, מתח מצטבר. למפסקי SF6 יש תכונות טובות בהקשר זה בהשוואה למפסקי שמן או אוויר. אז במתח גבוה עד 760 קילו וולט משתמשים במפסקי SF6.

מאפיינים של מפסק מעגל גופרית הקספלואוריד

הגופרית hexafluoride היא בעלת תכונות בידוד טובות מאוד וכיבוי קשתות. נכסים אלו הם

• זהו גז חסר צבע, חסר ריח, לא רעיל ולא דליק.
• גז SF6 הוא יציב ואינרטי במיוחד, וצפיפותו היא פי חמישה מזו של האוויר.
• יש לו מוליכות תרמית גבוהה יותר מזו של אוויר ומסייע לחלקים נושאי זרם קירור טוב יותר.
• גז SF6 הוא אלקטרוני שלילי חזק, כלומר האלקטרונים החופשיים מוסרים בקלות מפריקה על ידי היווצרות של יונים שליליים.
• יש לו תכונה ייחודית של ריקומבינציה מהירה לאחר הסרת הניצוץ הממריץ של המקור. זה יעיל פי 100 בהשוואה למדיום מרווה קשת.
• החוזק הדיאלקטרי שלו הוא פי 2.5 מזה של האוויר ו-30% פחות מזה של השמן הדיאלקטרי. בלחץ גבוה החוזק הדיאלקטרי של הגז עולה.
• לחות מזיקה מאוד למפסק SF6. עקב שילוב של לחות וגז SF6, נוצר מימן פלואוריד (כאשר הקשת נקטעת) שיכול לתקוף את חלקי המפסקים.

בניית מפסקי SF6

מפסקי SF6 מורכבים בעיקר משני חלקים, כלומר (א) יחידת המפסק ו-(ב) מערכת הגז.

יחידת מפסק - יחידה זו מורכבת ממגעים נעים וקבועים הכוללים קבוצה של חלקים נושאי זרם ובדיקת קשתות. הוא מחובר למאגר הגז SF6. יחידה זו מורכבת מפתחי אוורור במגעים הנעים המאפשרים את הגז בלחץ גבוה לתוך המיכל הראשי.

מערכת גז - מערכת הגז במעגל סגור משמשת במפסקי SF6. גז SF6 הוא יקר, ולכן הוא מוחזר לאחר כל פעולה. יחידה זו מורכבת מתאי לחץ נמוך וגבוה עם אזעקת לחץ נמוך יחד עם מתגי אזהרה. כאשר לחץ הגז נמוך מאוד שבגללו יורד החוזק הדיאלקטרי של הגזים ויכולת כיבוי הקשת של המפסקים מסתכנת, אזי מערכת זו נותנת את אזעקת האזהרה.

עקרון העבודה של מפסק SF6

בתנאי ההפעלה הרגילים, המגעים של המפסק סגורים. כאשר התקלה מתרחשת במערכת, המגעים נמשכים זה מזה, ונוצרת קשת ביניהם. תזוזה של המגעים הנעים מסונכרנת עם השסתום שנכנס לגז SF6 בלחץ גבוה בתא קוטע הקשת בלחץ של כ-16 ק"ג/ס"מ^2.

גז SF6 סופג את האלקטרונים החופשיים בנתיב הקשת ויוצר יונים שאינם פועלים כנושא מטען. יונים אלו מגבירים את החוזק הדיאלקטרי של הגז ומכאן שהקשת נכבית. תהליך זה מפחית את הלחץ של גז SF6 עד ל-3kg/cm^2 ובכך; הוא מאוחסן במאגר בלחץ נמוך. גז זה בלחץ נמוך נמשך חזרה למאגר הלחץ הגבוה לשימוש חוזר.

כעת משתמשים בלחץ בוכנה יומית ליצירת לחץ כיבוי קשת במהלך פעולת פתיחה באמצעות בוכנה המחוברת למגעים הנעים.

יתרון של מפסק SF6

למפסקי SF6 יש את היתרונות הבאים על פני מפסק קונבנציונלי

1. לגז SF6 יש בידוד מעולה, כיבוי קשת ותכונות רבות אחרות שהם היתרונות הגדולים ביותר של מפסקי SF6.
2. הגז אינו דליק ויציב מבחינה כימית. תוצרי הפירוק שלהם אינם נפיצים ולכן אין סכנת שריפה או פיצוץ.
3. המרווח החשמלי מופחת מאוד בגלל החוזק הדיאלקטרי הגבוה של SF6.
4. הביצועים שלו אינם מושפעים עקב שינויים במצב האטמוספרי.
5. זה נותן פעולה ללא רעש, ואין בעיית מתח יתר מכיוון שהקשת נכבית בזרם טבעי אפס.
6. אין הפחתה בחוזק הדיאלקטרי מכיוון שלא נוצרים חלקיקי פחמן במהלך קשתות.
7. זה דורש פחות תחזוקה ולא נדרשת מערכת אוויר דחוס יקר.
8. SF6 מבצעת משימות שונות כמו ניקוי תקלות קו קצר, מיתוג, פתיחת קווי תמסורת לא טעונים, כור שנאי וכו' ללא כל בעיה.

חסרונות של מפסקי SF6

1. גז SF6 נחנק במידה מסוימת. במקרה של דליפה במיכל המפסק, גז SF6 כבד יותר מאוויר ומכאן SF6 מושקעים בסביבה ומובילים לחנק של אנשי ההפעלה.
2. כניסת רטיבות למיכל מפסק SF6 מזיקה מאוד למפסק, והיא גורמת למספר כשלים.
3. החלקים הפנימיים זקוקים לניקוי במהלך תחזוקה תקופתית בסביבה נקייה ויבשה.
4. המתקן המיוחד דורש הובלה ותחזוקה של איכות הגז.

(אנו מצטטים מאמר זה מאתר זה: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)