قاطع دائرة سداسي فلوريد الكبريت (SF6).

يُطلق على قاطع الدائرة الذي يستخدم فيه غاز SF6 تحت الضغط لإطفاء القوس قاطع الدائرة SF6. يتمتع غاز SF6 (سداسي فلوريد الكبريت) بخصائص عازلة ممتازة، وتبريد قوسي، وكيميائي، وخصائص فيزيائية أخرى أثبتت تفوقه على وسائل التبريد القوسية الأخرى مثل الزيت أو الهواء. ينقسم قاطع الدائرة SF6 بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع:

• قاطع دائرة مكبس غير منتفخ
• قاطع الدائرة الكهربائية ذو المكبس المفرد.
• قاطع دائرة ذو مكبس مزدوج.

قاطع الدائرة الذي يستخدم الهواء والزيت كوسيط عازل، كانت قوة إطفاء القوس الخاصة بهم بطيئة نسبيًا بعد حركة فصل الاتصال. في حالة قواطع الدائرة ذات الجهد العالي، يتم استخدام خصائص انقراض القوس السريع والتي تتطلب وقتًا أقل للتعافي السريع، ويتراكم الجهد. تتمتع قواطع الدائرة SF6 بخصائص جيدة في هذا الصدد مقارنة بقواطع دوائر الزيت أو الهواء. لذلك في الجهد العالي الذي يصل إلى 760 كيلو فولت، يتم استخدام قواطع الدائرة SF6.

خصائص قواطع دوائر سداسي فلوريد الكبريت

يمتلك سداسي فلوريد الكبريت خصائص عزل وتبريد قوسية جيدة جدًا. هذه الخصائص هي

• وهو غاز عديم اللون والرائحة وغير سام وغير قابل للاشتعال.
• غاز SF6 مستقر للغاية وخامل، وكثافته تبلغ خمسة أضعاف كثافة الهواء.
• إنه يتمتع بموصلية حرارية عالية أفضل من الهواء ويساعد في تبريد الأجزاء الحاملة للتيار بشكل أفضل.
• يتميز غاز SF6 بأنه ذو سالبية كهربية قوية، مما يعني أنه يمكن إزالة الإلكترونات الحرة بسهولة من التفريغ عن طريق تكوين أيونات سالبة.
• إنه يتمتع بخاصية فريدة من نوعها تتمثل في إعادة التركيب السريع بعد إزالة شرارة التنشيط المصدر. إنها أكثر فعالية بـ 100 مرة مقارنة بوسيط التبريد القوسي.
• قوتها العازلة هي 2.5 مرة من قوة الهواء و 30٪ أقل من قوة الزيت العازل. عند الضغط العالي تزداد قوة العزل الكهربائي للغاز.
• الرطوبة ضارة جدًا بقاطع الدائرة SF6. بسبب مزيج من الرطوبة وغاز SF6، يتكون فلوريد الهيدروجين (عند انقطاع القوس الكهربائي) والذي يمكن أن يهاجم أجزاء قواطع الدائرة.

بناء قواطع الدائرة SF6

تتكون قواطع الدائرة SF6 بشكل أساسي من جزأين، وهما (أ) وحدة القاطع و (ب) نظام الغاز.

وحدة المقاطعة - تتكون هذه الوحدة من اتصالات متحركة وثابتة تشتمل على مجموعة من الأجزاء الحاملة للتيار ومسبار القوس. وهو متصل بخزان غاز SF6. تتكون هذه الوحدة من فتحات منزلقة في نقاط الاتصال المتحركة والتي تسمح بدخول الغاز عالي الضغط إلى الخزان الرئيسي.

نظام الغاز - يتم استخدام نظام الغاز ذو الدائرة المغلقة في قواطع الدائرة SF6. إن غاز SF6 مكلف، لذا يتم استخلاصه بعد كل عملية. تتكون هذه الوحدة من غرف الضغط المنخفض والعالي مع جهاز إنذار للضغط المنخفض بالإضافة إلى مفاتيح التحذير. عندما يكون ضغط الغاز منخفضًا جدًا مما يؤدي إلى انخفاض قوة العزل الكهربائي للغازات وتعريض قدرة التبريد للقواطع للخطر، فإن هذا النظام يعطي إنذارًا تحذيريًا.

مبدأ العمل لقواطع الدائرة SF6

في ظروف التشغيل العادية، يتم إغلاق جهات الاتصال الخاصة بالقاطع. عندما يحدث خطأ في النظام، يتم فصل جهات الاتصال عن بعضها البعض، ويتم عمل قوس بينهما. تتم مزامنة إزاحة نقاط الاتصال المتحركة مع الصمام الذي يدخل غاز SF6 عالي الضغط في غرفة القطع القوسي عند ضغط يبلغ حوالي 16 كجم/سم^2.

يمتص غاز SF6 الإلكترونات الحرة في مسار القوس ويشكل أيونات لا تعمل كحامل شحنة. تزيد هذه الأيونات من قوة العزل الكهربائي للغاز وبالتالي ينطفئ القوس. تعمل هذه العملية على تقليل ضغط غاز SF6 حتى 3 كجم/سم^2 وبالتالي؛ يتم تخزينه في خزان الضغط المنخفض. يتم سحب هذا الغاز منخفض الضغط مرة أخرى إلى خزان الضغط العالي لإعادة استخدامه.

الآن يتم استخدام ضغط المكبس المنتفخ يوميًا لتوليد ضغط التبريد القوسي أثناء عملية الفتح عن طريق مكبس متصل بنقاط الاتصال المتحركة.

الاستفادة من قاطع الدائرة SF6

تتمتع قواطع الدائرة SF6 بالمزايا التالية مقارنة بالقواطع التقليدية

1. يتمتع غاز SF6 بعزل ممتاز وإطفاء القوس والعديد من الخصائص الأخرى التي تعد من أعظم مزايا قواطع الدائرة SF6.
2. الغاز غير قابل للاشتعال ومستقر كيميائيا. منتجات تحللها غير متفجرة، وبالتالي لا يوجد خطر نشوب حريق أو انفجار.
3. يتم تقليل الخلوص الكهربائي إلى حد كبير بسبب القوة العازلة العالية لـ SF6.
4. لا يتأثر أدائها بسبب التغيرات في الظروف الجوية.
5. إنه يعطي عملية بدون ضوضاء، ولا توجد مشكلة في الجهد الزائد لأن القوس ينطفئ عند التيار الطبيعي صفر.
6. لا يوجد انخفاض في قوة العزل الكهربائي لأنه لا تتشكل جزيئات الكربون أثناء الانحناء.
7. يتطلب صيانة أقل ولا يتطلب نظام هواء مضغوط باهظ التكلفة.
8. يؤدي SF6 واجبات مختلفة مثل إزالة أخطاء الخطوط القصيرة، والتبديل، وفتح خطوط النقل غير المحملة، ومفاعل المحولات، وما إلى ذلك دون أي مشكلة.

عيوب قواطع الدائرة SF6

1. غاز SF6 خانق إلى حد ما. في حالة التسرب في خزان الكسارة، يكون غاز SF6 أثقل من الهواء وبالتالي يستقر SF6 في المناطق المحيطة ويؤدي إلى اختناق أفراد التشغيل.
2. إن دخول الرطوبة إلى خزان الكسارة SF6 يضر جدًا بالكسارة ويسبب العديد من الأعطال.
3. تحتاج الأجزاء الداخلية إلى التنظيف أثناء الصيانة الدورية في ظل بيئة نظيفة وجافة.
4. يتطلب المرفق الخاص لنقل وصيانة نوعية الغاز.

(نستشهد بهذا المقال من هذا الموقع: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)