एलेगस आणि त्याचे गुणधर्म

SF6 वायू — विद्युत वायू — सल्फर हेक्साफ्लोराइड SF6 (सहा फ्लोरिन) आहे... SF6 वायू हा SF6-इन्सुलेटेड सेल घटकांमध्ये मुख्य विद्युतरोधक आहे.

कार्यरत दाब आणि सामान्य तापमानात SF6 वायू - रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील वायू, हवेपेक्षा 5 पट जड (हवेसाठी घनता 6.7 वि. 1.29), आण्विक वजन हवेच्या 5 पट.

SF6 वायूचे वय होत नाही, म्हणजेच कालांतराने त्याचे गुणधर्म बदलत नाहीत; ते विद्युत डिस्चार्ज दरम्यान विघटित होते, परंतु त्वरीत पुन्हा एकत्र होते, त्याची मूळ डायलेक्ट्रिक शक्ती परत मिळवते.

1000 K पर्यंत तापमानात, SF6 वायू निष्क्रिय आणि उष्णता प्रतिरोधक असतो, सुमारे 500 K तापमानापर्यंत तो रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय असतो आणि SF6 स्विचगियरच्या बांधकामात वापरल्या जाणार्‍या धातूंच्या दिशेने आक्रमक नाही.

इलेक्ट्रिक फील्डमध्ये, SF6 गॅसमध्ये इलेक्ट्रॉन्स कॅप्चर करण्याची क्षमता असते, परिणामी SF6 गॅसची उच्च डायलेक्ट्रिक ताकद असते. इलेक्ट्रॉन्स कॅप्चर करून, SF6 वायू कमी-गतिशीलतेचे आयन बनवतो जे विद्युत क्षेत्रामध्ये हळूहळू प्रवेगित होतात.

SF6 गॅसचे कार्यप्रदर्शन एकसमान फील्डमध्ये सुधारते, म्हणून, ऑपरेशनल विश्वासार्हतेसाठी, स्विचगियरच्या वैयक्तिक घटकांच्या डिझाइनने इलेक्ट्रिक फील्डची सर्वात मोठी एकसमानता आणि एकसमानता हमी दिली पाहिजे.

एकसमान क्षेत्रामध्ये, विद्युत क्षेत्राचे स्थानिक ओव्हरव्होल्टेज दिसतात, ज्यामुळे कोरोना डिस्चार्ज होतो. या डिस्चार्जच्या प्रभावाखाली, SF6 विघटित होते, वातावरणात निम्न फ्लोराइड्स (SF2, SF4) तयार करतात, ज्याचा संरचनात्मक सामग्रीवर हानिकारक प्रभाव पडतो. पूर्ण गॅस-इन्सुलेटेड स्विचगियर (GIS).

गळती टाळण्यासाठी, धातूच्या भागांच्या वैयक्तिक घटकांचे सर्व पृष्ठभाग आणि सेलच्या ग्रिड्स स्वच्छ आणि गुळगुळीत असतात आणि त्यांना खडबडीतपणा आणि burrs नसावेत. घाण, धूळ, धातूचे कण देखील विद्युत क्षेत्रात स्थानिक ताण निर्माण करतात आणि त्यामुळे SF6 इन्सुलेशनची डायलेक्ट्रिक सामर्थ्य बिघडते हे या आवश्यकतांची पूर्तता करण्याचे बंधन आहे.

SF6 गॅसची उच्च डायलेक्ट्रिक ताकद गॅसच्या कमी कामकाजाच्या दाबाने इन्सुलेशन अंतर कमी करण्यास अनुमती देते, परिणामी विद्युत उपकरणांचे वजन आणि परिमाण कमी होतात. यामुळे, स्विचगियरचा आकार कमी करणे शक्य होते, जे खूप महत्वाचे आहे, उदाहरणार्थ, उत्तरेकडील परिस्थितीसाठी, जेथे प्रत्येक क्यूबिक मीटर परिसर खूप महाग आहे.

SF6 वायूची उच्च डायलेक्ट्रिक ताकद किमान परिमाणे आणि अंतरांसह उच्च प्रमाणात इन्सुलेशन प्रदान करते आणि SF6 ची चांगली चाप विझविण्याची क्षमता आणि शीतलक क्षमता स्विचिंग उपकरणांची ब्रेकिंग क्षमता वाढवते आणि कमी करते. थेट भाग गरम करणे.

SF6 गॅसचा वापर केल्याने, इतर अटी समान असल्याने, वर्तमान भार 25% ने वाढवता येतो आणि तांबे संपर्काचे अनुज्ञेय तापमान 90 ° C (हवेत 75 ° C) पर्यंत रासायनिक प्रतिकार, ज्वलनशीलता नसणे, अग्निसुरक्षा यामुळे होते. आणि SF6 गॅसची अधिक थंड क्षमता.

SF6 चा तोटा म्हणजे तुलनेने उच्च तापमानात द्रव अवस्थेत त्याचे संक्रमण, जे कार्यरत असलेल्या SF6 उपकरणांच्या तापमान व्यवस्थेसाठी अतिरिक्त आवश्यकता सेट करते. आकृती SF6 वायूच्या तापमानावर अवलंबित्व दर्शवते.

तापमान विरुद्ध SF6 वायूच्या स्थितीचा आलेख

SF6 उपकरणे उणे 40 ग्रॅम उणे तापमानात चालवण्यासाठी. उपकरणातील SF6 वायूचा दाब 0.03 g/cm3 पेक्षा जास्त नसलेल्या घनतेवर 0.4 MPa पेक्षा जास्त नसावा.

जसजसा दाब वाढतो, तसतसा SF6 वायू उच्च तापमानात द्रवरूप होईल. म्हणून, अंदाजे उणे ४० डिग्री सेल्सिअस तापमानात विद्युत उपकरणांची विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी, ते गरम करणे आवश्यक आहे (उदाहरणार्थ, SF6 वायू द्रवपदार्थात जाऊ नये म्हणून SF6 सर्किट ब्रेकरचा जलाशय अधिक 12 ° C पर्यंत गरम केला जातो. राज्य).

SF6 वायूची चाप क्षमता, इतर गोष्टी समान असल्याने, हवेपेक्षा कित्येक पटीने जास्त आहे. हे प्लाझमाची रचना आणि उष्णता क्षमता, उष्णता आणि तापमान अवलंबनाद्वारे स्पष्ट केले आहे विद्युत चालकता.

प्लाझ्मा अवस्थेत, SF6 रेणू विघटित होतात. 2000 के ऑर्डरच्या तापमानात, रेणूंच्या पृथक्करणामुळे SF6 वायूची उष्णता क्षमता झपाट्याने वाढते. म्हणून, तापमान श्रेणी 2000 - 3000 के मध्ये प्लाझमाची थर्मल चालकता हवेच्या तुलनेत जास्त (दोन परिमाणाने) असते. 4000 K च्या तापमानात, रेणूंचे विघटन कमी होते.

त्याच वेळी, SF6 चापमध्ये तयार होणारे कमी आयनीकरण संभाव्य अणू सल्फर इलेक्ट्रॉनच्या एकाग्रतेमध्ये योगदान देते जे 3000 K च्या तापमानातही कंस राखण्यासाठी पुरेसे आहे. तापमान जसजसे वाढते तसतसे प्लाझ्मा चालकता कमी होते, हवेच्या थर्मल चालकतेपर्यंत पोहोचणे आणि नंतर पुन्हा वाढते. अशा प्रक्रियांमुळे SF6 गॅसमधील बर्निंग आर्कचा व्होल्टेज आणि प्रतिकार 12,000 - 8,000 के तापमानाच्या हवेतील चापच्या तुलनेत 20 - 30% कमी होतो. परिणामी, प्लाझ्माची विद्युत चालकता कमी होते.

6000 के तापमानात, अणू सल्फरच्या आयनीकरणाची डिग्री लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि फ्री फ्लोरिन, लोअर फ्लोराइड्स आणि SF6 रेणूंद्वारे इलेक्ट्रॉन कॅप्चर करण्याची यंत्रणा वर्धित केली जाते.

सुमारे 4000 के तापमानात, रेणूंचे पृथक्करण संपते आणि रेणूंचे पुनर्संयोजन सुरू होते, इलेक्ट्रॉन घनता आणखी कमी होते कारण अणू सल्फर रासायनिकरित्या फ्लोरिनसह एकत्र होते. या तापमान श्रेणीमध्ये, प्लाझ्माची थर्मल चालकता अजूनही लक्षणीय आहे, चाप थंड केला जातो, SF6 रेणू आणि अणू फ्लोरिनद्वारे त्यांच्या कॅप्चरमुळे प्लाझ्मामधून मुक्त इलेक्ट्रॉन काढून टाकण्याद्वारे देखील हे सुलभ होते. अंतराची डायलेक्ट्रिक ताकद हळूहळू वाढते आणि शेवटी पुनर्प्राप्त होते.

SF6 वायूमध्ये चाप विझवण्याचे वैशिष्ट्य म्हणजे शून्याच्या जवळ विद्युतप्रवाह असताना, पातळ चाप रॉड अजूनही राखला जातो आणि शून्यातून प्रवाह ओलांडण्याच्या शेवटच्या क्षणी तो तुटतो.याव्यतिरिक्त, विद्युत प्रवाह शून्यातून गेल्यानंतर, SF6 वायूमधील अवशिष्ट चाप स्तंभ तीव्रतेने थंड होतो, ज्यामध्ये 2000 K च्या तापमानात प्लाझ्माच्या उष्णता क्षमतेत आणखी वाढ झाल्यामुळे आणि डायलेक्ट्रिक ताकद वेगाने वाढते. .

SF6 वायू (1) आणि हवा (2) च्या डायलेक्ट्रिक सामर्थ्यात वाढ

तुलनेने कमी तापमानात SF6 वायूमध्ये चाप बर्न करण्याच्या अशा स्थिरतेचा परिणाम चाप शमन करताना वर्तमान व्यत्यय आणि मोठ्या ओव्हरव्होल्टेजच्या अनुपस्थितीत होतो.

हवेत, चाप प्रवाह शून्य ओलांडतो त्या क्षणी अंतराची डायलेक्ट्रिक ताकद जास्त असते, परंतु हवेतील कंस जास्त वेळ स्थिर असल्यामुळे, प्रवाह शून्य ओलांडल्यानंतर डायलेक्ट्रिक ताकद वाढण्याचा दर कमी असतो.