Un interruttore in cui viene utilizzato gas SF6 sotto pressione per estinguere l'arco è chiamato interruttore SF6. Il gas SF6 (esafluoruro di zolfo) ha eccellenti proprietà dielettriche, di estinzione dell'arco, chimiche e altre proprietà fisiche che hanno dimostrato la sua superiorità rispetto ad altri mezzi di estinzione dell'arco come olio o aria. L'interruttore SF6 si divide principalmente in tre tipologie:
- Interruttore automatico a pistone non puffer
- Interruttore automatico a pistone singolo puffer.
- Interruttore automatico a doppio pistone puffer.
Negli interruttori automatici che utilizzavano aria e olio come mezzo isolante, la forza di estinzione dell'arco si accumulava relativamente lenta dopo il movimento di separazione dei contatti. Nel caso degli interruttori automatici ad alta tensione vengono utilizzate proprietà di estinzione rapida dell'arco che richiedono meno tempo per un ripristino rapido, la tensione si accumula. Gli interruttori automatici SF6 hanno buone proprietà a questo riguardo rispetto agli interruttori automatici in olio o aria. Pertanto, in alta tensione fino a 760 kV, vengono utilizzati gli interruttori automatici SF6.
Proprietà dell'interruttore automatico dell'esafluoruro di zolfo
L'esafluoruro di zolfo possiede ottime proprietà isolanti e di estinzione dell'arco. Queste proprietà sono
- È un gas incolore, inodore, atossico e non infiammabile.
- Il gas SF6 è estremamente stabile e inerte e la sua densità è cinque volte quella dell'aria.
- Ha un'elevata conduttività termica migliore di quella dell'aria e contribuisce a un migliore raffreddamento delle parti che trasportano corrente.
- Il gas SF6 è fortemente elettronegativo, il che significa che gli elettroni liberi vengono facilmente rimossi dalla scarica mediante la formazione di ioni negativi.
- Ha una proprietà unica di ricombinazione rapida dopo che la scintilla energizzante della fonte viene rimossa. È 100 volte più efficace rispetto al mezzo di spegnimento dell'arco.
- La sua rigidità dielettrica è 2,5 volte quella dell'aria e il 30% inferiore a quella dell'olio dielettrico. Ad alta pressione aumenta la rigidità dielettrica del gas.
- L'umidità è molto dannosa per l'interruttore automatico SF6. A causa della combinazione di umidità e gas SF6 si forma (quando si interrompe l'arco) acido fluoridrico che può attaccare le parti degli interruttori.
Costruzione di interruttori automatici in SF6
Gli interruttori automatici SF6 sono costituiti principalmente da due parti, vale a dire (a) l'unità interruttore e (b) il sistema del gas.
Unità interruttore – Questa unità è costituita da contatti mobili e fissi comprendenti una serie di parti che trasportano corrente e una sonda ad arco. È collegato al serbatoio del gas SF6. Questa unità è costituita da prese d'aria nei contatti mobili che consentono il gas ad alta pressione nel serbatoio principale.
Sistema del gas: il sistema del gas a circuito chiuso viene utilizzato negli interruttori automatici SF6. Il gas SF6 è costoso, quindi viene recuperato dopo ogni operazione. Questa unità è costituita da camere a bassa e alta pressione con un allarme di bassa pressione insieme ad interruttori di avviso. Quando la pressione del gas è molto bassa, a causa della quale diminuisce la rigidità dielettrica dei gas e viene messa in pericolo la capacità di estinzione dell'arco degli interruttori, questo sistema emette l'allarme di avvertimento.
Principio di funzionamento dell'interruttore automatico SF6
Nelle normali condizioni operative, i contatti dell'interruttore sono chiusi. Quando si verifica il guasto nel sistema, i contatti vengono separati e tra di essi si forma un arco. Lo spostamento dei contatti mobili è sincronizzato con la valvola che immette il gas SF6 ad alta pressione nella camera di interruzione dell'arco ad una pressione di circa 16 kg/cm^2.
Il gas SF6 assorbe gli elettroni liberi nel percorso dell'arco e forma ioni che non agiscono come portatori di carica. Questi ioni aumentano la rigidità dielettrica del gas e quindi l'arco si estingue. Questo processo riduce quindi la pressione del gas SF6 fino a 3 kg/cm^2; è immagazzinato nel serbatoio a bassa pressione. Questo gas a bassa pressione viene riportato al serbatoio ad alta pressione per essere riutilizzato.
Ora la pressione del pistone del puffer giornaliero viene utilizzata per generare la pressione di estinzione dell'arco durante un'operazione di apertura per mezzo di un pistone collegato ai contatti mobili.
Vantaggio dell'interruttore SF6
Gli interruttori automatici SF6 presentano i seguenti vantaggi rispetto agli interruttori convenzionali
- Il gas SF6 ha eccellenti proprietà di isolamento, estinzione dell'arco e molte altre proprietà che rappresentano i maggiori vantaggi degli interruttori automatici SF6.
- Il gas non è infiammabile e chimicamente stabile. I loro prodotti di decomposizione non sono esplosivi e quindi non vi è alcun rischio di incendio o esplosione.
- La distanza elettrica è molto ridotta a causa dell'elevata rigidità dielettrica dell'SF6.
- Le sue prestazioni non sono influenzate dalle variazioni delle condizioni atmosferiche.
- Garantisce un funzionamento silenzioso e non presenta problemi di sovratensione poiché l'arco si spegne allo zero di corrente naturale.
- Non vi è alcuna riduzione della rigidità dielettrica perché durante l'arco non si formano particelle di carbonio.
- Richiede meno manutenzione e non è necessario alcun costoso sistema di aria compressa.
- SF6 svolge vari compiti come l'eliminazione dei guasti di linea corta, la commutazione, l'apertura di linee di trasmissione scariche e il reattore del trasformatore, ecc. Senza alcun problema.
Svantaggi degli interruttori automatici SF6
- Il gas SF6 è in una certa misura soffocante. In caso di perdite nella vasca del martello, il gas SF6 essendo più pesante dell'aria e quindi l'SF6 si depositano nell'ambiente circostante provocando il soffocamento del personale operatore.
- L'ingresso di umidità nella vasca del martello SF6 è molto dannoso per il martello e causa numerosi guasti.
- Le parti interne necessitano di pulizia durante la manutenzione periodica in un ambiente pulito e asciutto.
- La struttura speciale richiede il trasporto e il mantenimento della qualità del gas.
(Citiamo questo articolo da questo sito: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexaflouride-circuit-breaker.html)
Orario di pubblicazione: 25 ottobre 2023