Wyłącznik SF₆: Kluczowy element sieci elektroenergetycznych wysokiego napięcia, zapewniający doskonałą wydajność dzięki wysokiej elektroujemności i zdolności gaszenia łuku 100 razy większej niż w przypadku powietrza.

Medium gaszące łuk: Gaz SF₆

Kluczowa cecha:Doskonałe powinowactwo pomiędzy cząsteczkami i wolnymi elektronami

Wymagania konserwacyjne:Przed remontem głównym konieczne są specjalne przygotowania

Obszar zastosowania:Energetyka wysokich napięć

Wyłączniki SF₆ są krytycznymi elementami sieci elektroenergetycznej, znacząco wpływającymi na niezawodność pracy sieci.

I. Mechanizm gaszenia łuku gazu SF₆

Kiedy elektrony zderzają się z cząsteczkami SF₆, łączą się, tworząc ciężkie jony ujemne z prawdopodobieństwem prawie 100%. Ta cecha ma ogromną wartość praktyczną dla dejonizacji kolumny łuku resztkowego i procesu gaszenia łuku.

SF₆ ma silną elektroujemność; jego cząsteczki szybko wychwytują wolne elektrony, tworząc jony ujemne. Ponieważ jony ujemne mają wyjątkowo niską przewodność elektryczną, wytrzymałość dielektryczna szczeliny łukowej szybko wraca do normy, co zapewnia doskonałą wydajność gaszenia łuku.

Przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym (1,01 × 10⁵ Pa) zdolność SF₆ do gaszenia łuku wynosi100 razy więcej niż powietrze. Co więcej, SF₆ nie ulega degradacji po wygaszeniu łuku i może być ponownie użyty.

II. Zalety i modele wyłączników SF₆

Wykorzystując doskonałe właściwości izolacyjne i gaszenia łuku gazu SF₆, wyłączniki te oferują kilka zalet:

• Wysoka zdolność łamania
• Wysokie napięcie wytrzymywane między stykami
• Duża liczba dopuszczalnych kolejnych operacji wyłączania
• Przydatność do częstej pracy
• Niski poziom hałasu
• Brak zagrożenia pożarowego
• Minimalne zużycie mechaniczne i elektryczne

Jako urządzenia o wysokiej wydajności i prawie bezobsługowe, wyłączniki SF₆ są coraz powszechniej stosowane w obwodach wysokiego napięcia. Są dwa popularne modeleLN1-35IHB36.

III. Ograniczenia i strategie doskonalenia

Choć czystyGaz SF₆jest doskonałym środkiem gaszącym łuk, ma ograniczenia w często eksploatowanych urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia:

• Łuki powstające podczas częstego przełączania powodują reakcje między oparami metali a produktami rozkładu SF₆, w wyniku czego powstają drobne proszki (np. fluorowodorki, tiosiarczany), które osadzają się na powierzchniach stykowych, powodując korozję styków i zwiększając rezystancję styków.
• Pod wpływem wyładowań elektrycznych w wysokiej temperaturze SF₆ rozkłada się na żrące gazy, które mogą poważnie powodować korozję stopów aluminium i uszkadzać laminaty z żywicy fenolowej i porcelanowe elementy izolacyjne.

Strategia doskonalenia:Po zmieszaniu SF₆ z azotem (N₂) o ułamku objętościowym SF₆ powyżej 20–30% mieszanina osiąga wytrzymałość dielektryczną porównywalną z czystym SF₆, jednocześnie znacznie zmniejszając korozyjność. W związku z tym mieszaniny SF₆ – N₂ są szeroko stosowane w zastosowaniach praktycznych.