Elegas 및 그 속성

SF6 가스(전기 가스)는 육불화황 SF6(6불소)입니다. SF6 가스는 SF6 절연 셀 요소의 주요 절연체입니다.

작동 압력 및 상온에서 SF6 가스 — 무색, 무취, 불연성 가스, 공기보다 5배 무겁고(밀도 6.7 대 공기의 경우 1.29), 분자량도 공기의 5배입니다.

SF6 가스는 노화되지 않습니다. 즉, 시간이 지나도 속성이 변하지 않습니다. 방전 중에 분해되지만 빠르게 재결합하여 원래의 절연 내력을 회복합니다.

최대 1000K의 온도에서 SF6 가스는 불활성 및 내열성이며 최대 약 500K의 온도에서는 화학적으로 비활성이며 SF6 스위치기어 구성에 사용되는 금속에 공격적이지 않습니다.

전기장에서 SF6 가스는 전자를 포획하는 능력이 있어 SF6 가스의 유전 강도가 높습니다. 전자를 포획함으로써 SF6 가스는 전기장에서 천천히 가속되는 저이동성 이온을 형성합니다.

SF6 가스의 성능은 균일한 장에서 향상되므로 작동의 신뢰성을 위해 스위치기어의 개별 요소 설계는 전계의 최대 균일성과 균질성을 보장해야 합니다.

불균일한 장에서는 국부적인 전기장의 과전압이 나타나 코로나 방전을 일으킵니다. 이러한 방전의 영향으로 SF6가 분해되어 환경에서 저급 불화물(SF2, SF4)을 형성하며 이는 구조 재료에 유해한 영향을 미칩니다. 완전한 가스 절연 스위치기어(GIS).

누출을 방지하기 위해 금속 부품의 개별 요소와 셀 그리드의 모든 표면이 깨끗하고 매끄러우며 거칠거나 거친 부분이 없어야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족해야 하는 의무는 먼지, 먼지, 금속 입자가 전기장에서 국부적 응력을 생성하여 SF6 절연체의 절연 강도가 저하된다는 사실에 의해 결정됩니다.

SF6 가스의 유전 강도가 높으면 가스의 낮은 작동 압력에서 절연 거리를 줄일 수 있으므로 전기 장비의 무게와 크기가 줄어듭니다. 이것은 예를 들어 각 입방 미터의 건물이 매우 비싼 북쪽의 조건에서 매우 중요한 배전반의 크기를 줄이는 것을 가능하게 합니다.

SF6 가스의 높은 유전강도는 최소한의 치수와 거리로 높은 절연성을 제공하며, SF6의 우수한 소호능력과 냉각능력은 개폐장치의 차단용량을 증가시키고 전기 부품 가열.

SF6 가스를 사용하면 다른 조건이 동일할 때 내화학성, 불연성, 화재 안전으로 인해 전류 부하를 25% 증가시키고 구리 접점의 허용 온도를 최대 90°C(공기 중 75°C)까지 높일 수 있습니다. SF6 가스의 더 큰 냉각 용량.

SF6의 단점은 상대적으로 높은 온도에서 액체 상태로 전환된다는 것인데, 이는 작동 중인 SF6 장비의 온도 영역에 대한 추가 요구 사항을 설정합니다. 그림은 온도에 대한 SF6 가스 상태의 의존성을 보여줍니다.

SF6 가스 상태 대 온도 그래프

음의 온도에서 40gr을 뺀 SF6 장비의 작동을 위해 장치의 SF6 가스 압력은 0.03g/cm3 이하의 밀도에서 0.4MPa를 초과하지 않아야 합니다.

압력이 증가함에 따라 SF6 가스는 더 높은 온도에서 액화됩니다. 따라서 약 영하 40°C의 온도에서 전기 장비의 신뢰성을 향상시키려면 가열해야 합니다(예를 들어 SF6 회로 차단기의 저장소는 SF6 가스가 액체에 통과하는 것을 방지하기 위해 +12°C로 가열됩니다) 상태).

SF6 가스의 아크 용량은 다른 조건이 같다면 공기보다 몇 배 더 큽니다. 이것은 플라즈마의 구성과 열용량, 열 및 전기 전도성.

플라즈마 상태에서 SF6 분자는 분해됩니다. 2000K 정도의 온도에서 SF6 가스의 열용량은 분자의 해리로 인해 급격히 증가합니다. 따라서 2000 ~ 3000K 온도 범위에서 플라즈마의 열전도율은 공기보다 훨씬 높습니다(2배). 4000K 정도의 온도에서는 분자의 해리가 감소합니다.

동시에 SF6 아크에서 형성된 낮은 이온화 포텐셜 원자 황은 3000K 수준의 온도에서도 아크를 유지하기에 충분한 전자 농도에 기여합니다. 온도가 더 증가함에 따라 플라즈마 전도성이 감소합니다. 공기의 열전도도에 도달한 다음 다시 증가합니다. 이러한 프로세스는 공기 중의 아크와 비교하여 SF6 가스의 연소 아크의 전압 및 저항을 12,000 ~ 8,000K 정도의 온도로 감소시킵니다. 결과적으로 플라즈마의 전기 전도도가 감소합니다.

6000K의 온도에서 원자 황의 이온화 정도는 상당히 감소하고 자유 불소, 저급 불화물 및 SF6 분자에 의한 전자 포획 메커니즘이 강화됩니다.

약 4000K의 온도에서 분자의 해리가 끝나고 분자의 재결합이 시작되면 원자 황이 불소와 화학적으로 결합함에 따라 전자 밀도가 훨씬 더 감소합니다. 이 온도 범위에서 플라즈마의 열전도도는 여전히 중요하고 아크가 냉각되며 이는 SF6 분자 및 원자 불소에 의한 포획으로 인해 플라즈마에서 자유 전자를 제거함으로써 촉진됩니다. 갭의 절연 내력은 점진적으로 증가하고 결국 회복됩니다.

SF6 가스에서 아크 소호의 특징은 0에 가까운 전류에서 얇은 아크 막대가 여전히 유지되고 전류가 0을 통과하는 마지막 순간에 끊어진다는 사실에 있습니다.또한 전류가 0을 통과한 후 SF6 가스의 잔류 아크 컬럼은 2000K 정도의 온도에서 플라즈마의 열용량이 훨씬 더 크게 증가하고 절연 내력이 급격히 증가하는 것을 포함하여 집중적으로 냉각됩니다. .

SF6 가스(1)와 공기(2)의 절연 내력 증가

상대적으로 낮은 온도에서 최소 전류 값에 대한 SF6 가스의 아크 연소 안정성은 아크 소광 중에 전류 중단 및 큰 과전압이 발생하지 않습니다.

공기 중에서 아크 전류가 0을 교차하는 순간의 갭의 절연 내력은 더 크지만 대기 중 아크의 시정수가 크기 때문에 전류가 0을 교차한 후의 절연 내력 증가율은 적습니다.