Arkı söndürmek için basınç altında SF6 gazının kullanıldığı devre kesiciye SF6 devre kesici denir. SF6 (kükürt heksaflorür) gazı, yağ veya hava gibi diğer ark söndürme ortamlarına göre üstünlüğünü kanıtlamış olan mükemmel dielektrik, ark söndürme, kimyasal ve diğer fiziksel özelliklere sahiptir. SF6 devre kesici esas olarak üç tipe ayrılmıştır:
- Kirişsiz pistonlu devre kesici
- Tek şişirici pistonlu devre kesici.
- Çift kirpi pistonlu devre kesici.
Yalıtım ortamı olarak hava ve yağı kullanan devre kesicinin, kontak ayırma hareketinden sonra oluşturduğu ark söndürme kuvveti nispeten yavaştı. Yüksek gerilim devre kesicilerinde, hızlı toparlanma ve gerilim oluşumu için daha az zaman gerektiren hızlı ark söndürme özellikleri kullanılır. SF6 devre kesiciler bu açıdan yağlı veya havalı devre kesicilere göre iyi özelliklere sahiptir. Yani 760 kV'a kadar yüksek gerilimde SF6 devre kesiciler kullanılır.
Kükürt heksaflorür Devre Kesicinin Özellikleri
Kükürt hekzaflorür çok iyi yalıtım ve ark söndürme özelliklerine sahiptir. Bu özellikler
- Renksiz, kokusuz, zehirsiz ve yanıcı olmayan bir gazdır.
- SF6 gazı son derece kararlı ve inerttir ve yoğunluğu havanın beş katıdır.
- Havadan daha iyi yüksek ısı iletkenliğine sahiptir ve akım taşıyan parçaların daha iyi soğutulmasına yardımcı olur.
- SF6 gazı güçlü bir şekilde elektronegatiftir, bu da serbest elektronların negatif iyonların oluşumu yoluyla deşarjdan kolayca uzaklaştırıldığı anlamına gelir.
- Kaynak enerji veren kıvılcım kaldırıldıktan sonra hızlı rekombinasyon gibi benzersiz bir özelliğe sahiptir. Ark söndürme ortamına göre 100 kat daha etkilidir.
- Dielektrik dayanımı havanınkinden 2,5 kat, dielektrik yağınkinden ise %30 daha azdır. Yüksek basınçta gazın dielektrik dayanımı artar.
- Nem SF6 devre kesiciye çok zararlıdır. Nem ve SF6 gazının birleşiminden dolayı (ark kesildiğinde) devre kesicilerin parçalarına zarar verebilecek hidrojen florür oluşur.
SF6 Devre Kesicilerin Yapımı
SF6 devre kesiciler temel olarak (a) kesici ünite ve (b) gaz sistemi olmak üzere iki parçadan oluşur.
Kesici Ünitesi – Bu ünite, bir dizi akım taşıyan parça ve bir ark probu içeren hareketli ve sabit kontaklardan oluşur. SF6 gaz deposuna bağlanır. Bu ünite, yüksek basınçlı gazın ana tanka girmesine izin veren hareketli kontaklardaki sürgülü havalandırma deliklerinden oluşur.
Gaz Sistemi – SF6 devre kesicilerde kapalı devre gaz sistemi kullanılmaktadır. SF6 gazı maliyetli olduğundan her operasyondan sonra geri kazanılmaktadır. Bu ünite, düşük basınç alarmı ve uyarı anahtarları bulunan düşük ve yüksek basınç odalarından oluşur. Gazın dielektrik dayanımının azalmasına bağlı olarak gaz basıncının çok düşük olması ve kesicilerin ark söndürme yeteneğinin tehlikeye girmesi durumunda bu sistem uyarı alarmı verir.
SF6 Devre Kesicinin Çalışma Prensibi
Normal çalışma koşullarında kesicinin kontakları kapalıdır. Sistemde arıza oluştuğunda kontaklar birbirinden ayrılır ve aralarında bir ark oluşur. Hareketli kontakların yer değiştirmesi, ark kesme odasındaki yüksek basınçlı SF6 gazına yaklaşık 16 kg/cm2 basınçla giren valf ile senkronize edilir.
SF6 gazı ark yolundaki serbest elektronları emer ve yük taşıyıcı olarak görev yapmayan iyonlar oluşturur. Bu iyonlar gazın dielektrik dayanımını arttırır ve dolayısıyla ark söner. Bu işlem SF6 gazının basıncını 3kg/cm^2'ye kadar düşürerek; düşük basınçlı rezervuarda saklanır. Bu düşük basınçlı gaz, yeniden kullanılmak üzere yüksek basınçlı rezervuara geri çekilir.
Artık, hareketli kontaklara bağlanan bir piston aracılığıyla bir açma işlemi sırasında ark söndürme basıncı oluşturmak için günlük kirpi piston basıncı kullanılmaktadır.
SF6 devre kesicinin avantajı
SF6 devre kesiciler, geleneksel kesicilere göre aşağıdaki avantajlara sahiptir:
- SF6 gazı, SF6 devre kesicilerin en büyük avantajları olan mükemmel yalıtım, ark söndürme ve diğer birçok özelliğe sahiptir.
- Gaz yanıcı değildir ve kimyasal olarak stabildir. Bozunma ürünleri patlayıcı değildir ve dolayısıyla yangın veya patlama riski yoktur.
- SF6'nın yüksek dielektrik mukavemeti nedeniyle elektriksel açıklık çok azalır.
- Performansı atmosferik koşullardaki değişikliklerden etkilenmez.
- Sessiz çalışma sağlar ve doğal akım sıfırda ark söndüğü için aşırı gerilim sorunu yaşanmaz.
- Ark sırasında karbon parçacıkları oluşmadığından dielektrik dayanımında herhangi bir azalma olmaz.
- Daha az bakım gerektirir ve maliyetli basınçlı hava sistemine gerek yoktur.
- SF6, kısa hat arızalarının giderilmesi, anahtarlama, yüksüz iletim hatlarının açılması, trafo reaktörü vb. birçok görevi sorunsuz bir şekilde yerine getirir.
SF6 devre kesicilerin dezavantajları
- SF6 gazı bir dereceye kadar boğucudur. Kırıcı tankında sızıntı olması durumunda, havadan ağır olan SF6 gazı ve dolayısıyla SF6 çevreye çökerek, işletme personelinin boğulmasına neden olur.
- SF6 kırıcı tankına nem girişi kesiciye oldukça zarar verir ve birçok arızaya sebep olur.
- Periyodik bakımlarda temiz ve kuru ortamda iç parçaların temizlenmesi gerekir.
- Özel tesis, gazın taşınması ve kalitesinin korunmasını gerektirir.
(Bu makaleyi şu web sitesinden alıntılıyoruz: https://circuitglobe.com/sf6-sulphur-hexafloride-circuit-breaker.html)
Gönderim zamanı: 25 Ekim 2023