گاز SF6
 
دو شنبه 29 / 10 / 1391برچسب:, :: 16:28 ::  نويسنده : ahmad & saman

تعادل بین گاز و مایع است یعنی در همان حالتی که در سیلندرهای حامل خود وجود دارد. SF6  يكي از نادرترين عناصر غير اكتيو در شرايط معمولي است . در يك محفظه كوارتز تا 500 درجه سانتي گراد هيچ تجزيه اي روي آن صورت نمي گيرد . در درجات بالاتر از 150 درجه سانتي گراد بعضي از فلزات به عنوان كاتاليزور در جهت تجزيه حرارتي به تدريج روي آن موثر واقع ميشود ، لذا بايد در انتخاب يك فلز مناسب جهت محفظه SF6 دقت لازم صورت گيرد .

SF6 غير سمي ، غير قابل اشتعال و داراي خاصيت خوب حرارتي و انتقال حرارتي ( 6/1 برابر هوا) است . نمودار اين صفحه مربوط به ميزان فشار – درجه حرارت گاز SF6  است . گاز هگزا فلوئوريد گوگرد ( SF6) يك دي الكتريك عالي با خواص بي نظير در قطع كنندگي ( خاموش كردن ) قوس مي باشد و اين ويژگي منجر به كاربرد وسيع و موفقيت آميز در كليدهاي قدرت پستهاي گازي شده است . معرفي و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهيزات گازي SF6 تا سال 1980 ساخته شده اند .

امروزه ، كاربرد اين گاز به حد مطلوبي رسيده و تعداد تجهيزات تعويضي ( تجهيزات روغني جايگزين شده با گازي ) ، افزايش يافته است . تحت شرايط ايده آل ، وقتي يك عمل تخليه در كليد رخ مي دهد ، هركدام از اتمهاي فلوئور موجود در گاز SF6 يك الكترون گرفته و از اتم گوگرد جدا مي شوند و هنگام پايان عمل ، آن الكترون بدست آورده را از دست داده و با تركيب با يك اتم گوگرد ، دوباره گاز SF6 را تشكيل ميدهد كه به اين مراحل        “ خودسازي ” و يا “ خواص بازيابي ” گاز SF6 گويند . اين واكنش در تجهيزات الكتريكي گازي ( SF6 ) فشار قوي رخ ميدهد و وقتي كه ذرات ديگري از قبيل اكسيژن ، آب حاصل از آلودگي اتمسفري ، كربن موجود در مؤلفه هاي تفلوني كليد ، مس ، تنگستن موجود در كنتاكتها و همچنين آلومينيوم ، با ذرات گوناگوني كه از تجزيه SF6 بوجود آمده اند برخورد نمايد ، واكنش ميدهد .

 

 

علاوه بر مزاياي فوق ، تجهيزات تزريق شده با گاز SF6 ، نيازي به تعميرات و نگهداري نداشته و بدون دردسر مي باشد . شايان توجه اينكه SF6 توانسته استفاده از تجهيزات روغني را محدود سازد ، از اينرو با توجه به نياز صنعت ، دستورالعملهاي جديد مطابق با آنها ( تجهيزات گازي ) با موارد جديد بايد تطابق يابد. ايمني، نوع عملكرد آنها در خاموش كردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه اي محيط زيست اين گاز ( عدم تاثير در سوراخ شدن لايه ازن ) ، از جمله اين موارد است كه علاوه بر ايجاد تغيير كاربري قديمي گاز SF6 ، انگيزه زيادي در ارزيابي فرآيند گاز و استفاده مجدد از گازهاي ذخيره شده بوجود آورده است . در استفاده از اين گاز ، كاهش هزينه تعميرات ( به جهت اينكه كليدهاي گازي در مقايسه با ديگر كليدها ، به تعميرات كمتري نياز دارند ) ،  امكان مونيتورينگ اجزاء داخلي كليد و كاهش هزينه بازرسي مؤلفه هاي داخلي كليد، هزينه هاي راه اندازي در فرايندهاي گازي كم مي شود ،  قابليت اطمينان بهبود ميابد ،  ايمني بالا از جمله مزاياي اين گاز است .

استحكام الكتريكي SF6 به اضافه خواص بالا كاربرد آن را در برق فشار قوي در دامنه بسيار گسترده اي امكان پذير ساخته است زيرا استحكام الكتريكي اين گاز در فشار يك اتمسفري و در شرايط كاملاً برابر چند برابر استحكام الكتريكي هوا يا ازت است . لذا تقليل حجم و وزن دستگاههاي مورد كاربرد SF6 از يك اندازه حد اقل برخوردار است .

به عبارت ديگر ، با در نظر گرفتنن يك فشار برابر براي هوا و SF6 فاصله بين دو نقطه ار سطوح پتانسيل تقليل پيدا مي كند يا با در نظر گرفتن يك استحكام الكتريكي براي اين دو فشار مورد نياز و وزن دستگاه ها كمتر ميشود و يا با در نظر گرفتن عايق روغن از نظر كاربرد نه تنها SF6  سبكتر از روغن است بلكه از نظر حجم نيز امكان بكار گيري يك حجم كوچكتر براي SF6 وجود خواهد داشت ; زيرا موقع بروز قوس الكتريكي در محفظه هاي حاوي SF6  و روغن افزايش فشار در محفظه SF6 فقط به اندازه يك عدد اعشاري خواهد بود حال آنكه فشار توليدي توسط قوس الكتريكي و احياناً تجزيه مقدار كمي از روغن سبب افزايش بسيار زياد فشار محفظه روغن ميشود .

در كاربرد يك گاز به عنوان ماده عايقي در فشار قوي و قضاوت درباره استحكام الكتريكي آن با استفاده از قانون پاشن ، رابطه بين شكست ولتاژ آن گاز نسبت به حاصلضرب فشار ( در يك درجه حرارت ثابت ) يا چگالي آن را ( براي در نظر گرفتن تمام تغييرات فيزيكي آن در درجات حرارت مختلف ) در فاصله تخليه ، مبدا قرار ميدهند . Ud = f ( P. a )      or     Ud = f (δ . a ) { bar.cm} اگر چگالي نسبي آن را كه نسبت به شرايط عادي محاسبه شده باشد ، در نظر بگيريم خواهيم داشت : Ud = f (δ . a ) هر گاز داراي يك منحني خاص خود در اين نوع است و براي مقايسه بين گازها از اين محنحني استفاده       مي كنند . مقدار مينيمم ولتاژ شكست براي SF6 برابر  507 ولت در  p.d = 0.00035 {bar.cm} و براي هوا 352 ولت در p.d = 0.00073{bar.cm} است . نمودار اين صفحه مربوط به تغييرات استحكام الكتريكي در رابطه با تغييرات فشار و فاصله تخليه الكتريكي در گاز  SF6 و هوا است .

داشتن خواص عالي گاز  SF6 سبب كاربرد آن در بسياري از تاسيسات برق رساني  ، دستگاههاي الكتريكي و ديگر صنايع شده است .در صنعت برق فشار قوي ، خاصيت آتش خاموش كن در كليد هاي فشار قوي ، خاصيت عايقي آن در پستهاي سر بسته گازي از نوع SF6 (GIS) كابلهاي SF6 و خطوط لوله انتقال انرژي الكتريكي ، ترانسفورماتورها ، خازنهاي اندازه گيري براي ولتاژهاي بالا ، ژنراتورهاي الكترو استاتيكي ، دستگاههاي اشعه ايكس ، برقگيرها و نيز در صنايع ريخته گري ( براي جلوگيري از نفوذ هوا ) و صنايع شيشه سازي استفاده مي كنند .خاصيت خنك كنندگي اين گاز موجب استفاده از آن در ترانسفورماتورهاي قدرت نيز امكان پذير ساخته است .

برخي از كارخانه هاي ترانسفورماتور سازي ، ترانسفورماتورهاي با ولتاژ 66 كيلو ولت و قدرت 20 مگا ولت آمپري ( سيستم خنك كنندگي ONAN و ONAF ) را توليد كرده اند .   علت آزمايش گاز SF6 جهت  افزايش ايمني ،  كاهش آثار مخرب زيست محيطي ، صرفه جوئي هزينه تعميرات و نگهداري  روشهاي بكارگيري توسعه يافته ( بهينه سازي روشهاي كاربرد قديمي ) است . تحليل آلاينده هاي گاز ، فرايندهاي تشخيص تركيب مواد حاصل از تجزيه ، هنگام قوس الكتريكي و چگونگي انجام آن فرآيندها ، اصول تشخيص شرايط عملكرد تجهيزات گازي SF6 را فراهم مي سازد .

حالت نمونه ذيل را ملاحظه فرمائيد : ميزان گازهاي موجود در كليد قدرت   فاز 3 فاز 2 فاز 1 ( تركيب )   996190 995848 998191 هگزا فلوئوريد گوگرد SF6   2917 649 964 نيتروژن N2   638 136 341 اكسيژن O2   255 3365 504 تترا فلوئوريد كربن CF4   - 1 - فلوئوريد تيونيل SOF2   - 1 - دي اكسيد كربن CO2   اين جدول مربوط به يك كليد 161 كيلوولتي و 2000 آمپري از نوع SF6 تك فشار ، تانك تحت ولتاژ و با مكانيزم عملكرد فنر است كه جهت برقراري مدار يك بانك خازني 168 مگاواري ، 2 تا 3 بار در روز عمل مي كند . گازهاي نامبرده در اين جدول ، گازهائي هستند كه هنگام عملكرد يك كليد گازي SF6 ، در محفظه قطع آن كليد متصاعد ميشوند . درصد اين گازها در هر فاز قابل ملاحظه است .

بعنوان مثال، 8/99% از گاز داخل محفظه فاز 1 كليد مورد نظر ، گاز SF6 است ( جمع هر ستون ، مقدار 100000 است ) . در 20 سپتامبر 1997 ، يك واحد توزيع كنترل از راه دور ، اين كليد را بكار انداخت . فاز دوم اين كليد ، دچار اشكال شد و نتوانست عمل كند و نتيجتا رله جريان زياد و رله خطاي كليد فعال شده و عملكرد اين رله ها باعث ايزوله شدن باس سكشن هائي كه نقش تغذيه كليد را بعهده داشتند، گرديد . پس از اين فاصله زماني مجاز ، مركز توزيع ( ديسپاچينگ ) قادر به برقدار كردن از راه دور باس سكشن ها، گرديد. اين شكست تاثيري در گسيختگي اين كليد قطع جريان نداشت. كليد از نظر معيوب بودن ، بازبيني شد .

فشار گاز در تمام فازها نرمال بود و بعد از آخرين عمل وصل كليد ، فنرها دشارژ شدند . تمامي آزمايش ها ، عايقي ، زمانبندي، عملكردها و مقاومت كنتاكتها با نتايج رضايت بخشي بدست آمد و هيچ مشكلي در كليد مشاهده نشد . اين نمونه هاي گاز از هر سه فاز جمع آوري شده و مقدار زياد گاز CF4 در فاز 2 ، بيانگر خوردگي در تفلون است . تصميم بر اين شد كه اين گاز را از كليد خارج نموده و به صورتيكه قابل مشاهده باشد، كليد را بازرسي كنند . قوس در فاصله مياني محفظه قطع و كنتاكتهاي ثابت و متحرك مشاهده شد . يعني اين قوس بين كنتاكتهاي ثابت و متحرك صورت نپذيرفته ، از اينرو فاز دوم اين كليد تعويض شد ( تا قوس بين محفظه قطع و كنتاكتها زده نشود كه اين خود ، باعث متصاعد شدن گاز CF4ناخواسته و اضافي در اين فاز گردد ) . 

روشهاي رايج براي بازرسي نشتي SF6 ، شامل استفاده از صابون است كه با اين عمل، در صورت وجود نشتي، حبابهاي گاز در محل نشتي ظاهر مي شوند و بدين ترتيب نشتي تشخيص داده مي شود. اين روش نسبتا" زمان بر بوده و بدليل اينكه لازم است تا تجهيزات مورد بازرسي بي برق گردند، پر هزينه مي باشد. اخيرا" مؤسسهEPRI  براي تشخيص نشتي گاز SF6 ، روش جديدي مبتني بر استفاده از دوربين “GasVue”،براي انجام بازرسي در محل تجهيزات ارائه نموده است. دوربين ليزري“GasVue” يك فناوري جديد در بازرسي و آشكار سازي نشتي گاز  SF6مي باشد. اساس كار اين دوربين بر تركيب Co2laser (قسمتي كه طول موجهاي مادون قرمز را براي جذب و شناسايي SF6هماهنگ مي نمايد)با يك سيستم تصويري مادون قرمز مي باشد و بدين ترتيب، امكان مشاهده نشتي SF6 كه براي چشم غير مسلح و ديگر تجهيزات بازرسي بصري، غير محسوس است، فراهم مي گردد.

اين دوربين با سرعت و دقتي فراوان و بي نياز از خروج تجهيزات تحت بازرسي از حالت بهره برداري، حتي نشتي ناشي از يك سوراخ ريز را نشان مي دهد. استفاده از اين دوربين سبب ميگردد كه شركتهاي برق، نشتي هاي مربوط به گاز SF6 را سريعتر و صحيحتر از روشهاي رايج تشخيص دهند. در نتيجه با استفاده از اين سيستم، هزينه هاي مربوط به عيب يابي كاهش يافته و ميزان اتلاف گاز SF6 نيز كمتر مي گردد. بعلاوه مي توان نشتي روي سطوحي را كه به سختي در دسترس مي باشند شناسايي كرد و نيز با توجه به ساير تكنيكها، حتي طيفهاي ضعيف گاز و يا نشتيهاي پالسي را كه در حال خروج هستند، نشان داد. دوربين مذكور، ايمني عمليات بازرسي را بهبود مي بخشد چرا كه كاربر دوربين مي تواند از يك فاصله امن از تجهيزات و نيز در ارتفاع معيني از زمين كه عموما" بر روي نردبانها و چوب بستها مي باشد، عمل بازديد را هدايت نمايد.

براي آشكار سازي نشتي گاز SF6 در كليدها و ديگر تجهيزات يك پست در ايالت ايلي نويز( آمريكا) ، بجاي آزمايشات مرسوم، از دوربين ليزري“GasVue” استفاده گرديد. با صرف نظر از هزينه هاي مشترك بين اين روش و آزمايشهاي مرسوم حبابي(صابوني)، برآورد بعمل آمده نشان داد كه هزينه صرفه جويي شده به واسطه اين روش كاربردي ساده، معادل 12 هزار دلار مي باشد. پس از سرمايه گذاري مؤسسه EPRI در امر پيشرفت دوربين مورد نظر، شركت "اديسون" در نيويورك، در چند نوبت از ماه، از اين دوربين استفاده كرده است.همچنين شركت برق آفريقاي جنوبيEskom از اين دوربين در چهار پست خود استفاده كرده است.

گاز SF6 در صنعت برق، به عنوان یک ماده عایقی در تجهیزات فشار قوی و در سطوح ولتاژ بالا بسیار کاربرد دارد.اگرچه SF6 خالص به لحاظ شیمیایی خنثی می باشد، اما در عین حال یک گاز گلخانه ای قوی با یک شبکه مولکولی است که خواص آن در شرایط گرما، بسیار فراتر از دی اکسید کربن خواهد بود. ساختمان مولکولی گاز SF6به صورت یک هشت ضلعی است که در هر گوشه آن یک اتم فلوئور و در مرکز آن یک اتم گوگرد قرار گرفته و فاصله هر اتم از اتم فلوئور 58 آنگستروم است . وزن اتمی این گاز برابر با 06/146 و در فرمول شیمیایی آن 95/21% گوگرد و 05/78% فلوئور موجود است .

در حالت گازی از قانون گازهای طبیعی پیروی میکند و لذا تغییر فشار فقط با تغییر درجه حرارت و آن هم در محدوده به نسبت بزرگی از آن صورت می گیرد . ویژگی فشار- حرارت گاز SF6نمایانگر حالت تعادل بین گاز و مایع است یعنی در همان حالتی که در سیلندرهای حامل خود وجود دارد. این گاز یکی از نادر ترین عناصر غیر اکتیو در شرایط معمولی است . در یک محفظه کوارتز تا 500 درجه سانتی گراد هیچ تجزیه ای روی آن صورت نمی گیرد . در درجات بالاتر از 150 درجه سانتی گراد بعضی از فلزات به عنوان کاتالیزور در جهت تجزیه حرارتی به تدریج روی آن موثر واقع میشود ، لذا باید در انتخاب یک فلز مناسب جهت محفظه SF6دقت لازم صورت گیرد . SF6 غیر سمی ، غیر قابل اشتعال و دارای خاصیت خوب حرارتی و انتقال حرارتی ( 6/1 برابر هوا) است . گاز هگزا فلوئورید گوگرد ( SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی ( خاموش کردن ) قوس می باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پستهای گازی شده است . معرفی و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال 1980 ساخته شده اند .

امروزه ، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی ( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی ) ، افزایش یافته است . تحت شرایط ایده آل ، وقتی یک عمل تخلیه در کلید رخ می دهد ، هرکدام از اتمهای فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می شوند و هنگام پایان عمل ، آن الکترون بدست آورده را از دست داده و با ترکیب با یک اتم گوگرد ، دوباره گاز SF6 را تشکیل میدهد که به این مراحل “ خودسازی ” و یا “ خواص بازیابی ” گاز SF6 گویند . این واکنش در تجهیزات الکتریکی گازی ( SF6 ) فشار قوی رخ میدهد و وقتی که ذرات دیگری از قبیل اکسیژن ، آب حاصل از آلودگی اتمسفری ، کربن موجود در مؤلفه های تفلونی کلید ، مس ، تنگستن موجود در کنتاکتها و همچنین آلومینیوم ، با ذرات گوناگونی که از تجزیه SF6 بوجود آمده اند برخورد نماید ، واکنش میدهد .

علاوه بر مزایای فوق ، تجهیزات تزریق شده با گاز SF6 ، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر می باشد . شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد ، از اینرو با توجه به نیاز صنعت ، دستورالعملهای جدید مطابق با آنها ( تجهیزات گازی ) با موارد جدید باید تطابق یابد. ایمنی، نوع عملکرد آنها در خاموش کردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه ای محیط زیست این گاز ( عدم تاثیر در سوراخ شدن لایه ازن ) ، از جمله این موارد است که علاوه بر ایجاد تغییر کاربری قدیمی گاز SF6 ، انگیزه زیادی در ارزیابی فرآیند گاز و استفاده مجدد از گازهای ذخیره شده بوجود آورده است . در استفاده از این گاز ، کاهش هزینه تعمیرات ( به جهت اینکه کلیدهای گازی در مقایسه با دیگر کلیدها ، به تعمیرات کمتری نیاز دارند ) ، امکان مونیتورینگ اجزاء داخلی کلید و کاهش هزینه بازرسی مؤلفه های داخلی کلید، هزینه های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می شود ، قابلیت اطمینان بهبود میابد ، ایمنی بالا از جمله مزایای این گاز است . 

 همانطور كه مي‌دانيم قطع جرقه در كليدهاي فشار قوي به دو عامل مهم بستگي دارد: 1- مدت اثر عامل خاموش‌كننده 2- عامل موثر در خاموش كردن جرقه اين عوامل موثر عبارتند از: 1- خاموش‌كننده‌هاي جامد 2- خاموش‌كننده‌هاي مايع 3- خاموش‌كننده‌هاي گازي كه ما در اينجا به اختصار به خاموش‌كننده‌هاي گازي به خصوص SF6 مي‌پردازيم. علت آزمايش گاز SF6: - افزايش ايمني - كاهش آثار مخرب زيست محيطي -  صرفه‌جويي هزينه تعميرات و نگهداري - روشهاي بكارگيري توسعه يافته ( بهينه‌سازي روشهاي كاربرد قديمي ) گاز هگزا فلوئوريد گوگرد ( SF6 ) يك دي الكتريك عالي با خواص بي‌نظير در قطع كنندگي ( خاموش كردن ) قوس است و اين ويژگي منجر به كاربرد وسيع و موفقيت آميز در كليد‌هاي قدرت پستهاي گازي است. معرفي و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهيزات گازي SF6 تا سال 1980 ساخته شده‌اند.

امروزه، كاربرد اين گاز به حد مطلوبي رسيده و تعداد تجهيزات تعويضي  ( تجهيزات روغني جايگزين شده با گازي)، افزايش يافته است. عموماً كليدهاي روغني با تجهيزات گازي SF6 جايگزين مي‌شوند. در حال حاضر گاز SF6 كاربرد زيادي در رده فشار قوي داشته و شواهد، تمايل كاربرد اين گاز را براي رده‌هاي پايين‌تر سطوح ولتاژ نشان مي‌دهد تحت شرايط ايده‌آل، وقتي يك عمل تخليه در كليد رخ مي‌دهد، هر كدام از اتمهاي فلوئور موجود در گاز SF6 يك الكترون گرفته و از اتم گوگرد جدا مي‌شوند و هنگام پايان عمل، آن الكترون بدست آورده را از دست داده و با تركيب با يك اتم گوگرد، دوباره گاز  SF6 را تشكيل ميدهد كه به اين مراحل "خودسازي" و يا "خواص بازيابي " گاز SF6 گويند. اين واكنش در تجهيزات الكتريكي گازي ( SF6 ) فشار قوي رخ ميدهد و وقتي كه ذرات ديگري از قبيل اكسيژن، آب حاصل از آلودگي اتمسفري، كربن موجود در مولفه‌هاي تفلوني كليد، مس، تنگستن موجود در كنتاكتها و همچنين آلومينيوم، با ذرات گوناگوني كه از تجزيه SF6 بوجود آمده‌اند برخورد كند، واكنش ميدهد‌. علاوه بر مزاياي فوق، تجهيزات تزريق شده با گاز SF6، نيازي به تعميرات و نگهداري نداشته و بدون دردسر است.

شايان توجه اينكه SF6 توانسته استفاده از تجهيزات روغني را محدود سازد، از اينرو با توجه به نياز صنعت، دستورالعملهاي جديد مطابق با آنها ( تجهيزات گازي ) با موارد جديد بايد تطبيق يابد. ايمني، نوع عملكرد آنها در خاموش كردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه‌اي محيط زيست اين گاز ( عدم تاثير در سوراخ لايه ازن )، از جمله اين موارد است كه علاوه بر ايجاد تغيير كاربري قديمي گاز SF6، انگيزه زيادي در ارزيابي فرآيند گاز و استفاده مجدد از گازهاي ذخيره شده بوجود آورده است. خاموش كننده‌هاي گازي : 1- ازت : ساختمان كليدهاي فشار قوي اصولاً با كليدهاي هوايي شروع مي‌شود. در اين كليدها ماده خاموش كننده جرقه در همان هوايي كه اطراف كنتاكت كليد را پوشانده و موثرترين آنها گاز ازت است كه درهوا وجود دارد.

البته چون گاز ازت داراي قابليت هدايت دماي چندان خوبي نيست اثر خنك كننده آن نيز كم است و به اين جهت استفاده ساده آن در فشار قي زياد ممكن نيست لذا در كليدهاي فشار قوي زياد از هواي فشرده و يا گاز ديگري كه داراي اثر خنك كنندگي بيشتري باشد استفاده مي‌شود ولي در قدرت‌هاي كم هوا يك عامل موثربسيار عالي است زيرا علاوه بر ارزاني هم‌جا نيز در دسترس است از گاز ازت در حال حاضر بيشتر براي كابل‌هاي گازي با غلاف آلومينيومي استفاده مي‌شود. 2 – هيدروژن : اثر خاموش كننده گاز هيدروژن نسبت به گاز ازت خيلي بيشتر است زيرا هيدروژن داراي قابليت هدايت حرارت بيشتري نسبت به گازهاي ديگر است ولي به علت گراني تهيه آن در كليدهاي فشار قوي تا به امروز از اين گاز به عنوان ماده اوليه مثلاً كليد با گاز هيدروژن فشرده استفاده نشده است بلكه معمولاً كليدها را با عايقي پر مي‌كنند كه در موقع جرقه زدن بين كنتاكت‌ها گاز هيدروژن خودبه‌خود به وجود آيد. همانطور كه مي‌دانيم با كليدهاي با عايق مايع حرارت جرقه باعث تجزيه قسمتي از مايع و متصاعد شدن گاز هيدروژن مي‌شود و در كليدهاي با گاز جامد در اثر حرارت شديد جرقه از ديواره‌هاي عايقي محفظه جرقه خاموش كن گاز هيدروژن متصاعد شده و اين گاز باعث خاموش كردن جرقه مي‌شود. 3 – در اين اواخر كليدهاي فشارقوي با گاز SF6 كه داراي قابليت هدايت حرارتي بسيار عالي است ساخته شده است خواص عايقي بسيار خوب اين گاز از زمانهاي نسبتاً دور معلوم بود ولي به علت گراني قيمت آن مي‌بايست ساختمان كليد طوري باشد كه گاز SF6 در ضمن كار مصرف نشده و بيرون نرود. از اين جهت كليدهاي SF6 داراي يك مدار بسته براي گاز SF6 هستند.

يكي از موارد مهم استفاده از گاز SF6 استفاده از اين گاز در كابل‌هاي كپسولي است كابل‌هاي كپسولي با گاز SF6 به خصوص در پست‌هاي كپسولي با گاز SF6 و در انتقال انرژي جريانهاي زياد و قدرت زياد از ژنراتورها تا ترانسفورماتورها در نيروگاههاي بزرگ به كار برده مي‌شود. اين كابل‌ها در مسافتهاي كوتاه به خاطر سادگي آن در ارتباط با سيم هوايي به صورت تكفازه و در مسافتهاي زياد به خاطر كم كردن كارهاي حفاري و خاك‌برداري به صورت سه فاز ساخته مي‌شوند اين كابل‌ها در قطعات 12 متري ساخته مي‌شوند به طوري كه كپسول و سيم هادي آلومينيومي و عايق نگهدارنده  ( پايه‌ها ) تماماً در كارخانه نصب و پس از آزمايش‌هاي لازم براي بهره‌برداري حمل مي‌شوند جوش دادن و ارتباط قطعات با يكديگر در محل نصب صورت مي‌گيرد. خواص گاز SF6 به طور اختصار 1- استقامت دي الكتريك بالا 2- هدايت حرارتي بالا ( انتقال حرارتي گازSF6 از روغن هم بيشتر است ) 3- خاصيت جذب الكترون‌هاي آزاد 4- غير قابل اشتعال بودن 5- قابل تركيب با فلزات نيست‌(روي فلزات اطراف خود اثر ندارد ) 6- غير سمي است 7-  بي رنگ و بي بو است 8- 5 برابر سنگين‌تر از هوا است.

مزايا : - كاهش هزينه تعميرات ( به جهت اينكه كليدهاي گازي در مقايسه با ديگر كليدها، تعميرات كمتري نياز دارند.) - امكان مونيتورينگ اجزا داخلي كليد و كاهش هزينه بازرسي مولفه‌هاي داخلي كليد - هزينه‌هاي راه‌اندازي در فرآيندهاي گازي كم مي‌شود . - قابليت اطمينان بهبود مي‌يابد. - ايمني نيز زياد مي‌شود. كليدهاي SF6 : در اين نوع كليد از SF6 ماده خاموش كننده جرقه و عايق بين دو كنتاكت و نگهدارنده ولتاژ استفاده مي‌شود. گاز SF6 در طبيعت وجود ندارد و در كارخانه مصنوعي توليد مي‌شود. گاز SF6 الكترون‌هاي آزاد را جذب مي‌كند و ايجاد يون منفي بدون تحرك مي‌كند. در نتيجه مانع از ايجاد ابر الكتروني كه باعث شكست عايق و ايجاد جرقه مي‌شود است بطوريكه استقامت الكتريكي گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الكتريكي هوا مي‌رسد. گاز SF6 از نظر شيميايي كاملاً با ثبات است و ميل تركيبي آن خيلي كم است و غير سمي مي‌باشد و تقريباً 5 برابرهوا وزن دارد در مقابل حرارت زياد نيز پايدار و غير قابل اشتعال است در ضمن اين گاز داراي قابليت حرارتي بسيار خوبي است لذا علاوه بر اينكه خاموش كردن جرقه بسيار موثر است عايق بسيار با ارزشي نيز است.

طرز استفاده از اين گاز در كليدهاي فشار قوي عموماً بر مبناي انژكسيون گاز متراكم شده SF6 به محل قوس الكتريكي در محفظه احتراق است. يعني به صورت پاشش گاز بر حمل قوس الكتريكي در محفظه احتراق در كليدهاي SF6 مانند كليدهاي هوايي از يك كنتاكت ثابت و يك كنتاكت متحرك استفاده نشده است بلكه قسمت اصلي كليد تشكيل شده است از دو لوله ثابت كه به فاصله معيني متناسب با ولتاژ نامي كليد در مقابل هم قرار گرفته‌اند. ارتباط اين دو لوله در حالت وصل كليد توسط مصرف انگشتانه مانند فلزي به نام موف اتصالي انجام مي‌گيرد.

مشخصه‌هاي عمده كليدهايSF6: 1- در انواع جديد كليدهاي SF6 از نوع  SELE  EXTINGISH جهت قطع و وصل انرژي كمي نياز است. 2- كليه مولكول‌هاي تجزيه شده پس از خاموش شدن قوس مجدد تركيب شده كسر گاز حاصل نمي‌شود. 3- فشار گاز قابل كنترل است. 4- گاز SF6 به سادگي يونيزه شده و خاصيت هدايت پلاسما تا درجه حرارت‌هاي پايين برقرار مي‌كند و اين خاصيت مشكل ناپايداري قوس و قطع ناگهاني آنرا و نهايتاً اضافه ولتاژهاي ناشي از آنرا به مقدار زيادي كاهش مي‌دهد. 5- جريانهاي گذرا و با فركانس بالا كه در بعضي از قطع و وصل بوجود مي‌آيد در كليدهاي SF6 در زمانيكه جريان كم است قطع مي‌شود و لذا اضافه ولتاژ خطرناكي در بر ندارد.

دستورالعمل‌هاي كلي نگهداري كليد SF6 : 1- احتياط و موارد ايمني 2- اهميت تميز بودن 3- تميز كردن 4- تخليه مواد زايد 5- تخليه گاز 1- احتياطات و موارد ايمني : مقررات محلي در مورد ايمني فشار قوي را رعايت كنيد. كليد را در وضعيت قطع قرار دهيد طرف فشار قوي را باز كرده و ارت كنيد. ولتاژ مكانيزم فرمان و هيتر را قطع كنيد. براي كار روي مقره‌هاي كليد و يا قطعات تحت ولتاژ و همچنين حمل و باز كردن پل‌ها حتماً مي‌بايستي ابتدا فشار داخل پل‌هاي كليد را تا 125/0 مگا پاسكال پايين آورد قبل از باز كردن يك محفظه تحت فشار گاز بايستي ابتدا فشار آنرا تا حد فشار اتمسفر كاهش دهيم اگر قرار است كه گاز را در هواي آزاد تخليه كنيد اين كار بايستي از طريق كلينر جذب كننده گرد وغبار صورت گيرد. 2- اهميت تميز بودن : گاز SF6 و ديگر قطعات ايزوله بايستي از قدرت دي الكتريك بالايي برخوردار باشند و به همين علت بايستي تميز و خشك باشند. در تمام مواردي كه بر روي كليدهاي باز شده كار مي‌كنيد بايستي بدانيد كه نه تنها آلودگي بلكه رطوبت هوا و عرق دست هم زيان آور و مضر است. چنانچه به هر دليل قسمت‌هايي كه در تماس با گاز مي‌باشند و يا محفظه‌هاي گاز بيش از 24 ساعت در معرض رطوبت هوا قرار گيرند در اين صورت‌اين محفظه‌ها بايستي با فشار     bar 2/1 با گاز SF6 پر شوند.

گاز SF6 مصرف نشده غير سمي، بدون بو و بي‌رنگ است با اين حال اين گاز سنگين‌تر از هواست و با مقدار جريان قابل توجهي به سهولت در مكانهاي گود مانند كانال‌هاي كابل، مخزن‌ها و غيره جمع مي‌شود در صورتي كه مقدار زيادي گاز SF6 در اين مكانها جمع شده باشد خطر خفگي بر اثر عدم وجود اكسيژن وجود دارد لذا عمليات بازرسي و تعميرات را بايستي در مكانهايي كه تهويه مناسب دارند انجام داد. مواد حاصل از تجزيه گاز كه بر روي قسمت‌هاي قطع كننده جريان تشكيل مي‌شوند به هنگام تماس با رطوبت خاصيت خورندگي پيدا مي‌كنند و باعث ناراحتي پوست، چشم، مخاط مي‌شوند. 3- تميز كردن : سطوح بيروني مقره‌ها را كاملاً با آب شستشو داده و بعد از خشك شدن قبل از باز كردن كليد انتها و سطوح داخلي را با آب اتانول تميز كنيد پس از باز كردن كليد قطعات داخلي را با پارچه آغشته به اتانول خوب تميز و خشك كنيد. 4- مواد زايد : كليه گرد غبارها و همچنين مواد پاك‌كننده مورد استفاده را در يك ظرف مهر و موم شده به عنوان زباله شيميايي دفع كنيد. 5- تخليه گاز : كليد با استفاده از تجهيزات تصفيه گاز تخليه مي‌شود كه گاز تصفيه شده را فشرده مي‌سازد به طوري كه مي‌توان آنرا دوباره به كار برد مخلوط گاز SF6+N2 فقط زماني مي‌تواند مجدداً مورد استفاده قرار گيرد كه شرايط مخلوط شدن آن تحت كنترل باشد پس از تخليه كليد را با گاز نيتروژن تا حد اتمسفر پر كرده و پس از آن مجدداً خالي مي‌كنيم بدين ترتيب گرد وغبار باقي مانده در كليد تميز مي‌شود. در نهايت كليد را با گاز نيتروژن خشك تا حد اتمسفر پر مي‌كنيم و بعد از آن كليد آماده باز شدن و انتقال به كارگاه است.  

مقدمه: ترکیب سولفور هگزا فلوراید (SF6) با اعمال مستقیم گاز فلوئور  بر روی گوگرد در سال 1900 در فرانسه انجام شد.در همان سال ها,پایداری بالای شیمیایی این گاز تحت قوس الکتریکی نیز مشخص گردید.بعد ها از همین خواص در عایق بندی تجهیزات فشار قوی استفاده به عمل آمد. خواص خاموش کنندگی: SF6 ماده ی بسیار عالی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه ی این گاز ,قوس را بخوبی خنک می سازد و خاصیت الکترونگاتیو بودن آن  سریعا الکترون های آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژ های بازگشتی بالا ممکن گردد. تحت شرایط متشابه قدرت خاموش کنندگی SF6 بیش از صد برابر هوا است.

خواص استقامت الکتریکی: استقامت الکتریکی گاز SF6 تحت شرایط متشابه بیش از دو برابر استقامت عایقی هوا است.خاصیت الکترونگاتیو بودن  گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری  الکترون های آزاد عامل اصلی این قابلیت است. نکته ی مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6 استقامت عایقی هوا را بشدت افزایش می دهد ولی بر عکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد.به عنوان مثال اضافه شدن 10 درصد هوا استقامت عایقی SF6 را حدود 3 درصد کاهش می دهد. سایر خواص فیزیکی: SF6 گازی بی بو, بی رنگ,غیر سمی و غیر قابل اشتعال است و وزن مولکولی آن  برابر 06/146 می باشد که 5 برابر سنگین تر از هوا می باشد.

خواص خاموش کنندگی و عایقی گاز SF6 به دانسیته ی آن بستگی دارد و به همین جهت از دانسیته سنج در کنترل مقدار گاز در کلید استفاده می گردد.دانسیته ی مناسب جهت استفاده در تجهیزات فشار قوی در محدوده ی 25 کیلوگرم بر متر مکعب است.برای درجه ی حرارت های پایین باید توجه شود که  دانسیته ی گاز به حدی نباشد که در شرایط سرد موجب مایع شدن گاز گردد. مطابق استاندارد,مقدار مجاز نشتی گاز SF6 کمتر از یک درصد در سال می باشد. عملکرد تحت شرایط تخلیه ی الکتریکی: تخلیه ی الکتریکی سبب تجزیه ی گاز SF6 می شود که تحت شرایط عادی قابل برگشت است. SF6S+6F پس از تجزیه ی گاز,فعل و انفعال ثانویه با الکترودهای فلزی تصعید شده ترکیبات گاز یا جامد را بوجود می آورد.این ترکیبات خود نیز مواد مواد عایقی خوبی هستند لذا رسوب آن ها روی مقره از خاصیت عایقی نمی کاهد.

اما در صورتیکه رطوبت در محفظه از حد خاصی بالاتر باشد ترکیب هیدروژن فلوراید (HF) ایجاد می شود که این ماده شدیدا هر نوع ماده ای که شامل Sio2 باشد (همانند شیشه و چینی) را مورد آسیب قرار می دهد لذا حتما باید میزان رطوبت در محفظه در حد پایین نگه داشته شود. CUF2 +H2O ====>CUO + 2HF SF4 + H2O ===> SOF2 + 2HF استاندارد IEC376 استاندارد مربوط به مشخصات گاز SF6 می باشد.


نظرات شما عزیزان:

نام :
آدرس ایمیل:
وب سایت/بلاگ :
متن پیام:
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه:



آشنایی با سنسور فشار
ترانسدیوسر و ترانسمیتر تعریف ابزار دقیق لاستیک‌های ایرلس تعریفی نوین از تایر اتومبیل Flat CD Mouse موسی که در CD درایو لپ تاپ قرار می گیرد! لامپ های ال ای دی با قابلیت کنترل از راه دور ژاپنی‌ها نازک‌ترین صفحه نمایش جهان را با حباب صابون ساختند
نويسندگان