کد خبر: ۲۳۳۲۲
تاریخ انتشار : ۰۹:۳۲ - ۱۴ تير ۱۳۹۶
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 می‌باشد، اما در عین حال یک گاز گلخانه‌ای قوی با یک شبکه مولکولی است که خواص آن در شرایط گرما، بسیار فراتر از دی اکسید کربن خواهد بود.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: 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 می‌باشد، اما در عین حال یک گاز گلخانه‌ای قوی با یک شبکه مولکولی است که خواص آن در شرایط گرما، بسیار فراتر از دی اکسید کربن خواهد بود. ساختمان مولکولی گاز SF6 به 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 ۵۸ آنگستروم است.

وزن اتمی این گاز برابر با 6.146 و در فرمول شیمیایی آن 95.21% گوگرد و 5.78 % 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 می‌گیرد. ویژگی فشار- حرارت گاز SF6 نمایانگر حالت تعادل بین گاز و مایع است یعنی در همان حالتی که در سیلندرهای حامل خود وجود دارد.

SF6 یکی از نادرترین عناصر غیر اکتیو در شرایط معمولی است. در یک محفظه کوارتز تا ۵۰۰ درجه سانتی گراد هیچ تجزیه‌ای روی آن صورت نمی‌گیرد. در درجات بالاتر از ۱۵۰ 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 SF6 دقت لازم صورت گیرد. SF6 غیر سمی، غیر قابل اشتعال و دارای خاصیت خوب حرارتی و انتقال حرارتی (6/1 برابر هوا) است.

نمودار این صفحه مربوط به میزان فشار – درجه حرارت گاز SF6 است.

گاز هگزا فلوئورید گوگرد (SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی (خاموش کردن) قوس می‌باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پستهای گازی شده است. معرفی و شناخت آن در سال ۱۹۶۰ بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال ۱۹۸۰ 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 می‌دهد، هرکدام از اتمهای فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می‌شوند 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 مؤلفه‌های 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 می‌باشد. 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 گلخانه‌ای 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 مؤلفه‌های داخلی کلید، هزینه‌های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می‌شود، قابلیت اطمینان بهبود میابد، ایمنی بالا از جمله مزایای این گاز است.

استحکام الکتریکی SF6 به اضافه خواص بالا کاربرد آن را در برق فشار قوی در دامنه بسیار گسترده‌ای امکان پذیر ساخته است زیرا استحکام الکتریکی این گاز در فشار یک اتمسفری و در شرایط کاملاً برابر چند برابر استحکام الکتریکی هوا یا ازت است؛ لذا تقلیل حجم و وزن دستگاههای مورد کاربرد SF6 از یک اندازه حد اقل برخوردار است. به عبارت دیگر، با در نظر گرفتنن یک فشار برابر برای هوا و SF6 فاصله بین دو نقطه ار سطوح پتانسیل تقلیل پیدا می‌کند یا با در نظر گرفتن یک استحکام الکتریکی برای این دو فشار مورد نیاز و وزن دستگاه‌ها کمتر میشود و یا با در نظر گرفتن عایق روغن از نظر کاربرد نه تنها SF6 سبکتر از روغن است بلکه از نظر حجم نیز امکان بکار گیری یک حجم کوچکتر برای SF6 وجود خواهد داشت؛ زیرا موقع بروز قوس الکتریکی در محفظه‌های حاوی SF6 و روغن افزایش فشار در محفظه SF6 فقط به اندازه یک عدد اعشاری خواهد بود حال آنکه فشار تولیدی توسط قوس الکتریکی و احیاناً تجزیه مقدار کمی از روغن سبب افزایش بسیار زیاد فشار محفظه روغن میشود. در کاربرد یک گاز به عنوان ماده عایقی در فشار قوی و قضاوت درباره استحکام الکتریکی آن با استفاده از قانون پاشن، رابطه بین شکست ولتاژ آن گاز نسبت به حاصلضرب فشار (در یک درجه حرارت ثابت) یا چگالی آن را (برای در نظر گرفتن تمام تغییرات فیزیکی آن در درجات حرارت مختلف) در فاصله تخلیه، مبدا قرار میدهند.

 
Ud = f ( P. a )      or     Ud = f (δ . a ) { bar.cm}
 
اگر چگالی نسبی آن را که نسبت به شرایط عادی محاسبه شده باشد، در نظر بگیریم خواهیم داشت:

Ud = f (δ . a )

هر گاز دارای یک منحنی خاص خود در این نوع است و برای مقایسه بین گاز‌ها از این محنحنی استفاده می‌کنند. مقدار مینیمم ولتاژ شکست برای SF6 برابر ۵۰۷ ولت در p.d = ۰. ۰۰۰۳۵ {bar.cm} و برای هوا ۳۵۲ ولت در p.d = ۰. ۰۰۰۷۳ {bar.cm} است.
 
داشتن خواص عالی گاز SF6 سبب کاربرد آن در بسیاری از تاسیسات برق رسانی، دستگاههای الکتریکی و دیگر صنایع شده است. در صنعت برق فشار قوی، خاصیت آتش خاموش کن در کلید‌های فشار قوی، خاصیت عایقی آن در پستهای سر بسته گازی از نوع SF6 (GIS) کابلهای SF6 و خطوط لوله انتقال انرژی الکتریکی، ترانسفورماتور‌ها، خازنهای اندازه گیری برای ولتاژهای بالا، ژنراتورهای الکترو استاتیکی، دستگاههای اشعه ایکس، برقگیر‌ها و نیز در صنایع ریخته گری (برای جلوگیری از نفوذ هوا) و صنایع شیشه سازی استفاده می‌کنند. خاصیت خنک کنندگی این گاز موجب استفاده از آن در ترانسفورماتورهای قدرت نیز امکان پذیر ساخته است. برخی از کارخانه‌های ترانسفورماتور سازی، ترانسفورماتورهای با ولتاژ ۶۶ کیلو ولت و قدرت ۲۰ مگا ولت آمپری (سیستم خنک کنندگی ONAN و ONAF) را تولید کرده اند.



علت آزمایش گاز SF6 جهت افزایش ایمنی، کاهش آثار مخرب زیست محیطی، صرفه جوئی هزینه تعمیرات و نگهداری روشهای بکارگیری توسعه یافته (بهینه سازی روشهای کاربرد قدیمی) است.

تحلیل آلاینده‌های گاز، فرایندهای تشخیص ترکیب مواد حاصل از تجزیه، هنگام قوس الکتریکی و چگونگی انجام آن فرآیند‌ها، اصول تشخیص شرایط عملکرد تجهیزات گازی SF6 را فراهم می‌سازد.

حالت نمونه ذیل را ملاحظه فرمائید:
 
 

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

 
 
این جدول مربوط به یک کلید ۱۶۱ کیلوولتی و ۲۰۰۰ آمپری از نوع SF6 تک فشار، تانک تحت ولتاژ و با مکانیزم عملکرد فنر است که جهت برقراری مدار یک بانک خازنی ۱۶۸ مگاواری، ۲ تا ۳ بار در روز عمل می‌کند. گازهای نامبرده در این جدول، گازهائی هستند که هنگام عملکرد یک کلید گازی SF۶، در محفظه قطع آن کلید متصاعد میشوند. درصد این گاز‌ها در هر فاز قابل ملاحظه است. بعنوان مثال، 8.99 % از گاز داخل محفظه فاز ۱ کلید مورد نظر، گاز SF6 است (جمع هر ستون، مقدار ۱۰۰۰۰۰ است). در ۲۰ سپتامبر ۱۹۹۷، یک واحد توزیع کنترل از راه دور، این کلید را بکار انداخت. فاز دوم این کلید، دچار اشکال شد و نتوانست عمل کند و نتیجتا رله جریان زیاد و رله خطای کلید فعال شده و عملکرد این رله‌ها باعث ایزوله شدن باس سکشن هائی که نقش تغذیه کلید را بعهده داشتند، گردید. پس از این فاصله زمانی مجاز، مرکز توزیع (دیسپاچینگ) قادر به برقدار کردن از راه دور باس سکشن ها، گردید. این شکست تاثیری در گسیختگی این کلید قطع جریان نداشت. کلید از نظر معیوب بودن، بازبینی شد. فشار گاز در تمام فاز‌ها نرمال بود و بعد از آخرین عمل وصل کلید، فنر‌ها دشارژ شدند. تمامی آزمایش‌ها، عایقی، زمانبندی، عملکرد‌ها و مقاومت کنتاکت‌ها با نتایج رضایت بخشی بدست آمد و هیچ مشکلی در کلید مشاهده نشد.

این نمونه‌های گاز از هر سه فاز جمع آوری شده و مقدار زیاد گاز CF4 در فاز ۲، بیانگر خوردگی در تفلون است. تصمیم بر این شد که این گاز را از کلید خارج نموده و به صورتیکه قابل مشاهده باشد، کلید را بازرسی کنند. قوس در فاصله میانی محفظه قطع و کنتاکتهای ثابت و متحرک مشاهده شد. یعنی این قوس بین کنتاکتهای ثابت و متحرک صورت نپذیرفته، از اینرو فاز دوم این کلید تعویض شد (تا قوس بین محفظه قطع و کنتاکت‌ها زده نشود که این خود، باعث متصاعد شدن گاز CF4 ناخواسته و اضافی در این فاز گردد)
 
 
منبع : وبلاگ کوچکسرائی
ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار
پرطرفدارترین عناوین