सर्किट ब्रेकर जो SF6 गैस का उपयोग करते हैं, जो अपने उत्कृष्ट आर्क शमन और इन्सुलेशन गुणों के लिए जाना जाता है, चाप शमन माध्यम के रूप में बिजली प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे लगातार संचालन और उच्च गति रुकावट आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त हैं। मेरे देश में, 7.2 और 40.5 V के बीच वोल्टेज के लिए SF6 सर्किट ब्रेकर की सिफारिश की जाती है, और लगभग विशेष रूप से 126 kV से ऊपर के वोल्टेज के लिए उपयोग किया जाता है। हालाँकि, वे अधिक ऊंचाई वाले क्षेत्रों में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
SF6 सर्किट ब्रेकरसामान्य सिस्टम संचालन के दौरान न केवल उच्च {{0}वोल्टेज लाइनों और विभिन्न बिना लोड और लोड धाराओं को डिस्कनेक्ट और कनेक्ट करते हैं, बल्कि सिस्टम में खराबी की स्थिति में, उनके रिले सुरक्षा उपकरण स्वचालित रूप से, जल्दी और विश्वसनीय रूप से सभी ओवरलोड और शॉर्ट सर्किट धाराओं को काट देते हैं, जिससे दुर्घटनाओं की घटना और वृद्धि को रोका जा सकता है।
एक सर्किट ब्रेकर जो सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) गैस का उपयोग आर्क बुझाने वाले माध्यम और एक इन्सुलेट माध्यम दोनों के रूप में करता है, उसे SF6 सर्किट ब्रेकर कहा जाता है। यह एयर सर्किट ब्रेकर की तरह एक गैस उड़ा हुआ सर्किट ब्रेकर है, लेकिन इसमें अलग है:
① कम परिचालन दबाव;
② आर्क उड़ाने की प्रक्रिया के दौरान, गैस को वायुमंडल में नहीं छोड़ा जाता है बल्कि एक बंद प्रणाली के भीतर प्रसारित किया जाता है। सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) का उपयोग पहली बार 1950 के दशक की शुरुआत में सर्किट ब्रेकरों में आर्क बुझाने वाले माध्यम के रूप में किया गया था। इस गैस के उत्कृष्ट गुणों के कारण, उच्च गैस दबाव या महत्वपूर्ण संख्या में श्रृंखला ब्रेक की आवश्यकता के बिना, एकल ब्रेक सर्किट ब्रेकर के वोल्टेज और वर्तमान पैरामीटर संपीड़ित वायु सर्किट ब्रेकर और तेल कम सर्किट ब्रेकर की तुलना में काफी अधिक हैं। 1960 और 1970 के दशक में, SF6 सर्किट ब्रेकर का व्यापक रूप से अल्ट्रा{11}उच्च वोल्टेज, उच्च{12}}क्षमता वाले पावर सिस्टम में उपयोग किया जाता था। 1980 के दशक की शुरुआत तक, 363 केवी सिंगल - ब्रेक और 550 केवी डबल - ब्रेक रेटिंग के साथ-साथ 80 और 100 केए की रेटेड इंटरप्टिंग धाराओं वाले एसएफ 6 सर्किट ब्रेकर सफलतापूर्वक विकसित किए गए थे।
SF6 सर्किट ब्रेकर गैस के दबाव में परिवर्तन की निगरानी के लिए सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) घनत्व रिले का उपयोग करते हैं। जब SF6 गैस का दबाव पहले अलार्म मान तक गिर जाता है, तो घनत्व रिले सक्रिय हो जाता है, जो पुनःपूर्ति दबाव का संकेत देता है। जब सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस का दबाव दूसरे अलार्म मान तक गिर जाता है, तो घनत्व रिले संचालित होगा, लॉकिंग दबाव सिग्नल की रिपोर्ट करेगा, और साथ ही लॉक खोलने और बंद करने के लिए स्विच के ट्रिपिंग और क्लोजिंग सर्किट को डिस्कनेक्ट कर देगा।
150°C से नीचे, SF6 रासायनिक रूप से निष्क्रिय है और आमतौर पर सर्किट ब्रेकरों में उपयोग की जाने वाली धातुओं, प्लास्टिक या अन्य सामग्रियों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है। उच्च शक्ति वाले आर्क के कारण होने वाले उच्च तापमान के तहत अपने विभिन्न घटकों में विघटित होते समय, आर्क के बुझने के बाद वे बहुत तेजी से पुन: विघटित हो जाते हैं। SF6 में कोई कार्बन और कोई हवा नहीं है, जो संपर्क ऑक्सीकरण को रोकता है। SF6 में बहुत अधिक ढांकता हुआ ताकत भी है, जो बढ़ते दबाव के साथ बढ़ती है। 1 वायुमंडल में, SF6 की ढांकता हुआ ताकत हवा की तुलना में लगभग दो से तीन गुना है। 3 वायुमंडल के पूर्ण दबाव पर, SF6 की ढांकता हुआ ताकत आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले इन्सुलेट तेलों तक पहुंच सकती है या उससे अधिक हो सकती है। एसएफ6 उत्कृष्ट आर्क बुझाने का प्रदर्शन भी प्रदर्शित करता है, जिससे एक साधारण इंटरप्टर में हवा की तुलना में 100 गुना अधिक आर्क बुझाने की क्षमता प्राप्त होती है। एसएफ6 में, जब आर्क करंट शून्य के करीब पहुंचता है, तो उच्च तापमान केवल छोटे -व्यास वाले आर्क कोर में देखा जाता है, जो एक गैर-प्रवाहकीय परत से घिरा होता है। यह आर्क गैप की ढांकता हुआ ताकत को वर्तमान शून्य से गुजरने के बाद जल्दी से ठीक होने की अनुमति देता है।
एसएफ6 सर्किट ब्रेकर दो संरचनात्मक विन्यासों में उपलब्ध हैं: एक चीनी मिट्टी के स्तंभ डिजाइन। सर्किट ब्रेकर में तीन स्वतंत्र एकल चरण सर्किट ब्रेकर और एक हाइड्रोलिक और विद्युत नियंत्रण कैबिनेट होते हैं। प्रत्येक चरण में दो सहायक चीनी मिट्टी के आस्तीन के साथ श्रृंखला में जुड़े चार इंटरप्टर कक्ष (इंटरप्टर) होते हैं। इंटरप्रेटर चैंबर और सपोर्टिंग पोर्सिलेन स्लीव्स रेटेड दबाव पर SF6 गैस से भरे होते हैं। सर्किट ब्रेकर में एक टैंक प्रकार की संरचना होती है। यह सर्किट ब्रेकर एक द्वि-दिशात्मक अनुदैर्ध्य - ब्लोइंग इंटरप्टर का उपयोग करता है। खोलते समय, सिलेंडर और गतिशील संपर्क क्रैंककेस ट्रांसमिशन तंत्र द्वारा संचालित होते हैं।
SF6 अणुओं और मुक्त इलेक्ट्रॉनों में उत्कृष्ट मिश्रणीयता होती है। जब इलेक्ट्रॉन और SF6 अणु संपर्क में आते हैं, तो वे भारी नकारात्मक आयन बनाने के लिए लगभग 100% मिश्रित होते हैं। यह गुण अवशिष्ट चाप स्तंभ को विआयनीकृत करने और चाप को बुझाने के लिए अत्यंत मूल्यवान है। SF6 में बहुत ही नकारात्मक चार्ज होता है, जो इसके अणुओं को जल्दी से मुक्त इलेक्ट्रॉनों को पकड़ने और नकारात्मक आयन बनाने की अनुमति देता है। ये नकारात्मक आयन बहुत धीमी गति से बिजली का संचालन करते हैं, जिससे चाप अंतराल की ढांकता हुआ ताकत की वसूली में तेजी आती है, जिसके परिणामस्वरूप उत्कृष्ट चाप शमन प्रदर्शन होता है। 1.01×105 Pa के दबाव पर, SF6 का चाप बुझाने का प्रदर्शन हवा की तुलना में 100 गुना है। चाप को बुझाने के बाद, यह अपरिवर्तित रहता है और इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है। SF6 गैस के उत्कृष्ट इन्सुलेशन और आर्क बुझाने वाले गुण SF6 सर्किट ब्रेकर को निम्नलिखित लाभ देते हैं: उच्च तोड़ने की क्षमता, उच्च रुकावट वोल्टेज, निरंतर रुकावटों की एक उच्च संख्या, लगातार संचालन के लिए उपयुक्तता, कम शोर, कोई आग का खतरा नहीं, और न्यूनतम यांत्रिक और विद्युत टूट-फूट, जिससे वे उत्कृष्ट "रखरखाव मुक्त" सर्किट ब्रेकर बन जाते हैं।
राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के तेजी से विकास के साथ, जीवन के सभी क्षेत्रों में बिजली की मांग नाटकीय रूप से बढ़ गई है, बिजली प्रणाली पर भार बढ़ गया है, और बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता की आवश्यकताएं धीरे-धीरे बढ़ गई हैं। सबस्टेशनों में स्विचों को भी धीरे-धीरे तेल स्विचों से नए SF6 सर्किट ब्रेकरों द्वारा बदल दिया गया है। SF6 सर्किट ब्रेकर का व्यापक रूप से बिजली प्रणालियों में उपयोग किया गया है।
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर ऑपरेशन
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर एक नए प्रकार के सर्किट ब्रेकर हैं जो सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस का उपयोग इन्सुलेशन और आर्क शमन माध्यम दोनों के रूप में करते हैं। सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस एक रंगहीन, गंधहीन, गैर-विषाक्त और गैर-ज्वलनशील अक्रिय गैस है जिसमें उच्च ढांकता हुआ शक्ति और उत्कृष्ट चाप-बुझाने के गुण होते हैं। इसकी ढांकता हुआ ताकत पारंपरिक इन्सुलेटिंग गैसों से कहीं अधिक है। इसलिए, विद्युत उपकरणों में इसका उपयोग उपकरण के आकार को कम कर सकता है, आग के खतरों को खत्म कर सकता है और बिजली प्रणालियों की विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार कर सकता है।
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर संरचना
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर में एक मुख्य बॉडी (तीन - चेसिस संरचना का उपयोग करके), एक ऑपरेटिंग तंत्र और एक आर्क बुझाने वाला उपकरण होता है। वे सरल संरचना, कॉम्पैक्ट आकार, हल्के वजन, उच्च व्यवधान क्षमता, तीव्र चाप शमन, उच्च व्यवधान दर और लंबे रखरखाव चक्र जैसे लाभ प्रदान करते हैं। वे बिजली प्रणालियों में भविष्य में व्यापक अनुप्रयोग के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार हैं।
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर का कार्य सिद्धांत
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर अक्सर आंतरिक इन्सुलेशन के रूप में 3 से 5 वायुमंडल दबाव पर सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस से भरे होते हैं। उद्घाटन प्रक्रिया के दौरान, गतिशील संपर्क गैस को संपीड़ित करने के लिए एक पिस्टन को चलाता है, जिससे चाप को बुझाने के लिए वायु प्रवाह बनता है।
सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर के आर्क बुझाने वाले कक्ष की मूल संरचना में एक गतिशील संपर्क, एक इंसुलेटिंग नोजल और एक संपीड़ित वायु पिस्टन एक साथ जुड़ा होता है, जो एक ऑपरेटिंग तंत्र द्वारा एक इंसुलेटिंग कनेक्टिंग रॉड द्वारा संचालित होता है। स्थिर संपर्क ट्यूबलर होता है, जबकि गतिशील संपर्क सॉकेट प्रकार का होता है। गतिशील और स्थिर दोनों संपर्कों के सिरे कॉपर टंगस्टन मिश्र धातु से जड़े हुए हैं। इंसुलेटिंग नोजल उच्च तापमान और संक्षारण प्रतिरोधी पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन से बना है।
जब सर्किट ब्रेकर खोला जाता है, तो गतिशील संपर्क और पिस्टन एक साथ दाईं ओर चलते हैं। गतिशील और स्थिर संपर्कों को अलग करने से एक चाप उत्पन्न होता है। पिस्टन की तीव्र दाहिनी ओर की गति दाहिनी ओर की गैस को संपीड़ित करती है, जिससे नोजल के माध्यम से वायु प्रवाह उत्पन्न होता है जो चाप को अनुदैर्ध्य रूप से उड़ाता है, जिससे गैस बुझ जाती है। आर्क बुझाने वाले कक्ष में गैस फिर निश्चित संपर्क और कूलर के आंतरिक छेद के माध्यम से स्विच बॉडी में प्रवाहित होती है।
जब सर्किट ब्रेकर बंद हो जाता है, तो ऑपरेटिंग तंत्र चलती संपर्क, नोजल और पिस्टन को बाईं ओर चलाता है, जिससे स्थिर संपर्क को चलती संपर्क सीट में डालने की अनुमति मिलती है। यह गतिशील और स्थिर संपर्कों के बीच अच्छा विद्युत संपर्क सुनिश्चित करता है, जिससे सर्किट ब्रेकर बंद हो जाता है।
SF6 स्विच गैस के दबाव में परिवर्तन की निगरानी के लिए SF6 घनत्व रिले का उपयोग करता है। जब SF6 गैस का दबाव पहले अलार्म मान तक गिर जाता है, तो घनत्व रिले सक्रिय हो जाता है, जो पुनःपूर्ति दबाव का संकेत देता है। जब SF6 गैस का दबाव दूसरे अलार्म मान तक गिर जाता है, तो घनत्व रिले सक्रिय हो जाता है, लॉकिंग दबाव का संकेत देता है और साथ ही स्विच की ट्रिपिंग और क्लोजिंग सर्किट को डिस्कनेक्ट कर देता है, जिससे एक बंद या खुली स्थिति प्राप्त होती है।
यदि आप रुचि रखते हैं और सल्फर हेक्साफ्लोराइड सर्किट ब्रेकर के बारे में जानना चाहते हैं, तो कृपया हमसे संपर्क करें:pannie@hdswitchgear.com.
