Khí SF6 là gì? Máy cắt sử dụng khí SF6

Khí SF₆ có vai trò quan trọng trong ngành điện bởi nó góp phần đáng kể trong đảm bảo an toàn cho các trạm biên áp cao và trung thế.

Khí SF₆ là gì?

Khí SF₆ (Sulfure hexafluoride) tinh khiết là chất khí không màu, không mùi, không độc, mang điện tích âm. Cấu tạo phân tử gồm một nguyên tử lưu huỳnh (S) liên kết với sáu nguyên tử fluor (F). Ở nhiệt độ phòng, SF₆  không phản ứng với các chất khác. Khiến nó trở thành chất “trơ” về hóa học.

Sulfure hexafluoride nặng hơn so với không khí trên năm lần. Nếu để nó thoát vào khí quyển thì hiệu ứng làm ấm lên toàn cầu của nó là rất lớn. Xấp xỉ 22.000 lần so với lượng tương đương khí CO2. Nói cách khác, để thoát một kg Sulfure hexafluoride gây hiệu ứng như 22 tấn CO2 phát thải vào khí quyển. Và do đó  Ủy ban Châu Âu đưa ra Quy phạm EC số 842/2006.  Trong đó yêu cầu khí Sulfure hexafluoride trong thiết bị đóng cắt cao áp phải được thu hồi. Việc thu hồi phải được thực hiện bởi các nhân viên đã được đào tạo và được cấp chứng chỉ. Giảm thiểu thất thoát Sulfure hexafluoride vào khí quyển rất quan trọng trong thực hiện nghĩa vụ bảo vệ môi trường.

Khí SF₆ là một loại khí cách nhiệt, cách điện rất tốt và rất hiệu quả. Được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện trên khắp thế giới.

Máy cắt sử dụng khí SF₆ 

Nguyên tắc hoạt động khí SF₆ trong máy cắt

Những máy cắt trung và cao thế thường có 2 phần:
– Phần đóng cắt.
– Phần dập hồ quang.
Máy cắt SF₆  dùng khí SF₆  làm môi chất dập hồ quang. Còn cơ cấu đóng cắt là hệ thống thanh dẫn, tiếp điểm, lò xo và động cơ điện.

– Khí SF₆ được nén và dự trữ trong một bình chứa áp lực cao. Khi thực hiện ngắt mạch, khí SF₆ nén cao áp được phân tán thông qua các vòng cung trong máy cắt. khi thực hiện xong dập hồ quang SF₆ được thu hồi chứa trong thiết bị áp lực thấp. Sau đó được nén trở lại bình chứa áp lực cao để tái sử dụng.

Nguyên lý ngắt điện của khí Sulfure hexafluoride

Trong máy cắt SF₆, dòng điện tiếp tục được duy trì sau khi tiếp điểm tách ra. Sự duy trì này thông qua trạng thái plasma của hồ quang bị ion hóa trong khí SF₆. Cho đến khi tiếp điểm bị hồ quang đốt cháy. Hồ quang sẽ phải chịu một dòng khí liên tục hấp thụ nhiệt từ nó. Hồ quang được dập tắt khi dòng điện về không. Dòng khí tiếp tục khử ion cho tiếp điểm. Và thiết lập một môi trường cách điện cần thiết để ngăn chặn sự đánh lửa trở lại.

Hướng của dòng khí (song song hoặc cắt ngang qua hồ quang) có ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình dập hồ quang. Một dòng khí dọc theo trục tạo ra một sự nhiễu loạn gây ra sự xáo trộn mạnh mẽ và liên tục giữa khí và plasma trong khi dòng điện tiến đến gần bằng không. Dòng khí làm mát cắt ngang hồ quang thường đạt được trong thực tế bằng cách thực hiện dẫn hồ quang di chuyển trong khí tĩnh. Tuy nhiên, quá trình này dẫn đến sự mất ổn định hồ quang. Do đó dẫn theo sự biến động lớn về khả năng ngắt của máy cắt.

Giải pháp?

Để đạt được một dòng khí hướng trục vào hồ quang, một sự chênh lệch áp suất phải được tạo ra dọc theo tia hồ quang. Thế hệ máy cắt SF₆ đầu tiên dùng nguyên lý áp suất kép của bộ phận máy cắt không khí. Ở đây, một lượng khí nhất định được lưu giữ ở áp suất cao và được giải phóng vào buồng dập hồ quang. Thế hệ máy cắt thứ hai đã loại bỏ khí áp suất cao và máy nén liên quan. Ở đây chênh lệch áp suất được tạo ra bởi một piston gắn liền với tiếp điểm di động. Dòng khí nén trong một xi lanh nhỏ khi tiếp điểm bắt đầu mở ra. Tuy nhiên hệ thống phun này đòi hỏi một cơ cấu vận hành tương đối mạnh mẽ.

Vai trò của áp suất khí SF₆ trong buồng dập hồ quang?

Khả năng cách điện của Sulfure hexafluoride có được chính là nhờ áp suất. Do đó một trong những yêu cầu quan trọng khi nghiệm thu MC SF₆ là coi đồng hồ chỉ báo áp suất, nếu dưới mức qui định thì phải đưa về nơi sản xuất để sửa và nạp lại khí.

Sulfure hexafluoride chỉ để cách điện và dập hồ quang. Nếu áp lực SF₆ trong buồng chứa tiếp điểm không đạt yêu cầu thì khả năng dập hồ quang và cách điện không đảm bảo. Lúc này cần nạp lại khí SF₆ và kiểm tra rò rỉ.

Xem thêm:

• Cung cấp thiết bị nạp khí SF₆ cho máy cắt điện- nhãn hiệu Messer
• Khí SF₆ những tính chất và ứng dụng quan trọng nhất

Tại sao SF₆ được sử dụng nhiều trong máy cắt điện?

Khí SF₆ được sử dụng nhiều trong thiết bị đóng cắt cao áp vì nó có Nhiều ưu điểm. Với tính chất nổi bật đó là có tính ổn định điện cực cao. Có độ bền điện môi vượt trội, có khả năng dập hồ quang hiệu quả dưới điện cao áp. Khí Sulfure hexafluoride không cháy, không ăn mòn các phần tử bên trong thiết bị đóng cắt. Và các tính chất đặc trưng làm cho nó thành chất dập hồ quang điện tuyệt vời.

Ngay cả khi Sulfure hexafluoride tạm thời bị phân hủy khi xảy ra hồ quang thì sau đó phần lớn nó trở lại trạng thái ban đầu. Khả năng tái sử dụng rất cao. Ở dạng tinh khiết, khí SF₆  không độc và không có nguy cơ gây hại cho sức khỏe con người. Với điều kiện phòng đặt máy cắt và kho chứa được thông gió tốt.

Xem thêm: Ứng dụng tuyệt vời của Khí Sulfure hexafluoride

Để biết thêm chi tiết về khí Sulfure hexafluoride  gọi số hotline:

Tư vấn kỹ thuật và bán hàng: Điện thoại/zalo 0902 336 426 – email  sales@kattashop.com

Khách hàng sẽ được hỗ trợ tư vấn trong thời gian sớm nhất.