ఎలిగాస్ మరియు దాని లక్షణాలు

SF6 వాయువు - విద్యుత్ వాయువు - సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్ SF6 (ఆరు ఫ్లోరిన్)… SF6-ఇన్సులేటెడ్ సెల్ మూలకాలలో SF6 వాయువు ప్రధాన అవాహకం.

పని ఒత్తిడి మరియు సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద SF6 వాయువు - రంగులేని, వాసన లేని, మండే కాని వాయువు, గాలి కంటే 5 రెట్లు ఎక్కువ బరువు (గాలికి సాంద్రత 6.7 vs. 1.29), పరమాణు బరువు కూడా గాలి కంటే 5 రెట్లు .

SF6 వాయువు వయస్సు లేదు, అంటే, అది కాలక్రమేణా దాని లక్షణాలను మార్చదు; ఇది విద్యుత్ ఉత్సర్గ సమయంలో కుళ్ళిపోతుంది, కానీ త్వరగా తిరిగి కలుపుతుంది, దాని అసలు విద్యుద్వాహక బలాన్ని తిరిగి పొందుతుంది.

1000 K వరకు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, SF6 వాయువు జడ మరియు వేడి నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, సుమారు 500 K ఉష్ణోగ్రతల వరకు ఇది రసాయనికంగా క్రియారహితంగా ఉంటుంది మరియు SF6 స్విచ్ గేర్ నిర్మాణంలో ఉపయోగించే లోహాల పట్ల దూకుడుగా ఉండదు.

విద్యుత్ క్షేత్రంలో, SF6 వాయువు ఎలక్ట్రాన్‌లను సంగ్రహించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా SF6 వాయువు యొక్క అధిక విద్యుద్వాహక బలం ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్‌లను సంగ్రహించడం ద్వారా, SF6 వాయువు తక్కువ చలనశీలత అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది, ఇవి విద్యుత్ క్షేత్రంలో నెమ్మదిగా వేగవంతం అవుతాయి.

SF6 వాయువు యొక్క పనితీరు ఏకరీతి ఫీల్డ్‌లో మెరుగుపడుతుంది, కాబట్టి, కార్యాచరణ విశ్వసనీయత కోసం, స్విచ్ గేర్ యొక్క వ్యక్తిగత మూలకాల రూపకల్పన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క గొప్ప ఏకరూపత మరియు సజాతీయతకు హామీ ఇవ్వాలి.

అసమాన క్షేత్రంలో, విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క స్థానిక ఓవర్వోల్టేజీలు కనిపిస్తాయి, ఇది కరోనా డిశ్చార్జెస్‌కు కారణమవుతుంది. ఈ డిశ్చార్జెస్ ప్రభావంతో, SF6 కుళ్ళిపోతుంది, పర్యావరణంలో తక్కువ ఫ్లోరైడ్లను (SF2, SF4) ఏర్పరుస్తుంది, ఇది నిర్మాణాత్మక పదార్థాలపై హానికరమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. పూర్తి గ్యాస్-ఇన్సులేటెడ్ స్విచ్ గేర్ (GIS).

స్రావాలు నివారించడానికి, మెటల్ భాగాలు మరియు కణాల గ్రిడ్ల యొక్క వ్యక్తిగత మూలకాల యొక్క అన్ని ఉపరితలాలు శుభ్రంగా మరియు మృదువైనవి మరియు కరుకుదనం మరియు బర్ర్స్ ఉండకూడదు. ధూళి, దుమ్ము, లోహ కణాలు కూడా విద్యుత్ క్షేత్రంలో స్థానిక ఒత్తిళ్లను సృష్టిస్తాయి మరియు తద్వారా SF6 ఇన్సులేషన్ యొక్క విద్యుద్వాహక బలం క్షీణిస్తుంది అనే వాస్తవం ద్వారా ఈ అవసరాలను నెరవేర్చడానికి బాధ్యత నిర్దేశించబడుతుంది.

SF6 గ్యాస్ యొక్క అధిక విద్యుద్వాహక బలం గ్యాస్ యొక్క తక్కువ పని ఒత్తిడిలో ఇన్సులేషన్ దూరాలను తగ్గించడానికి అనుమతిస్తుంది, దీని ఫలితంగా విద్యుత్ పరికరాల బరువు మరియు కొలతలు తగ్గుతాయి. ఇది, స్విచ్ గేర్ యొక్క పరిమాణాన్ని తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది, ఇది చాలా ముఖ్యమైనది, ఉదాహరణకు, ఉత్తరాన ఉన్న పరిస్థితులకు, ప్రాంగణంలోని ప్రతి క్యూబిక్ మీటర్ చాలా ఖరీదైనది.

SF6 గ్యాస్ యొక్క అధిక విద్యుద్వాహక బలం కనిష్ట కొలతలు మరియు దూరాలతో అధిక స్థాయి ఇన్సులేషన్‌ను అందిస్తుంది, మరియు SF6 యొక్క మంచి ఆర్క్ ఆర్పివేసే సామర్థ్యం మరియు శీతలీకరణ సామర్థ్యం మారే పరికరాలను విచ్ఛిన్నం చేసే సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు తగ్గిస్తుంది. ప్రత్యక్ష భాగాలను వేడి చేయడం.

SF6 వాయువు యొక్క ఉపయోగం ఇతర షరతులు సమానంగా ఉండటం వలన, రసాయన నిరోధకత, నాన్-ఫ్లేమబిలిటీ, ఫైర్ సేఫ్టీ కారణంగా ప్రస్తుత లోడ్‌ను 25% మరియు 90 ° C (గాలిలో 75 ° C) వరకు రాగి పరిచయాల అనుమతించదగిన ఉష్ణోగ్రతను పెంచడానికి అనుమతిస్తుంది. మరియు SF6 గ్యాస్ యొక్క ఎక్కువ శీతలీకరణ సామర్థ్యం.

SF6 యొక్క ప్రతికూలత సాపేక్షంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ద్రవ స్థితికి మారడం, ఇది ఆపరేషన్‌లో ఉన్న SF6 పరికరాల ఉష్ణోగ్రత పాలన కోసం అదనపు అవసరాలను సెట్ చేస్తుంది. ఉష్ణోగ్రతపై SF6 గ్యాస్ స్థితి యొక్క ఆధారపడటాన్ని ఫిగర్ చూపిస్తుంది.

ఉష్ణోగ్రత మరియు SF6 గ్యాస్ స్థితి యొక్క గ్రాఫ్

ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రతల మైనస్ 40 gr వద్ద SF6 పరికరాల ఆపరేషన్ కోసం, ఉపకరణంలోని SF6 వాయువు యొక్క పీడనం 0.03 g / cm3 కంటే ఎక్కువ సాంద్రతతో 0.4 MPa కంటే మించకుండా ఉండటం అవసరం.

ఒత్తిడి పెరిగేకొద్దీ, SF6 వాయువు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవీకృతమవుతుంది. అందువల్ల, సుమారు మైనస్ 40 ° C ఉష్ణోగ్రతల వద్ద విద్యుత్ పరికరాల విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి, దానిని తప్పనిసరిగా వేడి చేయాలి (ఉదాహరణకు, SF6 సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క రిజర్వాయర్ SF6 వాయువును ద్రవంలోకి వెళ్లకుండా ఉండటానికి ప్లస్ 12 ° C వరకు వేడి చేయబడుతుంది. రాష్ట్రం).

SF6 గ్యాస్ యొక్క ఆర్క్ సామర్థ్యం, ​​ఇతర విషయాలు సమానంగా ఉండటం వలన గాలి కంటే చాలా రెట్లు ఎక్కువ. ఇది ప్లాస్మా యొక్క కూర్పు మరియు ఉష్ణ సామర్థ్యం, ​​వేడి మరియు ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడటం ద్వారా వివరించబడింది విద్యుత్ వాహకత.

ప్లాస్మా స్థితిలో, SF6 అణువులు విచ్ఛిన్నమవుతాయి. 2000 K క్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, అణువుల విచ్ఛేదనం కారణంగా SF6 వాయువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం తీవ్రంగా పెరుగుతుంది. కాబట్టి, 2000 - 3000 K ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో ప్లాస్మా యొక్క ఉష్ణ వాహకత గాలి కంటే చాలా ఎక్కువ (మాగ్నిట్యూడ్ యొక్క రెండు ఆర్డర్‌ల ద్వారా). 4000 K క్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత వద్ద, అణువుల విచ్ఛేదనం తగ్గుతుంది.

అదే సమయంలో, SF6 ఆర్క్‌లో ఏర్పడిన తక్కువ అయనీకరణ సంభావ్య పరమాణు సల్ఫర్ ఎలక్ట్రాన్‌ల సాంద్రతకు దోహదం చేస్తుంది, ఇది 3000 K క్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా ఆర్క్‌ను నిర్వహించడానికి సరిపోతుంది. ఉష్ణోగ్రత మరింత పెరిగేకొద్దీ, ప్లాస్మా వాహకత తగ్గుతుంది , గాలి యొక్క ఉష్ణ వాహకతను చేరుకోవడం మరియు మళ్లీ పెరుగుతుంది. ఇటువంటి ప్రక్రియలు SF6 గ్యాస్‌లో మండే ఆర్క్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు నిరోధకతను 20 - 30% గాలిలో ఆర్క్‌తో పోలిస్తే 12,000 - 8,000 K క్రమంలో ఉష్ణోగ్రతలకు తగ్గిస్తాయి. ఫలితంగా, ప్లాస్మా యొక్క విద్యుత్ వాహకత తగ్గుతుంది.

6000 K ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, పరమాణు సల్ఫర్ యొక్క అయనీకరణ స్థాయి గణనీయంగా తగ్గిపోతుంది మరియు ఉచిత ఫ్లోరిన్, తక్కువ ఫ్లోరైడ్లు మరియు SF6 అణువుల ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ సంగ్రహణ విధానం మెరుగుపరచబడుతుంది.

సుమారు 4000 K ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, అణువుల విచ్ఛేదనం ముగుస్తుంది మరియు అణువుల పునఃసంయోగం ప్రారంభమవుతుంది, పరమాణు సల్ఫర్ రసాయనికంగా ఫ్లోరిన్‌తో కలపడం వలన ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత మరింత తగ్గుతుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో, ప్లాస్మా యొక్క ఉష్ణ వాహకత ఇప్పటికీ ముఖ్యమైనది, ఆర్క్ చల్లబడుతుంది, ఇది SF6 అణువులు మరియు పరమాణు ఫ్లోరిన్ ద్వారా సంగ్రహించడం వల్ల ప్లాస్మా నుండి ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను తొలగించడం ద్వారా కూడా సులభతరం చేయబడుతుంది. గ్యాప్ యొక్క విద్యుద్వాహక బలం క్రమంగా పెరుగుతుంది మరియు చివరికి కోలుకుంటుంది.

SF6 గ్యాస్‌లో ఆర్క్ ఆర్పివేయడం యొక్క లక్షణం ఏమిటంటే, సున్నాకి దగ్గరగా ఉన్న కరెంట్ వద్ద, సన్నని ఆర్క్ రాడ్ ఇప్పటికీ నిర్వహించబడుతుంది మరియు సున్నా ద్వారా కరెంట్‌ను దాటే చివరి క్షణంలో విచ్ఛిన్నమవుతుంది.అదనంగా, కరెంట్ సున్నా గుండా వెళ్ళిన తర్వాత, SF6 గ్యాస్‌లోని అవశేష ఆర్క్ కాలమ్ తీవ్రంగా చల్లబడుతుంది, 2000 K క్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్లాస్మా యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యంలో మరింత ఎక్కువ పెరుగుదల కారణంగా మరియు విద్యుద్వాహక బలం వేగంగా పెరుగుతుంది. .

SF6 గ్యాస్ (1) మరియు గాలి (2) యొక్క విద్యుద్వాహక బలం పెరుగుదల

సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కనిష్ట కరెంట్ విలువలకు SF6 గ్యాస్‌లో ఆర్క్ బర్నింగ్ యొక్క అటువంటి స్థిరత్వం ఆర్క్ క్వెన్చింగ్ సమయంలో కరెంట్ అంతరాయాలు మరియు పెద్ద ఓవర్‌వోల్టేజీలు లేకపోవడానికి దారితీస్తుంది.

గాలిలో, ఆర్క్ కరెంట్ సున్నాని దాటిన సమయంలో గ్యాప్ యొక్క విద్యుద్వాహక బలం ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ గాలిలో ఆర్క్ యొక్క పెద్ద సమయ స్థిరాంకం కారణంగా, కరెంట్ సున్నా దాటిన తర్వాత విద్యుద్వాహక బలం పెరుగుదల రేటు తక్కువగా ఉంటుంది.