دكتر بهروز قره بيگلو ( كارشناس ارشد شركت مشانير)
گاز SF6 در صنعت برق، به عنوان يك ماده عايقي در تجهيزات فشار قوي و در سطوح ولتاژ بالا بسيار كاربرد دارد.اگرچه SF6 خالص به لحاظ شيميايي خنثي مي باشد، اما در عين حال يك گاز گلخانه اي قوي با يك شبكه مولكولي است كه خواص آن در شرايط گرما، بسيار فراتر از دي اكسيد كربن 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 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 SF6 نمایانگر حالت 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 .
گاز SF6 در صنعت برق، به عنوان يك ماده عايقي در تجهيزات فشار قوي و در سطوح ولتاژ بالا بسيار كاربرد دارد.اگرچه SF6 خالص به لحاظ شيميايي خنثي مي باشد، اما در عين حال يك گاز گلخانه اي قوي با يك شبكه مولكولي است كه خواص آن در شرايط گرما، بسيار فراتر از دي اكسيد كربن 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 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 SF6 نمایانگر حالت 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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
1 comment:
خیلی خوب بود متشکرم
Post a Comment