SF₆ サーキットブレーカー: 高電圧送電網の重要なコンポーネントであり、高い電気陰性度と空気の 100 倍の消弧能力により優れた性能を実現します。

消弧媒体: SF₆ガス

主な特徴:分子と自由電子間の優れた親和性

メンテナンス要件:大規模なオーバーホールの前には特別な準備が必要です

応用分野:高圧電力産業

SF₆ サーキットブレーカーは電力網の重要なコンポーネントであり、電力網の運用の信頼性に大きく影響します。

I. SF₆ ガスの消弧メカニズム

電子がSF6分子と衝突すると、ほぼ100%の確率で結合して重いマイナスイオンが形成されます。この特性は、残留アーク柱の脱イオン化および消弧プロセスにとって非常に実用的な価値があります。

SF₆ は強い電気陰性度を持っています。その分子は自由電子を急速に捕らえてマイナスイオンを形成します。マイナスイオンは電気伝導率が極めて低いため、アークギャップの絶縁耐力が速やかに回復し、優れた消弧性能を発揮します。

標準大気圧 (1.01 × 105 Pa) における SF6 の消弧能力は、空気の100倍。さらにSF₆は消弧後も劣化せず、再利用が可能です。

II. SF₆サーキットブレーカの利点とモデル

SF₆ ガスの優れた絶縁特性と消弧特性を利用して、これらのサーキットブレーカーにはいくつかの利点があります。

• 高い遮断容量
• 高耐圧接点間
• 許容される連続ブレーキ操作の数が多い
• 頻繁な操作に適しています
• 低騒音
• 火災の危険がない
• 機械的および電気的摩耗を最小限に抑える

SF₆ サーキットブレーカは、高性能でほぼメンテナンスフリーのデバイスとして、高電圧回路でますます広く使用されています。一般的な 2 つのモデルは、LN1-35そしてHB36.

Ⅲ．制限と改善戦略

純粋でありながらSF₆ガスは優れた消弧媒体ですが、頻繁に動作する低電圧電気機器では制限があります。

• 頻繁なスイッチング中に発生するアークは、金属蒸気と SF6 分解生成物の間の反応を引き起こし、接触表面に堆積する微粉末 (フッ化水素酸塩、チオ硫酸塩など) を生成し、接点を腐食させ、接触抵抗を増加させます。
• 高温放電下では、SF6 は腐食性ガスに分解し、アルミニウム合金を著しく腐食し、フェノール樹脂積層板や磁器絶縁部品に損傷を与える可能性があります。

改善戦略:SF6 を 20% ～ 30% を超える SF6 体積分率で窒素 (N2) と混合すると、混合物は腐食性を大幅に低減しながら、純粋な SF6 に匹敵する絶縁耐力を達成します。したがって、SF6 – N2 混合物は実用化に広く使用されています。