Changes to the SF6 outflow area in the nozzle of a high voltage auto-pneumatic circuit breaker during a short-circuit current interruption

The paper presents a calculation method for the SF6 outflow area across the critical cross-section of the nozzle in an HV puffer circuit breaker during the interruption of a short-circuit current. The presence of an electrical arc can cause clogging of the nozzle at the moment when the arc cross section is close to the nozzle throat area. The clogging depends on the instantaneous current value and can cause ablation of the nozzle material. In the long term it can result in a change in the nozzle dimensions which adversely affects the interrupting ability of the circuit breaker.

---

W artykule podano sposób obliczania wypływu gazu SF6 w przekroju krytycznym dyszy w wyłącznikach autopneumatycznych. W wyniku działania łuku elektrycznego podczas wyłączania prądu zwarciowego może dochodzić do zatykania dyszy i wzrostu ciśnienia, a po wielokrotnych wyłączeniach w wyniku wysokiej temperatury łuku może wystąpić deformacja dyszy i pogorszenie własności łączeniowych. Do obliczeń przyjęto wyłącznik z napędem pneumatycznym, posiadający komorę roboczą i tłumiącą. Po rozejściu się styków zapala się łuk, który wydłużony do przekroju krytycznego dyszy zatyka częściowo dyszę zwiększając w efekcie ciśnienie w objętości dyszy wskutek wzrostu temperatury gazu. Po wielokrotnych wyłączeniach prądu zwarciowego wysoka temperatura powoduje degradację powierzchni w przekroju krytycznym dyszy i w efekcie powiększenie przekroju dyszy, co może zmienić parametry łączeniowe wyłącznika.

---

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.