با پیشرفت روز افزون تکنولوژی و وابسته بودن ان به انرژی الکتریکی ناگزیر بشر را وادار به توسعه ی نیروگاه های تولید برق و به تبع آن افزایش پست های الکتریکی نمود. اما این توسعه با مشکلاتی هم مواجه بود که باید در جهت رفع آن ها اقدام می نمود.

پست الکتریکی :

پست الکتریکی ایستگاهی فرعی است که در مسیر تولید، انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی ولتاژ را به وسیله ترانسفورماتور به مقادیر بالاتر یا پایین تر تغییر می‌دهد. توان الکتریکی ممکن است از میان تعداد زیادی پست بین نیروگاه و مصرف کننده عبور کند و ولتاژ آن در طول مسیر بارها تغییر کند.

اجزای پست الکتریکی :

یک پست به طور کلی دارای یک یا چند ترانسفورماتور و هم چنین از سیستم‌های محافظت کننده و تجهیزات کنترل است. در پست‌های بزرگ از مدارشکن‌ها یا دژنکتور برای قطع هرگونه اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه بار استفاده می‌شود. در پست‌های کوچکتر ممکن است از سکسیونر یا فیوز برای محافظت از مدارهای منشعب استفاده کنند. پست‌ها دارای ژنراتور نیستند اگرچه نیروگاه‌ها ممکن است در نزدیکی خود پست داشته باشند. یک پست الکتریکی شامل تجهیزات نگهدارنده پایان خط، تابلوی فشار قوی، یک یا چند ترانسفورماتور قدرت، تابلوی فشار ضعیف، جرقه گیر، سیستم کنترل، سیستم زمین و سیستم‌های اندازگیری می‌شود، هم چنین ممکن است از تجهیزات دیگری مانند خازن‌های اصلاح ضریب توان یا تنظیم کننده ولتاژ نیز در پست استفاده شود.

معایب پستهای قدیمی :

عیب پست های قبلی این بود که در آن ها مقره ها وعایق ها از جنس چینی وشیشه بودند و هم چنین ترانسفورما تورها کلید ها ودیگر تجهیزات پست در داخل محفظه ها یی ازهوا یا روغن قرار می گرفتند که هم نقش عایقی داشت و هم باعث انتقال حرارت وخنک کردن تجهیزات می شد و به همین دلیل فضای زیادی را اشغال می کردند و تجهیزات مربوط به آن ها بسیار سنگین وپر سر و صدا بودند.

پست هاي GIS به طور اصولي در سه شكل وفرم ساخته مي شوند :

1-شكلي كه باس بار ها وتجهيزات براي هر فاز داخل محفظه ي جداگانه اي قرار مي گيرند اين شكل براي ولتاز هاي بالا از 300 KV بكار گرفته مي شود.
2-شكلي كه تجهيزات و بار ها براي هر سه فاز در يك محفظه قرار مي گيرند اين شكل براي ولتاز هاي زير 300 KV وبخصوص ولتاز هاي فوق توزيع (72/5 و 145 KV ) كاملا پذيرفته شده مي باشند.
3- اين شكل تنها براي ولتاز هاي فوق توزيع 72/5 وحداكثر 145 KV ساخته مي شوند. و در آن مشابه ولتاز هاي توزيع تجهزات در داخل تابلو قرار گرفته و محفظه ي تابلو با گاز SF6 با فشاري كمتر از يك اتمسفر پر مي شود.

در این نوع پست بجای مواد عایقی از قبیل روغن وهوا وغیره از گاز سولفور هگزا فلوراید استفاده می شود.

در پست هاي GIS كليه ي تجهيزات به صورت فشرده و در محفظه هاي گاز SF6 قرار دارند.

کاربردهای گاز SF6در تجهیزات پست های فشار قوی:

گاز هگزا فلوئورید گوگرد ( SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی( خاموش کردن ) قوس می باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پست های گازی شده است. معرفی و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال 1980 ساخته شده اند. امروزه ، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی )، افزایش یافته است. عموما کلیدهای روغنی با تجهیزات گازی SF6 جایگزین می شوند. در حال حاضر گاز SF6 کاربرد زیادی در رده فشار قوی داشته و شواهد، تمایل کاربرد این گاز را برای رده های پائین تر سطوح ولتاژ نشان می دهد.

مزایای استفاده از گاز SF6

تجهیزات تزریق شده با گاز SF6، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر می باشد. شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد، از اینرو با توجه به نیاز صنعت، دستورالعمل های جدید مطابق با آن ها( تجهیزات گازی ) با موارد جدید باید تطابق یابد. ایمنی، نوع عملکرد آن ها در خاموش کردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه ای محیط زیست این گاز( عدم تاثیر در سوراخ شدن لایه ازن )، از جمله این موارد است که علاوه بر ایجاد تغییر کاربری قدیمی گاز SF6، انگیزه زیادی در ارزیابی فرآیند گاز و استفاده مجدد از گازهای ذخیره شده بوجود آورده است.

مزایا :

· امکان مونیتورینگ اجزاء داخلی کلید و کاهش هزینه بازرسی مؤلفه های داخلی کلید.

· هزینه های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می شود.

· قابلیت اطمینان بهبود میابد.

· ایمنی نیز زیاد میشود کاهش هزینه تعمیرات( به جهت اینکه کلیدهای گازی در مقایسه با دیگر کلیدها، به تعمیرات کمتری نیاز دارند).

عملکرد گاز SF6 درپست :

تحت شرایط ایده آل، وقتی یک عمل تخلیه در کلید رخ می دهد، هرکدام از اتم های فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می شوند و هنگام پایان عمل، آن الکترون بدست آورده را از دست داده و با ترکیب با یک اتم گوگرد، دوباره گاز SF6 را تشکیل می دهد که به این مراحل “ خودسازی ” و یا “ خواص بازیابی ” گاز SF6 گویند. این واکنش در تجهیزات الکتریکی گازی ( SF6 ) فشار قوی رخ می دهد و وقتی که ذرات دیگری از قبیل اکسیژن، آب حاصل از آلودگی اتمسفری، کربن موجود در مؤلفه های تفلونی کلید، مس، تنگستن موجود در کنتاکت ها و هم چنین آلومینیوم، با ذرات گوناگونی که از تجزیه SF6 بوجود آمده اند برخورد نماید، واکنش می دهد.

خواص گاز SF6:

در این گاز خواص سودمند فراوانی وجود دارد که باعث گسترش روز افزون استفاده از ان گردیده است. از جمله این خواص می توان به موارد زیر اشاره نمود.

خواص خاموش کنندگی :

SF6ماده بسیار عالی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه این گاز، قوس را به خوبی خنک می کند و خاصیت الکترو نگاتیو بودن آن سریعا الکترون های آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژهای بالا ممکن گردد. تحت شرایط مشابه قدرت خاموش کنندگی در SF6 بیش از صد برابر هوا می باشد.

خواص استقامت الکتریکی :

استقامت الکتریکی گازSF6 تحت شرایط مشابه بیش از دوبرابر استقامت عایقی هوا است.

خاصیت الکترونگاتیو بودن گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری الکترون های آزاد عامل اصلی این قابلیت است.
نکته مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6، استقامت عایقی هوا را به شدت افزایش می دهد ولی برعکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد.

سایر خواص فیزیکی :

SF6 گازی بی بو،بی رنگ، غیرسمی و غیر قابل اشتعال است و وزن ملکولی آن برابر 146.06 می باشد که 5 برابر سنگین تر از هوا می باشد. خواص خاموش کنندگی و عایقی گاز SF6 به دانسیته آن بستگی دارد و به همین جهت از دانسیته سنج در کنترل مقدار گاز در کلید استفاده می شود. دانسیته مناسب جهت استفاده در تجهیزات فشار قوی در محدوده 25 کیلوگرم بر متر مکعب تا 70 کیلوگرم بر متر مکعب است. برای درجه حرارت های پائین باید توجه شود که دانسیته گاز به حدی نباشد که در شرایط سرد سبب مایع شدن گاز گردد. مطابق استاندارد ، مقدار مجاز نشتی گاز SF6 کمتر از یک درصد در سال می باشد.