في مستويات الجهد الأعلى (عادة 72.5 كيلوفولت وما فوق، خاصة عند 110 كيلوفولت و220 كيلوفولت وأجهزة UHV)، تهيمن قواطع الدائرة SF6 (سداسي فلوريد الكبريت) بينما تستخدم قواطع الدائرة الفراغية (VCBs) بشكل أقل. هذا يعتمد بشكل أساسي على خصائص العزل الفيزيائية وآليات إطفاء القوس الكهربائي للفراغ مقارنة بالغاز SF6 تحت جهود عالية جداً.
يمكن تلخيص الأسباب الأساسية كما يلي:
1. حد تحمل الجهد للفجوة الواحدة و"تأثير التشبع العازل"
-
قيود قواطع الدائرة الفراغية: في الفراغ، تكون قوة العزل عالية جداً عندما يكون الفجوة بين الاتصالات صغيرة. ومع ذلك، عندما يتم زيادة الفجوة بين الاتصالات لتحمل جهود أعلى، لم يعد الجهد الانهيار يزداد بشكل خطي، مما يؤدي إلى "تأثير التشبع". إذا أصبحت الفجوة كبيرة جداً، فإن المجال الكهربائي العالي الدقيق على سطح الاتصال يسبب انبعاث مجال، مما يؤدي مباشرة إلى الانهيار وقد ينتج عنه أشعة X ضارة. نتيجة لذلك، يظل الحد العملي التجاري لقطع الفراغ الواحدة عادة حوالي 72.5 كيلوفولت إلى 145 كيلوفولت.
-
مزايا الغاز SF6: له غاز SF6 قدرة شديدة على جذب الإلكترونات الحرة في القوس الكهربائي ليشكل أيونات سالبة ثقيلة، مما يسمح بتعافي قوة العزل للفجوة بعد الصفر الكهربائي بسرعة كبيرة. مع زيادة ضغط الغاز، تتزايد قدرة تحمل الجهد لـ SF6 بشكل تقريبي خطي. يمكن لقواطع الدائرة الحديثة SF6 تحقيق تحمل جهد للفجوة الواحدة بسهولة يصل إلى 252 كيلوفولت أو حتى 550 كيلوفولت.
سلسلة Rockwill RHD قطاعة دوائر SF6 بخزان ميت 170 كيلوفولت
2. التعقيد الميكانيكي والموثوقية التشغيلية
لتطبيق قواطع الدائرة الفراغية عند 220 كيلوفولت أو جهود أعلى، يجب ربط عدة قواطع فراغية متسلسلة. يتطلب هذا ليس فقط مكثفات توزيع متوازية لمنع أي فجوة من اتخاذ جهد زائد ولكن أيضاً آلية نقل ميكانيكية دقيقة للغاية لضمان "المزامنة المطلقة" لفتح وإغلاق جميع الفجوات المتصلة متسلسلة. يؤدي المزيد من المكونات الميكانيكية إلى زيادة خطر الاختناقات أو التشغيل غير المتزامن.
بالنسبة لقواطع الدائرة SF6 عند 220 كيلوفولت أو حتى 500 كيلوفولت، غالباً ما يتطلب الأمر تصميماً بمفصل واحد أو مفصلين فقط، مما يبسط بشكل كبير آلية النقل ويحسن بشكل كبير موثوقية المعدات بشكل عام.
3. تهديد الجهد الزائد بسبب القطع
تعمل قواطع الدائرة الفراغية على إخماد القوس الكهربائي بطريقة "قوية جداً". عند قطع تيارات استحثالية صغيرة (مثل المحولات الخالية من الحمل أو المفاعلات)، غالبًا ما يتم إجبار القوس على الإخماد قبل أن يصل التيار بشكل طبيعي إلى الصفر. يُطلق على هذه الظاهرة اسم القطع. يمكن أن يؤدي القطع إلى جهود زائدة مرتفعة جداً في الشبكات ذات الجهد العالي، مما يشكل تهديداً خطيراً لعزل النظام.
سلسلة Rockwill RVD قطاعة دوائر فراغية بخزان ميت 72.5 كيلوفولت
لدى قواطع الدائرة SF6 خاصية إخماد القوس الكهربائي أكثر نعومة، حيث يتم إخماد القوس بدقة عند الصفر الكهربائي، مما يؤدي إلى مستويات قطع منخفضة جداً ويحد بشكل فعال من الجهود الزائدة في الأنظمة ذات الجهد العالي.
4. التبريد وتحكم درجة الحرارة
غالباً ما تحمل الأنظمة ذات الجهد العالي تيارات مرتفعة جداً. داخل قاطع الدائرة الفراغي، لا يوجد تقريباً تدفق حراري في البيئة الفراغية، لذا يمكن فقط نقل الحرارة عبر قضبان الاتصال الموصلة، مما يجعل التحكم في ارتفاع درجة الحرارة تحت تيارات عالية صعباً جداً.
للغاز SF6 وزن جزيئي عالٍ وقابلية توصيل حراري عالية. يبرد التدفق الحراري القوي للغاز SF6 نقاط التسخين بشكل فعال، مما يجعله قادراً على التعامل بسهولة مع تيارات مستمرة تصل إلى آلاف الأمبير.
5. الاقتصاد العام والحجم
في الجهود المتوسطة والمنخفضة (10 كيلوفولت - 35 كيلوفولت)، تكون قواطع الدائرة الفراغية بمفصل واحد بسيطة وخالية من الصيانة ومنخفضة التكلفة، مما يمنحها ميزة مطلقة.
ومع ذلك، في الجهود العالية، يحتاج استخدام الفجوات المتصلة متسلسلة إلى جعل قواطع الدائرة الفراغية ذات الجهود العالية ضخمة ومكلفة. لدى قواطع الدائرة SF6 بتصميماتها البسيطة بمفصل واحد أو مفصلين ميزة ساحقة في السيطرة على الحجم وتقليل تكلفة التصنيع.
حل Rockwill: الاستفادة من قوة البحث والتطوير الناضجة لقيادة عصر جديد من الجهد العالي الصديق للبيئة
في استجابة للطلب العالمي العاجل لتوفير الطاقة وتقليل الانبعاثات في الأنظمة الكهربائية الحديثة، تطلق Rockwill بدعم من خبرتها العميقة في البحث والتطوير RVD-145 قاطع دوائر عالي الجهد خالٍ من غاز SF₆. يستخدم هذا الجهاز مزيج الغاز الصديق للبيئة g3، ويتجاوز بنجاح تحديات العزل وإخماد القوس الكهربائي عند مستويات الجهد العالي. بينما لا يتنازل عن الأداء الكهربائي بأي شكل من الأشكال، فإنه يحقق تقليلًا بنسبة تصل إلى 99٪ في بصمة الكربون. مع تصميم مدمج ومتشابه بشكل هيكلي، يمكن لهذا المنتج استبدال محطات التوزيع بسهولة، وتشغيل وصيانة عالمية، ومكافأة تامة لتكلفة الملكية على مدى دورة حياته. تقدم Rockwill حلًا اقتصاديًا جدًا "للترقية السلسة" للاستفادة الخضراء من شبكات الطاقة ذات الجهد العالي.
تم التحرير بواسطة：Garca
تسجيل الدخول
