Typična razlika između aparature s SF6 i vakuumskih aparaturnih postrojenja u visokoj naponi
Usporedba vakuumskih i SF6 prekidnika u visokonaponskom aparatu
Kada je riječ o prekidu strujnih kvarova, posebno onih povezanih s vrlo strmim stopom porasta privremeno oporavljajućeg napona (TRV), vakuumski prekidnici imaju značajnu prednost nad SF6 (šesterfluorid sumpora) prekidnicima zbog svojih superiornih karakteristika oporavka dielektrika. Evo detaljnog usporedbe, uključujući ključne razlike u statistici propusta, ponašanju kasnog propusta i performansama u specifičnim aplikacijama poput prekidanja induktivnih opterećenja i prekidanja kondenzatorskih banka.
1. Oporavak dielektrika i privremeno oporavljajući napon (TRV)
Vakuumski prekidnici:
Brz oporavak dielektrika: Vakuumski prekidnici su poznati po svom izuzetno brzom oporavku dielektrika, što je ključno kada se bori sa visokim stopama TRV-a. Nakon prekida struje, vakuumski prazninu brzo obnavlja svoje izolacijske osobine, čime postaje izuzetno učinkovit u rukovanju strmim uvjetima TRV-a.
Superiorna performansa u strmim uvjetima TRV-a: Ovaj brzi vremenski interval oporavka omogućuje vakuumskim prekidnicima da efikasnije rukuju privremenim oporavljajućim naponima s vrlo strmim stopom porasta nego SF6 prekidnici. Brz povrat izolacije smanjuje rizik od ponovnog zapaljenja tijekom faze TRV-a.
SF6 prekidnici:
Sporiji oporavak dielektrika: SF6 prekidnici, iako još uvijek učinkoviti, imaju sporiji oporavak dielektrika u usporedbi s vakuumskim prekidnicima. To znači da tijekom događaja strmog TRV-a, postoji veći rizik od ponovnog zapaljenja ili propusta prije nego što se izolacija potpuno oporavi.
Manje prikladni za strm TRV: U aplikacijama gdje TRV ima vrlo strm stop porasta, SF6 prekidnici možda neće raditi toliko dobro kao vakuumski prekidnici, što može dovesti do većeg stresa na prekidnik i povećanog rizika od propusta.
2. Statistika propusta
Vakuumski prekidnici:
Visok propustni napon: U principu, vakuumski praznine imaju vrlo visok propustni napon, što ih čini izuzetno pouzdanim u većini radnih uvjeta.
Mala vjerojatnost propusta na umjerenoj naponu: Iako imaju visok propustni napon, postoji i vrlo mala vjerojatnost propusta na relativno umjerenim naponima. Međutim, ova vjerojatnost je ekstremno niska i obično nije problema u praktičnim primjenama.
SF6 prekidnici:
Niži propustni napon: SF6 praznine obično imaju niži propustni napon u usporedbi s vakuumskim prazninama, što znači da su pod određenim uvjetima osjetljiviji na propust.
Više konzistentna performansa: Iako SF6 prekidnici mogu imati niži propustni napon, obično imaju predvidljiviju i konzistentniju performansu na širokom spektru radnih uvjeta.
3. Ponašanje kasnog propusta
Vakuumski prekidnici:
Spontani kasni propust: Jedna jedinstvena karakteristika vakuumskih prekidnika jest da mogu doživjeti spontani kasni propust, koji se može dogoditi do nekoliko stotina milisekundi nakon prekida struje. Ovaj fenomen je rijetak, ali može se dogoditi zbog ostatak jonizacije ili drugih faktora.
Ograničene posljedice: Posljedice takvih događaja kasnog propusta su minimalne jer vakuumski praznina odmah obnavlja svoje izolacijske osobine nakon propusta. Ova samolječila svojstva osigurava da prekidnik ostane funkcionalan i siguran.
SF6 prekidnici:
Nema kasnog propusta: SF6 prekidnici ne pokazuju ponašanje kasnog propusta, jer SF6 gas brzo dejonizira nakon prekida struje, obnavljajući izolacijske osobine praznine.
4. Performanse u prekidanju induktivnih opterećenja
Vakuumski prekidnici:
Viša stopa ponovnog zapaljenja: U prekidanju induktivnih opterećenja, posebno kada se preklapaju shunt reaktori, vakuumski prekidnici obično iskazuju značajno više ponovnih zapaljenja na jednom nultoku struje snage. To je posljedica brzog oporavka dielektrika, što može dovesti do ponovnog zapaljenja ako TRV premaši sposobnosti prekidnika.
Mitigacijske strategije: Da bi se ovo pitanje smanjilo, mogu se koristiti specijalne mjere, poput rezistora za unaprijed upotpunjenje ili snubber krugova, kako bi se ograničio TRV i smanjio rizik od ponovnog zapaljenja.
SF6 prekidnici:
Niža stopa ponovnog zapaljenja: SF6 prekidnici obično imaju nižu stopu ponovnog zapaljenja u aplikacijama prekidanja induktivnih opterećenja. To je posljedica sporijeg oporavka dielektrika SF6-a, što dopušta postepeni građenje izolacije, smanjujući šanse za ponovno zapaljenje.
5. Prekidanje kondenzatorskih banka
Vakuumski prekidnici:
Zabrinutost zbog prethodnog lukovog zapaljenja: Kada se preklapa kondenzatorske banke, vakuumski prekidnici moraju izbjegavati vrlo visoke struje ulaza. Prethodni luka, koji se može dogoditi prije nego što se kontakti potpuno zatvore, može pogoršati dielektričke osobine sustava kontakata, što može dovesti do potencijalnih propusta.
Mitigacijske mjere: Da bi se to sprečilo, vakuumski aparaturi za prekidanje kondenzatorskih banka često uključuju značajke poput rezistora za unaprijed upotpunjenje ili kontroliranih mehanizama zatvaranja kako bi se ograničile struje ulaza i zaštitili prekidnik.
SF6 prekidnici:
Bolje rukovanje strujama ulaza: SF6 prekidnici su općenito bolje prilagođeni za prekidanje kondenzatorskih banka jer mogu obraditi veće struje ulaza bez značajnog propusta dielektrika. To ih čini omiljenim izborom za aplikacije gdje se očekuju visoke struje ulaza.
6. Dizajn sustava kontakata
Sustavi kontakata vakuumskih i SF6 prekidnika razlikuju se u dizajnu kako bi se prilagodili njihovim odgovarajućim radnim principima:
SF6 prekidnik (lijevo):
Sustav kontakata u SF6 prekidniku dizajniran je da radi s plinastom sredinom, koja pruža odlična svojstva gašenja luke. Kontakti su obično veći i robustniji kako bi se obradili većim strujama i energijom disipacije povezanom s SF6-om.
Vakuumski prekidnik (desno):
Sustav kontakata u vakuumskom prekidniku je jednostavniji i kompaktniji, jer vakuum okruženje pruža odlična izolacijska i gašenja luke svojstva. Kontakti obično proizvedeni su od materijala poput bakarno-tungstenovih legura, koje imaju visoku tačku taloženja i dobru provodljivost.
Zaključak
Ukratko, vakuumski prekidnici izdvajaju se u aplikacijama s vrlo strmim privremenim oporavljajućim naponima zbog svog brzog oporavka dielektrika, što ih čini superiornim u rukovanju visokim stopama TRV-a. Međutim, možda će iskusiti više ponovnih zapaljenja u prekidanju induktivnih opterećenja i zahtijevaju pažljivo upravljanje kada se preklapa kondenzatorske banke kako bi se izbjegao prethodni luka. SF6 prekidnici, s druge strane, nude više konzistentnu performansu u smislu statistike propusta i bolje su prilagođeni obradi visokih struja ulaza, što ih čini omiljenim izborom za prekidanje kondenzatorskih banka. Izbor između vakuumskih i SF6 prekidnika ovisi o specifičnoj aplikaciji i vrsti opterećenja koje se preklapa.
