Perbedaan tipikal antara peralatan beralih SF6 dan vakum pada tegangan tinggi
Perbandingan Pemutus Vakum dan SF6 dalam Perangkat Pengalihan Tegangan Tinggi
Dalam hal memutus arus gangguan, terutama yang berkaitan dengan laju kenaikan tegangan pemulihan transien (TRV) yang sangat curam, pemutus vakum memiliki keunggulan signifikan dibandingkan pemutus SF6 (heksafluorida sulfur) karena karakteristik pemulihan dielektriknya yang lebih unggul. Berikut adalah perbandingan detail, termasuk perbedaan utama dalam statistik breakdown, perilaku breakdown terlambat, dan kinerja dalam aplikasi spesifik seperti pengalihan beban induktif dan bank kapasitor.
1. Pemulihan Dielektrik dan Tegangan Pemulihan Transien (TRV)
Pemutus Vakum:
Pemulihan Dielektrik Cepat: Pemutus vakum dikenal karena pemulihan dielektriknya yang sangat cepat, yang sangat penting saat menghadapi laju TRV yang tinggi. Setelah pemutusan arus, celah vakum dengan cepat memulihkan sifat insulasinya, menjadikannya sangat efektif dalam menangani kondisi TRV yang curam.
Kinerja Unggul dalam TRV yang Curam: Waktu pemulihan cepat ini memungkinkan pemutus vakum untuk menangani tegangan pemulihan transien dengan laju kenaikan yang sangat curam lebih efektif daripada pemutus SF6. Restorasi isolasi yang cepat mengurangi risiko re-ignition selama fase TRV.
Pemutus SF6:
Pemulihan Dielektrik Lebih Lambat: Pemutus SF6, meskipun masih efektif, memiliki pemulihan dielektrik yang lebih lambat dibandingkan pemutus vakum. Ini berarti bahwa selama peristiwa TRV yang curam, ada risiko yang lebih tinggi terjadi re-ignition atau breakdown sebelum isolasi sepenuhnya pulih.
Kurang Cocok untuk TRV yang Curam: Dalam aplikasi di mana TRV memiliki laju kenaikan yang sangat curam, pemutus SF6 mungkin tidak berkinerja sebaik pemutus vakum, yang dapat menyebabkan stres yang lebih tinggi pada pemutus dan meningkatkan risiko kegagalan.
2. Statistik Breakdown
Pemutus Vakum:
Tegangan Breakdown Tinggi: Secara prinsip, celah vakum memiliki tegangan breakdown yang sangat tinggi, yang membuatnya sangat andal dalam sebagian besar kondisi operasi.
Probabilitas Kecil Breakdown pada Tegangan Sedang: Meskipun memiliki tegangan breakdown yang tinggi, masih ada probabilitas yang sangat kecil terjadinya breakdown pada tegangan yang relatif sedang. Namun, probabilitas ini sangat rendah dan umumnya bukan merupakan kekhawatiran dalam aplikasi praktis.
Pemutus SF6:
Tegangan Breakdown Lebih Rendah: Celah SF6 biasanya memiliki tegangan breakdown yang lebih rendah dibandingkan celah vakum, yang berarti mereka lebih rentan terhadap breakdown dalam kondisi tertentu.
Kinerja Lebih Konsisten: Meskipun pemutus SF6 mungkin memiliki tegangan breakdown yang lebih rendah, mereka cenderung memiliki kinerja yang lebih prediktabel dan konsisten dalam berbagai kondisi operasi.
3. Perilaku Breakdown Terlambat
Pemutus Vakum:
Breakdown Terlambat Spontan: Salah satu karakteristik unik dari pemutus vakum adalah kemungkinan terjadinya breakdown terlambat spontan, yang dapat terjadi hingga beberapa ratus milidetik setelah pemutusan arus. Fenomena ini jarang terjadi tetapi dapat terjadi karena ionisasi residu atau faktor lainnya.
Akibat Terbatas: Akibat dari peristiwa breakdown terlambat tersebut minimal karena celah vakum segera memulihkan isolasinya setelah breakdown. Sifat self-healing ini memastikan bahwa pemutus tetap fungsional dan aman.
Pemutus SF6:
Tidak Ada Breakdown Terlambat: Pemutus SF6 tidak menunjukkan perilaku breakdown terlambat, karena gas SF6 dengan cepat de-ionisasi setelah pemutusan arus, memulihkan sifat insulasinya.
4. Kinerja dalam Pengalihan Beban Induktif
Pemutus Vakum:
Tingkat Re-ignition Lebih Tinggi: Dalam pengalihan beban induktif, terutama saat mengalihkan reaktor shunt, pemutus vakum cenderung mengalami jumlah re-ignition berulang yang signifikan pada satu nol arus frekuensi daya. Hal ini disebabkan oleh pemulihan dielektrik yang cepat, yang dapat menyebabkan re-ignition jika TRV melebihi kemampuan pemutus.
Strategi Mitigasi: Untuk mengurangi masalah ini, tindakan khusus seperti resistor pre-insertion atau rangkaian snubber dapat digunakan untuk membatasi TRV dan mengurangi kemungkinan re-ignition.
Pemutus SF6:
Tingkat Re-ignition Lebih Rendah: Pemutus SF6 umumnya memiliki tingkat re-ignition yang lebih rendah dalam aplikasi pengalihan beban induktif. Hal ini karena pemulihan dielektrik yang lebih lambat dari SF6 memungkinkan pembentukan isolasi secara bertahap, mengurangi kemungkinan re-ignition.
5. Pengalihan Bank Kapasitor
Pemutus Vakum:
Kekhawatiran Busur Pre-strike: Saat mengalihkan bank kapasitor, pemutus vakum harus menghindari arus inrush yang sangat tinggi. Busur pre-strike, yang dapat terjadi sebelum kontak sepenuhnya tertutup, dapat merusak sifat dielektrik sistem kontak, menyebabkan potensi kegagalan.
Tindakan Mitigasi: Untuk mencegah hal ini, peralatan switchgear vakum untuk pengalihan bank kapasitor sering mencakup fitur seperti resistor pre-insertion atau mekanisme penutupan yang dikontrol untuk membatasi arus inrush dan melindungi pemutus.
Pemutus SF6:
Penanganan Arus Inrush yang Lebih Baik: Pemutus SF6 umumnya lebih cocok untuk pengalihan bank kapasitor karena dapat menangani arus inrush yang lebih tinggi tanpa penurunan dielektrik yang signifikan. Ini membuat mereka pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi di mana arus inrush yang tinggi diharapkan.
6. Desain Sistem Kontak
Sistem kontak pemutus vakum dan SF6 berbeda dalam desain untuk menyesuaikan prinsip kerja masing-masing:
Pemutus Sirkuit SF6 (Kiri):
Sistem kontak dalam pemutus sirkuit SF6 dirancang untuk bekerja dengan medium gas, yang memberikan sifat pemadam busur yang luar biasa. Kontak biasanya lebih besar dan lebih kuat untuk menangani arus dan disipasi energi yang lebih tinggi yang terkait dengan SF6.
Pemutus Sirkuit Vakum (Kanan):
Sistem kontak dalam pemutus sirkuit vakum lebih sederhana dan lebih kompak, karena lingkungan vakum memberikan sifat insulasi dan pemadam busur yang luar biasa. Kontak biasanya terbuat dari bahan seperti paduan tembaga-tungsten, yang memiliki titik lebur tinggi dan konduktivitas yang baik.
Kesimpulan
Secara keseluruhan, pemutus vakum unggul dalam aplikasi dengan tegangan pemulihan transien yang sangat curam karena pemulihan dielektriknya yang cepat, menjadikannya superior dalam menangani laju TRV yang tinggi. Namun, mereka mungkin mengalami lebih banyak re-ignition dalam pengalihan beban induktif dan memerlukan manajemen hati-hati saat mengalihkan bank kapasitor untuk menghindari busur pre-strike. Di sisi lain, pemutus SF6 menawarkan kinerja yang lebih konsisten dalam hal statistik breakdown dan lebih cocok untuk menangani arus inrush yang tinggi, menjadikannya pilihan yang lebih disukai untuk pengalihan bank kapasitor. Pilihan antara pemutus vakum dan SF6 bergantung pada aplikasi spesifik dan jenis beban yang dipindahkan.
