Perbezaan biasa antara peralatan pemutus litar SF6 dan vakum pada voltan tinggi
Perbandingan Pemutus Vakum dan SF6 dalam Peralatan Penghantar Tegangan Tinggi
Apabila berbicara tentang pemutusan arus gangguan, terutama yang berkaitan dengan kadar kenaikan voltan pemulihan transien (TRV) yang sangat curam, pemutus vakum mempunyai kelebihan yang signifikan berbanding pemutus SF6 (sulfur heksafluorida) kerana ciri pemulihan dielektrik yang lebih unggul. Berikut adalah perbandingan yang mendalam, termasuk perbezaan utama dalam statistik pembongkaran, tingkah laku pembongkaran lewat, dan prestasi dalam aplikasi tertentu seperti pemutusan beban induktif dan bank kapasitor.
1. Pemulihan Dielektrik dan Voltan Pemulihan Transien (TRV)
Pemutus Vakum:
Pemulihan Dielektrik Cepat: Pemutus vakum dikenali kerana pemulihan dielektrik yang sangat cepat, yang penting apabila menghadapi kadar TRV yang tinggi. Selepas pemutusan arus, jurang vakum dengan cepat memulihkan sifat isolasinya, menjadikannya sangat efektif dalam menangani keadaan TRV yang curam.
Prestasi Unggul dalam TRV yang Curam: Waktu pemulihan yang cepat ini membolehkan pemutus vakum menangani voltan pemulihan transien dengan kadar kenaikan yang sangat curam lebih efektif daripada pemutus SF6. Pemulihan isolasi yang cepat mengurangkan risiko penghidupan semula semasa fasa TRV.
Pemutus SF6:
Pemulihan Dielektrik Lebih Lambat: Pemutus SF6, walaupun masih efektif, mempunyai pemulihan dielektrik yang lebih lambat berbanding pemutus vakum. Ini bermaksud bahawa semasa kejadian TRV yang curam, terdapat risiko yang lebih tinggi untuk penghidupan semula atau pembongkaran sebelum isolasi sepenuhnya pulih.
Kurang Sesuai untuk TRV yang Curam: Dalam aplikasi di mana TRV mempunyai kadar kenaikan yang sangat curam, pemutus SF6 mungkin tidak berprestasi sebaik pemutus vakum, yang boleh menyebabkan tekanan yang lebih tinggi pada pemutus dan meningkatkan risiko kegagalan.
2. Statistik Pembongkaran
Pemutus Vakum:
Voltan Pembongkaran Tinggi: Secara prinsip, jurang vakum mempunyai voltan pembongkaran yang sangat tinggi, yang menjadikannya sangat boleh dipercayai dalam kebanyakan keadaan operasi.
Kebarangkalian Kecil Pembongkaran pada Voltan Sederhana: Walaupun voltan pembongkaran tinggi, masih ada kebarangkalian yang sangat kecil untuk pembongkaran berlaku pada voltan yang relatif sederhana. Namun, kebarangkalian ini sangat rendah dan umumnya bukan merupakan masalah dalam aplikasi praktikal.
Pemutus SF6:
Voltan Pembongkaran Rendah: Jurang SF6 biasanya mempunyai voltan pembongkaran yang lebih rendah berbanding jurang vakum, yang bermaksud mereka lebih mudah terkena pembongkaran dalam keadaan tertentu.
Prestasi Lebih Konsisten: Walaupun pemutus SF6 mungkin mempunyai voltan pembongkaran yang lebih rendah, mereka cenderung mempunyai prestasi yang lebih boleh diramalkan dan konsisten dalam pelbagai keadaan operasi.
3. Tingkah Laku Pembongkaran Lewat
Pemutus Vakum:
Pembongkaran Lewat Spontan: Salah satu ciri unik pemutus vakum adalah mereka boleh mengalami pembongkaran lewat spontan, yang boleh berlaku hingga beberapa ratus milisekon selepas pemutusan arus. Fenomena ini jarang berlaku tetapi boleh berlaku disebabkan ionisasi sisa atau faktor lain.
Akibat Terhad: Akibat peristiwa pembongkaran lewat tersebut minimal kerana jurang vakum segera memulihkan isolasinya selepas pembongkaran. Sifat penyembuhan sendiri ini memastikan pemutus tetap berfungsi dan selamat.
Pemutus SF6:
Tidak Ada Pembongkaran Lewat: Pemutus SF6 tidak menunjukkan tingkah laku pembongkaran lewat, kerana gas SF6 dengan cepat de-ionisasi selepas pemutusan arus, memulihkan sifat isolasi jurang.
4. Prestasi dalam Pemutusan Beban Induktif
Pemutus Vakum:
Kadar Penghidupan Semula Lebih Tinggi: Dalam pemutusan beban induktif, terutama apabila memutus reaktor shunt, pemutus vakum cenderung mengalami jumlah penghidupan semula yang lebih tinggi pada satu nol arus frekuensi kuasa. Ini disebabkan pemulihan dielektrik yang cepat, yang boleh menyebabkan penghidupan semula jika TRV melebihi keupayaan pemutus.
Strategi Penyelesaian: Untuk mengurangkan isu ini, langkah-langkah khas seperti resistor pre-insertion atau litar snubber boleh digunakan untuk menghadkan TRV dan mengurangkan kemungkinan penghidupan semula.
Pemutus SF6:
Kadar Penghidupan Semula Lebih Rendah: Pemutus SF6 secara umumnya mempunyai kadar penghidupan semula yang lebih rendah dalam aplikasi pemutusan beban induktif. Ini disebabkan pemulihan dielektrik yang lebih lambat dari SF6 membolehkan penumpukan isolasi yang lebih bertahap, mengurangkan peluang penghidupan semula.
5. Pemutusan Bank Kapasitor
Pemutus Vakum:
Khawatir Arc Pre-strike: Apabila memutus bank kapasitor, pemutus vakum harus mengelakkan arus masuk yang sangat tinggi. Arc pre-strike, yang boleh berlaku sebelum kontak sepenuhnya tertutup, boleh merosakkan sifat dielektrik sistem kontak, menyebabkan potensi kegagalan.
Langkah Penyelesaian: Untuk mencegah ini, peralatan pemutus vakum untuk pemutusan bank kapasitor sering termasuk fitur seperti resistor pre-insertion atau mekanisme penutupan terkawal untuk menghadkan arus masuk dan melindungi pemutus.
Pemutus SF6:
Penanganan Arus Masuk yang Lebih Baik: Pemutus SF6 secara umumnya lebih sesuai untuk pemutusan bank kapasitor kerana mereka boleh menangani arus masuk yang lebih tinggi tanpa penurunan dielektrik yang signifikan. Ini menjadikan mereka pilihan yang lebih difavoritkan untuk aplikasi di mana arus masuk yang tinggi diharapkan.
6. Reka Bentuk Sistem Kontak
Sistem kontak pemutus vakum dan SF6 berbeza dalam reka bentuk untuk mengakomodasi prinsip operasi masing-masing:
Pemutus SF6 (Kiri):
Sistem kontak dalam pemutus SF6 direka untuk bekerja dengan medium gas, yang memberikan sifat pemadam busur yang sangat baik. Kontak biasanya lebih besar dan lebih kukuh untuk menangani arus dan disipasi tenaga yang lebih tinggi yang berkaitan dengan SF6.
Pemutus Vakum (Kanan):
Sistem kontak dalam pemutus vakum lebih mudah dan lebih padat, kerana lingkungan vakum memberikan isolasi dan sifat pemadam busur yang sangat baik. Kontak biasanya dibuat dari bahan seperti aloi tembaga-tungsten, yang mempunyai titik lebur yang tinggi dan konduktiviti yang baik.
Kesimpulan
Secara ringkas, pemutus vakum unggul dalam aplikasi dengan voltan pemulihan transien yang sangat curam kerana pemulihan dielektrik yang cepat, menjadikannya lebih unggul dalam menangani kadar TRV yang tinggi. Walau bagaimanapun, mereka mungkin mengalami lebih banyak penghidupan semula dalam pemutusan beban induktif dan memerlukan pengurusan yang teliti apabila memutus bank kapasitor untuk mengelakkan arc pre-strike. Pemutus SF6, di sisi lain, menawarkan prestasi yang lebih konsisten dari segi statistik pembongkaran dan lebih sesuai untuk menangani arus masuk yang tinggi, menjadikannya pilihan yang difavoritkan untuk pemutusan bank kapasitor. Pilihan antara pemutus vakum dan SF6 bergantung pada aplikasi tertentu dan jenis beban yang diputus.
