Typična razlika med preklopniki s šesterflurovom dušikom (SF6) in vakuumskimi preklopniki v visokem napetosti
primerjava vakuumnih in SF6 prekiniteljev v visokonapetostni komutacijski opremi
Pri prekinjanju strmih tokov, zlasti tistih, ki so povezani s zelo strmim naraščanjem prehodne obnovitvene napetosti (TRV), imajo vakuumni prekinitelji značilen prednost pred SF6 (šesterfluorid svlend) prekinitelji zaradi njihovih odličnih lastnosti dielektrične obnove. Tukaj je podrobna primerjava, vključno z ključnimi razlikami v statistiki preboja, obnašanju kasnega preboja in učinkovitosti pri določenih uporabah, kot so preklopljanje induktivnih obremenitev in kondenzatorskih bank.
1. Dielektrična obnova in prehodna obnovitvena napetost (TRV)
Vakuumni prekinitelji:
Hitra dielektrična obnova: Vakuumni prekinitelji so znani po zelo hitri dielektrični obnovi, kar je ključno pri delu z visokimi stopnjami TRV. Po prekini toka se vakuumski presledek hitro obnovi do svojih izolacijskih lastnosti, kar ga čini zelo učinkovitim pri ravnanju z strmimi pogoji TRV.
Odlična učinkovitost pri strmih TRV: Ta hitro obnovitveni čas omogoča vakuumnim prekiniteljem, da učinkoviteje obvladujejo prehodne obnovitvene napetosti z zelo strmim naraščanjem, kot SF6 prekinitelji. Hitra obnova izolacije zmanjša tveganje ponovnega zapalitve med fazo TRV.
SF6 prekinitelji:
Majhna hitrost dielektrične obnove: SF6 prekinitelji, čeprav še vedno učinkoviti, imajo manjšo hitrost dielektrične obnove v primerjavi s vakuumnimi prekinitelji. To pomeni, da med dogodkom strmih TRV obstaja višje tveganje ponovnega zapalitve ali preboja, preden se izolacija popolnoma obnovi.
Manj primerni za strme TRV: V aplikacijah, kjer ima TRV zelo strm naraščaj, SF6 prekinitelji morda ne bodo tako dobro učinkovali kot vakuumni prekinitelji, kar lahko vodi v večji stres na prekinitelju in povečano tveganje odpovedi.
2. Statistika prebojev
Vakuumni prekinitelji:
Visoka prebojna napetost: V principu imajo vakuumski presledki zelo visoko prebojno napetost, kar jih čini zelo zanesljivimi v večini delovnih pogojev.
Majhna verjetnost preboja pri umersenih napetostih: Čeprav imajo zelo visoko prebojno napetost, obstaja še vedno zelo majhna verjetnost preboja pri relativno umersenih napetostih. Vendar je ta verjetnost zelo nizka in v praksi ni običajno skrbi.
SF6 prekinitelji:
Nižja prebojna napetost: SF6 presledki tipično imajo nižjo prebojno napetost v primerjavi s vakuumskimi presledki, kar pomeni, da so bolj občutljivi na preboj v določenih pogojih.
Bolj konzistentna učinkovitost: Čeprav imajo SF6 prekinitelji nižjo prebojno napetost, imajo tendenco do bolj predvidljive in konzistentne učinkovitosti v širokem spektru delovnih pogojev.
3. Kazalo poznejšega preboja
Vakuumni prekinitelji:
Spontan poznejši preboj: Eden edinstvenih lastnosti vakuumnih prekiniteljev je, da lahko doživijo spontan poznejši preboj, ki se lahko zgodi nekaj stotih milisekund po prekini toka. Ta pojav je redko, vendar se lahko zgodi zaradi ostanek ionizacije ali drugih dejavnikov.
Omejeni posledice: Posledice takšnih poznejših prebojev so minimalne, ker se vakuumski presledek takoj obnovi do svojih izolacijskih lastnosti po preboju. Ta samozaledilna lastnost zagotavlja, da prekinitelj ostane funkcionalen in varovan.
SF6 prekinitelji:
Brez poznejšega preboja: SF6 prekinitelji ne kažejo poznejšega prebojnega obnašanja, saj se SF6 plin hitro dejonizira po prekini toka, s čimer se obnovijo izolacijske lastnosti presledka.
4. Učinkovitost pri preklopljanju induktivnih obremenitev
Vakuumni prekinitelji:
Višja stopnja ponovnega zapalitve: Pri preklopljanju induktivnih obremenitev, zlasti pri preklopljanju shunt reaktorjev, vakuumni prekinitelji običajno doživijo značilno višjo številko ponovnih zapalitev pri enem frekvenčnem ničelni točki. To je zaradi hitre dielektrične obnove, ki lahko vodi do zapalitve, če TRV preseže zmogljivost prekinitelja.
Strategije zmanjševanja: Za zmanjšanje tega problema se lahko uporabijo posebne mere, kot so prehodni uporniki ali snubberje, ki omejujejo TRV in zmanjšujejo verjetnost zapalitve.
SF6 prekinitelji:
Nižja stopnja ponovnega zapalitve: SF6 prekinitelji običajno imajo nižjo stopnjo ponovnega zapalitve pri preklopljanju induktivnih obremenitev. To je zaradi počasnega dielektričnega obnavljanja SF6, ki omogoča bolj postopno gradnjo izolacije, kar zmanjšuje možnost zapalitve.
5. Preklopljanje kondenzatorskih bank
Vakuumni prekinitelji:
Poteščena predhodna luknja: Pri preklopljanju kondenzatorskih bank morajo vakuumni prekinitelji izbežati zelo visokih vrhunskih tokov. Predhodna luknja, ki se lahko pojavi preden se kontakti popolnoma zaprejo, lahko opusti dielektrične lastnosti kontaktnega sistema, kar vodi do možnih odpovedi.
Mere za preprečevanje: Za preprečevanje tega vakuumni preklopniki za preklopljanje kondenzatorskih bank pogosto vključujejo značilnosti, kot so prehodni uporniki ali nadzorovana zapirna mehanizma, ki omejujejo vrhunske toke in zaščitijo prekinitelj.
SF6 prekinitelji:
Boljše ravnanje s vrhunskimi tokovi: SF6 prekinitelji so običajno bolje primerni za preklopljanje kondenzatorskih bank, ker lahko ravno s visokimi vrhunskimi tokovi brez značilne opuste dielektričnih lastnosti. To jih čini boljšo izbiro za aplikacije, kjer se pričakujejo visoki vrhunski tokovi.
6. Izoblikovanje kontaktnega sistema
Kontaktni sistemi vakuumnih in SF6 preklopnikov se razlikujejo v izoblikovanju, da bi ustrezali njihovim odvisnim delovnim načinom:
SF6 preklopnik (levo):
Kontaktni sistem v SF6 preklopniku je izoblikovan za delo z plinskim medijem, ki zagotavlja odlične lastnosti za ugasanje luka. Kontakti so tipično večji in trdnejši, da bi obvladali višje tokove in energijo, ki se disipa z SF6.
Vakuumni preklopnik (desno):
Kontaktni sistem v vakuumnem preklopniku je preprostejši in kompaktni, saj vakuumski okolje zagotavlja odlične izolacijske in lučno ugaševalne lastnosti. Kontakti so običajno izdelani iz materialov, kot so bakarno-volframove zlitine, ki imajo visoke temperature taljenja in dobre vodljivosti.
Zaključek
V zaključku vakuumni prekinitelji odlično opravljajo v aplikacijah z zelo strmimi prehodnimi obnovitvenimi napetostmi zaradi svoje hitre dielektrične obnove, kar jih čini superiornimi pri ravnanju z visokimi stopnjami TRV. Vendar pa lahko pri preklopljanju induktivnih obremenitev doživijo več zapalitev in za preklopljanje kondenzatorskih bank zahtevajo pazljivo ravnanje, da se izogne predhodnemu arkiranju. SF6 prekinitelji, na drugi strani, nudijo bolj konzistentno učinkovitost v smislu statistike prebojev in so bolje primerni za ravnanje s visokimi vrhunskimi tokovi, kar jih čini boljšo izbiro za preklopljanje kondenzatorskih bank. Izbira med vakuumnimi in SF6 prekinitelji je odvisna od specifične aplikacije in vrste obremenitve, ki se preklopi.
