Tipična razlika između uređaja SF6 i vakuumskih prekidača u visokom naponu
Uporedba vakuumskih i SF6 prekidnika u visokonaponskom aparaturi
Kada je reč o prekidu greškastih struja, posebno onih koje su povezane sa veoma strmim rastom privremene oporavljive napona (TRV), vakuumski prekidnici imaju značajan prednost nad SF6 (šesterfluorid sumpora) prekidnicima zbog svojih superiornih karakteristika oporavka dielektričnih svojstava. Evo detaljnog poređenja, uključujući ključne razlike u statistici prelama, ponašanju kasnijih prelama i performansama u specifičnim primenama, poput preključivanja induktivnih opterećenja i banka kondenzatora.
1. Oporavak dielektričnih svojstava i privremeni oporavni napon (TRV)
Vakuumski prekidnici:
Bristav oporavak dielektričnih svojstava: Vakuumski prekidnici su poznati po svom izuzetno brzom oporavku dielektričnih svojstava, što je ključno kada se bavi visokim stopama TRV. Nakon prekida struje, vakuumski prazninu brzo obnavlja svoja izolativna svojstva, čime postaje izuzetno efikasan u upravljanju strmim uslovima TRV.
Superiorna performansa u strmim TRV uslovima: Ovaj brzi vreme oporavka omogućava vakuumskim prekidnicima da efikasnije obrađuju privremene oporavne napone sa veoma strmim stopama rasta u odnosu na SF6 prekidnike. Brza obnova izolacije minimizira rizik od ponovnog zapaljenja tokom faze TRV.
SF6 prekidnici:
Sporiji oporavak dielektričnih svojstava: SF6 prekidnici, iako i dalje efikasni, imaju sporiji oporavak dielektričnih svojstava u odnosu na vakuumski prekidnici. To znači da tokom događaja strmog TRV postoji veći rizik od ponovnog zapaljenja ili prelama pre nego što se izolacija potpuno obnovi.
Manje prikladni za strm TRV: U primenama gde TRV ima veoma strm rast, SF6 prekidnici možda neće raditi toliko dobro kao vakuumski prekidnici, što može dovesti do većeg stresa na prekidnik i povećanog rizika od kvara.
2. Statistika prelama
Vakuumski prekidnici:
Visoki prelomni napon: U principu, vakuumskim prazninama poseduju veoma visok prelomni napon, što ih čini izuzetno pouzdanim u većini radnih uslova.
Mala verovatnoća prelama na umjerenoj naponu: Unatoč visokom prelomnom naponu, postoji još uvijek veoma mala verovatnoća prelama na relativno umjerenoj naponu. Međutim, ova verovatnoća je ekstremno niska i generalno nije stvar zabrinutosti u praktičnim primenama.
SF6 prekidnici:
Niži prelomni napon: SF6 praznine tipično imaju niži prelomni napon u odnosu na vakuumskim praznine, što znači da su podređeni prelamu pod određenim uslovima.
Više konzistentne performanse: Dok SF6 prekidnici mogu imati niži prelomni napon, ti tendiraju da imaju predvidljiviju i konzistentniju performansu na širokom spektru radnih uslova.
3. Ponašanje kasnijih prelama
Vakuumski prekidnici:
Spontani kasni prelom: Jedna jedinstvena karakteristika vakuumskih prekidnika je da mogu iskusiti spontani kasni prelom, koji se može desiti do nekoliko stotina milisekundi nakon prekida struje. Ovaj fenomen je retak, ali može se desiti zbog ostataka jonizacije ili drugih faktora.
Limitedne posledice: Posledice takvih događaja kasnih preloma su minimalne jer vakuum praznina odmah obnavlja svoja izolativna svojstva nakon preloma. Ova svojstvo samolečenja osigurava da prekidnik ostane funkcionalan i siguran.
SF6 prekidnici:
Nema kasnih preloma: SF6 prekidnici ne pokazuju ponašanje kasnih preloma, jer SF6 gas brzo dejonizuje nakon prekida struje, obnavljajući izolativna svojstva praznine.
4. Performanse u preključivanju induktivnih opterećenja
Vakuumski prekidnici:
Veća stopa ponovnog zapaljenja: U preključivanju induktivnih opterećenja, posebno kada se preključuju paralelni reaktori, vakuumski prekidnici često iskazuju znatno veći broj ponovnih zapaljenja na jednoj frekvenci strujnog nula. To je posljedica brzog oporavka dielektričnih svojstava, što može dovesti do ponovnog zapaljenja ako TRV premaši sposobnosti prekidnika.
Mitigacione strategije: Da bi se ova problema ublažio, koriste se specijalne mere, poput rezistora za unapred postavljanje 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 primenama preključivanja induktivnih opterećenja. To je posljedica sporeg oporavka dielektričnih svojstava SF6, što omogućava postepeni izgradnju izolacije i smanjuje šanse za ponovno zapaljenje.
5. Preključivanje banka kondenzatora
Vakuumski prekidnici:
Problem arka pre udara: Kada se preključuju banke kondenzatora, vakuumski prekidnici moraju izbegavati vrlo visoke struje ulaza. Arko pre udara, koje se može desiti pre nego što se kontakti potpuno zatvore, može oštetiti dielektrična svojstva kontaktnog sistema, što može dovesti do potencijalnih kvarova.
Mitigacione mere: Da bi se ovo sprečilo, vakuumsko aparatura za preključivanje banka kondenzatora često uključuje karakteristike poput rezistora za unapred postavljanje ili kontrolisanih mehanizama zatvaranja kako bi se ograničila struja ulaza i zaštitili prekidnik.
SF6 prekidnici:
Bolje upravljanje strujama ulaza: SF6 prekidnici su općenito bolje prilagođeni preključivanju banka kondenzatora jer mogu obraditi više struje ulaza bez značajnog oštećenja dielektričnih svojstava. To ih čini preferiranim izborom za primene gde se očekuju visoke struje ulaza.
6. Dizajn kontaktnog sistema
Kontaktni sistemi vakuumskih i SF6 prekidnika razlikuju se u dizajnu kako bi se prilagodili njihovim odgovarajućim principima rada:
SF6 prekidnik (levo):
Kontaktni sistem u SF6 prekidniku je dizajniran da radi sa plinom, koji pruža odlična svojstva ugašenja luka. Kontakti su tipično veći i čvrstiji kako bi se obradile veće struje i energija disipirana uz SF6.
Vakuumski prekidnik (desno):
Kontaktni sistem u vakuumskom prekidniku je jednostavniji i kompaktniji, jer vakuum okruženje pruža odlična izolativna i ugašenja lukova. Kontakti su obično izrađeni od materijala poput legura bakar-volfram, koji imaju visoku tačku taloženja i dobru provodljivost.
Zaključak
U skladu sa tim, vakuumski prekidnici se ističu u primenama sa veoma strmim privremenim oporavnim naponom zbog svog brzog oporavka dielektričnih svojstava, što ih čini superiornim u obradi visokih stopa TRV. Međutim, oni mogu iskusiti više ponovnih zapaljenja u preključivanju induktivnih opterećenja i zahtevaju pažljivo upravljanje kada se preključuju banke kondenzatora kako bi se izbegao arkanje pre udara. SF6 prekidnici, s druge strane, nude više konzistentnu performansu u pogledu statistike prelama i bolje su prilagođeni obradi visokih struja ulaza, što ih čini preferiranim izborom za preključivanje banka kondenzatora. Izbor između vakuumskih i SF6 prekidnika zavisi od specifične primene i tipa opterećenja koje se preključuje.
