Сравнителен анализ на технологии за високонапрегови натоварващи ключове

Преклъчалка за натоварване е вид комутиращо устройство, разположено между прекъсвачите и изключвателите. Разполага с прост апарат за гасене на дъга, способен да прекъсва номиналната токова нагрузка и определени токове при прегласяване, но не може да прекъсва тока при кратко съединение. Преклъчалките за натоварване могат да бъдат класифицирани като високонапрегнати и нисконапрегнати според работното напрежение.

Твърда газопроизводяща преклъчалка за високо напрежение: Този тип използва енергията от самата дъга, за да причини материалите, произвеждащи газ в камерата за дъга, да генерира газ, който гаси дъгата. Структурата ѝ е проста, с ниска цена, отговаряйки на общите изисквания за приложение.

Преклъчалка за високо напрежение с компресиран въздух: Този тип използва компресиран въздух от поршна по време на процеса на отваряне, за да издуха дъгата. По време на прекъсването, поршната компресира газ, който се изхвърля, за да угаси дъгата. Отличните изолационни свойства на SF6 газа позволяват бързо гасене на дъгата, макар структурата да е леко по-сложна и газовият съпротивител трябва да използва материали, устойчиви на високи температури, като политетрафлуороетилен (PTFE).

Екологичните газови кръгови устройства също използват дизайни на преклъчалки с компресиран въздух, които могат да работят без вакуумни прекъсвачи. Те могат напълно да заместят комбинации от преклъчалки и предпазни съпротивители за защита на трансформаторите, удовлетворявайки предпочитанията на клиентите за предпазни съпротивители вместо прекъсвачи за бързо изчистване на дефектите в трансформаторите.

Вакуумна преклъчалка за високо напрежение: Този тип използва вакуумна среда за гасене на дъгата, предлагайки дълъг електричен живот, но с относително по-висока цена. Съвременните екологични газови кръгови устройства основно използват трипозиционни ключове, комбинирани с вакуумни преклъчалки.

Маслена преклъчалка за високо напрежение: Този тип използва енергията от самата дъга, за да разложи и парализира обкръжаващото масло, което охлажда и угасява дъгата. Структурата ѝ е относително проста, но тежка, често използвана в американски пакетни подстанции.

SF6 преклъчалка за високо напрежение: Този тип използва SF6 газ за гасене на дъгата, приложим в пълноценно изолирани или газово-упаковани изолирани кръгови устройства. Има отлични характеристики при прекъсване на кондензаторни токове. Методите за гасене на дъгата с SF6 включват решетки за гасене на дъга, индуктивности за гасене на дъга и гасене на дъга с компресиран въздух. Методът с решетки за гасене на дъга е широко използван, използвайки структура, подобна на нисконапрегнатите въздушни прекъсвачи. По време на прекъсването, дъгата се разрязва и абсорбира в решетката за гасене на дъга, за охлаждане и гасене. Решетките за гасене на дъга могат да бъдат направени от изолационни или метални материали.

Структурата на решетката за гасене на дъга е проста и може да удовлетвори общите изисквания за кръгови устройства, като изискванията за E2 електричен живот. За подобряване на производителността, е необходимо оптимизиране на материали и структура.

Индуктивността за гасене на дъга използва електромагнитна индуктивност, която, когато подвижните и неподвижните контакти се разделят, за да създадат дъга, коренът на дъгата се прехвърля към метално ядро в индуктивността. Токът, минаващ през индуктивността, генерира магнитно поле, което действа върху дъгата, за да създаде сила Лорентц, която кара корена на дъгата да се завърта на висока скорост около ядрото на индуктивността. Това охлажда дъгата, докато постоянно я излага на свеж SF6 газ, гасейки я, когато токът премине през нулата. Индуктивностите предлагат отлична производителност при прекъсване и дълъг електричен живот, способни да издържат 200 операции на прекъсване на активна токова нагрузка.

За да се постигне заместване на SF6, са разработени преклъчалки с успоредно вакуумно гасене на дъга. По време на прекъсването, успоредният вакуумен прекъсвач прехвърля токът на дъгата в вакуумния прекъсвач за гасене. В сравнение с редовното вакуумно прекъсване, този метод опростява механизм за управление, запазвайки същия механизъм за управление като преклъчалките с SF6. Предлага компактен размер, удобна инсталация, лесно управление и ниска цена.

Чрез увеличаване на разстоянието между контактите и други методи, може да се постигне екологично гасене на дъга, осъществявайки наистина заместване на SF6 с екологични газове в кръговите устройства, без увеличаване на цената (без използване на вакуумни прекъсвачи).