Srovnávací analýza technologií vysokonapěťových zatížovacích spínačů

Přepínač zátěže je druh přepínače umístěný mezi spínacími zařízeními a odpojovacími přepínači. Disponuje jednoduchým zařízením na uhašení oblouku, které může přerušit nominální proud zátěže a určité přetížení, ale nemůže přerušit krátkozavodní proudy. Přepínače zátěže lze podle jejich pracovního napětí rozdělit na vysoké a nízké napětí.

Pevný plynový vysokonapěťový přepínač zátěže: Tento typ využívá energii samotného oblouku k tomu, aby se plynotvorné materiály v oblasti oblouku změnily v plyn, který uhasí oblouk. Jeho konstrukce je jednoduchá a levná, což splňuje běžné požadavky na použití.

Vysokonapěťový přepínač zátěže s tlakovým vzduchem: Tento typ využívá stlačený vzduch z pístu během procesu otevírání pro vyfouknutí oblouku. Během přerušení píst stlačí plyn, který je vystřelen k uhašení oblouku. Vynikající izolační vlastnosti plynu SF6 umožňují rychlé uhašení oblouku, i když struktura je mírně komplikovanější a tryska musí být vyrobena z teplotně odolných materiálů, jako je polytetrafluorethen (PTFE).

Ekologické plynové distribuční skříně také používají designy přepínačů s tlakovým vzduchem, které mohou fungovat bez vakuumových přerušovačů. Tyto mohou úplně nahradit kombinace přepínačů zátěže a pojistek k ochraně transformátorů, což uspokojí zákaznické preference pro pojistky namísto spínacích zařízení k rychlému odstranění vad v transformátorech.

Vakuumový vysokonapěťový přepínač zátěže: Tento typ využívá vakuumové prostředí k uhašení oblouku, nabízí dlouhou elektrickou životnost, ale je relativně dražší. Moderní ekologické plynové distribuční skříně primárně používají třípolohové přepínače kombinované s vakuumovými přepínači zátěže.

Vysokonapěťový přepínač zátěže s olejem: Tento typ využívá energii samotného oblouku k rozkladu a vaporizaci okolního oleje, který chladí a uhasí oblouk. Jeho konstrukce je relativně jednoduchá, ale těžká, často používána v amerických modulárních transformačních stanicích.

Vysokonapěťový přepínač zátěže s plynem SF6: Tento typ využívá plyn SF6 k uhašení oblouku, používán v plně izolovaných nebo plynově balónových izolovaných distribučních skříních. Nabízí vynikající výkon při přerušování kapacitivních proudů. Metody uhašení oblouku SF6 zahrnují síť pro uhašení oblouku, duhové cívky a uhašení oblouku stlačeným vzduchem. Metoda sítě pro uhašení oblouku je široce používána, používá strukturu podobnou níkonapěťovým vzduchovým přerušovačům. Během přerušení je oblouk useknut a absorbován do sítě pro uhašení oblouku, kde se ochlazuje a uhasí. Sítě pro uhašení oblouku mohou být vyrobeny z izolačních nebo kovových materiálů.

Struktura sítě pro uhašení oblouku je jednoduchá a může splnit obecné požadavky na distribuční skříně, jako jsou požadavky na elektrický život E2. Pro zlepšení výkonu je nutná optimalizace materiálů a struktury.

Duhová cívka používá elektromagnetickou cívku, když se pohyblivé a pevné kontakty oddělí a vytvoří oblouk, převede se kořen oblouku na kovové jádro uvnitř spotřební cívky. Proud oblouku, který projde spotřební cívkou, vytvoří magnetické pole, které působí na oblouk a vygeneruje Lorentzovu sílu, která pohne kořenem oblouku rychle kolem osy cívky. To chladí oblouk a neustále ho exponuje čerstvému plynu SF6, což vedrá k jeho uhašení, když proud přejde nulovou hodnotu. Spotřební cívky nabízejí vynikající výkon při přerušování a dlouhou elektrickou životnost, schopnou snést 200 operací aktivního přerušení zátěže.

Pro dosažení náhrady plynu SF6 byly vyvinuty paralelní vakuumové přerušovače oblouku. Během přerušení paralelní vakuumový přerušovač odvede proud oblouku do vakuumového přerušovače k uhašení. Na rozdíl od sériového vakuumového přerušování tento přístup zjednoduší provozní mechanismus, zachovává stejný provozní mechanismus jako SF6 přepínače zátěže. Nabízí kompaktní rozměry, snadnou instalaci, jednoduchou manipulaci a nízké náklady.

Zvětšením mezery mezi kontakty a dalšími metodami lze dosáhnout uhašení oblouku pomocí ekologického plynu, což skutečně umožní náhradu plynu SF6 ekologickými plyny v distribučních skříních bez zvýšení nákladů (bez použití vakuumových přerušovačů).