تحلیل مقایسهای تکنولوژیهای سوئیچ بار فشار بالا
سوییچ بار یک نوع دستگاه تغییر مسیر است که بین شیر قطع کننده و جداکنندهها قرار دارد. این دستگاه دارای سیستم سادهای برای خاموش کردن قوس الکتریکی است که قادر به قطع جریان بار اسمی و برخی جریانهای بیش از حد است، اما نمیتواند جریانهای کوتاهمدار را قطع کند. سوییچهای بار میتوانند بر اساس ولتاژ عملیاتی به دو نوع فشار بالا و فشار پایین تقسیمبندی شوند.
سوییچ بار فشار بالا با تولید گاز محکم: این نوع از انرژی قوس خود برای تولید گاز از مواد تولید گاز در کمر قوس استفاده میکند که قوس را خاموش میکند. ساختار آن ساده و با هزینه کم است و نیازهای کاربردی عمومی را برآورده میکند.
سوییچ بار فشار بالا با هوا فشرده: این نوع از هوا فشرده تولید شده توسط پیستون در زمان باز شدن برای بلند کردن قوس استفاده میکند. در حین قطع، پیستون گاز را فشرده کرده و آن را اخراج میکند تا قوس را خاموش کند. خاصیت عایق بندی فوقالعاده SF6 اجازه میدهد که قوس به سرعت خاموش شود، اگرچه ساختار آن کمی پیچیدهتر است و دهانه گاز باید از مواد مقاوم در برابر دمای بالا مانند پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) استفاده کند.
واحدهای حلقه اصلی گاز محیط زیستی نیز از طراحی سوییچ بار هوا فشرده استفاده میکنند که میتوانند بدون میانبرهای خلاء عمل کنند. اینها میتوانند به طور کامل ترکیب سوییچ بار-فیوز را برای محافظت از ترانسفورماتور جایگزین کنند، که ترجیح مشتریان برای استفاده از فیوزهای به جای شیر قطع کننده برای رفع سریع خطاهای ترانسفورماتور را برآورده میکند.
سوییچ بار فشار بالا با خلاء: این نوع از مedium خلاء برای خاموش کردن قوس استفاده میکند، که عمر الکتریکی طولانی ارائه میدهد اما با قیمت نسبتاً بالاتر. واحدهای حلقه اصلی گاز محیط زیستی مدرن از سوییچهای سه وضعیتی ترکیبی با سوییچهای بار خلاء استفاده میکنند.
سوییچ بار فشار بالا غوطهور در روغن: این نوع از انرژی قوس خود برای تجزیه و بخار شدن روغن اطراف استفاده میکند که قوس را خنک و خاموش میکند. ساختار آن نسبتاً ساده اما سنگین است و معمولاً در زیراستانیونهای بستهای آمریکایی استفاده میشود.
سوییچ بار فشار بالا با SF6: این نوع از گاز SF6 برای خاموش کردن قوس استفاده میکند، که در واحدهای حلقه اصلی کاملاً عایق یا عایق با کیسه گازی کاربرد دارد. عملکرد فوقالعادهای در قطع جریانهای ظرفیتی دارد. روشهای خاموش کردن قوس با SF6 شامل شبکههای خاموش کننده قوس، لولههای خاموش کننده قوس و خاموش کردن قوس با هوا فشرده میشود. روش شبکه خاموش کننده قوس به طور گستردهای استفاده میشود و ساختار مشابه شیر قطع کننده هوای فشار پایین دارد. در حین قطع، قوس برش و جذب میشود و در شبکه خاموش کننده قوس برای خنک شدن و خاموش شدن قرار میگیرد. شبکههای خاموش کننده قوس میتوانند از مواد عایق یا فلزی ساخته شوند.
ساختار شبکه خاموش کننده قوس ساده است و میتواند نیازهای کاربردی عمومی واحدهای حلقه اصلی مانند نیازهای عمر الکتریکی E2 را برآورده کند. برای عملکرد بهتر، بهینهسازی مواد و ساختار ضروری است.
لوله خاموش کننده قوس از یک سیم پیچ الکترومغناطیسی استفاده میکند که هنگامی که تماسهای متحرک و ثابت از هم جدا شده و قوس ایجاد میشود، ریشه قوس به هسته فلزی داخل سیم پیچ مصرف منتقل میشود. جریان قوس که از سیم پیچ مصرف میگذرد میدان مغناطیسی تولید میکند که بر قوس اثر میگذارد و نیروی لورنتز تولید میکند که ریشه قوس را به طور سریع حول هسته سیم پیچ میچرخاند. این عمل قوس را خنک میکند و به طور مداوم آن را به گاز SF6 تازه میرساند تا وقتی جریان صفر میشود قوس خاموش شود. سیمپیچهای مصرف عملکرد قطع فوقالعاده و عمر الکتریکی طولانی دارند و قادر به تحمل ۲۰۰ عملیات قطع بار فعال هستند.
برای جایگزینی SF6، سوییچهای بار خاموش کننده قوس موازی با خلاء توسعه یافتهاند. در حین قطع، یک میانبر خلاء موازی جریان قوس را به میانبر خلاء هدایت میکند تا خاموش شود. در مقایسه با میانبر خلاء سری، این روش مکانیسم عملیاتی را ساده میکند و همان مکانیسم عملیاتی سوییچهای بار SF6 را حفظ میکند. این روش اندازه کوچک، نصب راحت، عملیات آسان و هزینه کم دارد.
با افزایش فاصله تماس و روشهای دیگر، میتوان خاموش کردن قوس با گاز محیط زیستی را به دست آورد و واقعاً جایگزینی SF6 با گازهای محیط زیستی در واحدهای حلقه اصلی را بدون افزایش هزینه (بدون استفاده از میانبرهای خلاء) به دست آورد.
