Sammenlignende analyse av teknologier for høyspenningslastbrytere

Belastningsswitch er en type switchenhet plassert mellom strømbrytere og skillekontakter. Den har en enkel bueutslukningsenhet som kan avbryte den spesifiserte belastningsstrømmen og visse overbelastningsstrømmer, men kan ikke avbryte kortslutningsstrømmer. Belastningsswitcher kan deles inn i høy- og lavspennstyper etter deres driftsspenn.

Fast gassproduserende høyspennsbelastningsswitch: Denne typen bruker energien fra selve buen for å få gassproduserende materialer i buenkammeret til å produsere gass som slukker bågen. Strukturen er enkel med lav kostnad, og den oppfyller generelle brukskrav.

Kompresjonsluft høyspennsbelastningsswitch: Denne typen bruker kompresjonsluft fra en kolbe under åpningprosessen for å blåse ut bågen. Under avbrudd komprimerer kolben gassen som kastes ut for å slukke bågen. De fremragende isolasjonsmessige egenskapene til SF6-gass gjør at buen raskt slukkes, selv om strukturen er litt mer kompleks og gasssprøyten må bruke varmotstående materialer som polytetrafluorethylen (PTFE).

Miljøvennlige gasringenheter bruker også kompresjonsluftbelastningsswitchdesigner som kan operere uten vakuumavbryter. Disse kan fullstendig erstatte belastningsswitch-fusekombinasjoner for transformatorbeskyttelse, noe som tilfredsstiller kundenes foretrukne bruk av fuser snarere enn strømbrytere for rask feilhåndtering i transformatorer.

Vakuum høyspennsbelastningsswitch: Denne typen bruker vakuummedium for buenslukking, noe som gir lang elektrisk levetid, men til en relativt høyere pris. Moderne miljøvennlige gasringenheter bruker hovedsakelig tre-posisjonsknapper kombinert med vakuumbelastningsswitcher.

Oljevannet høyspennsbelastningsswitch: Denne typen bruker energien fra bågen selv for å dekomponere og fordamp omgivende olje, som kjøler og slukker bågen. Strukturen er relativt enkel, men tung, og blir ofte brukt i amerikanske pakketransformatorer.

SF6 høyspennsbelastningsswitch: Denne typen bruker SF6-gass for buenslukking, anvendt i fullt isolerte eller gassposeisolerte ringenheter. Den har fremragende ytelse i avbrudd av kapasitiv strøm. SF6-buenslukningsmetoder inkluderer buenslukningsraster, buedempende spoler og kompresjonsluftbuenslukking. Buenslukningsrastermetoden er bredt anvendt, med en struktur lik lavspennsluftstrømbrytere. Under avbrudd kuttes bågen og absorberes i buenslukningsraster for kjøling og slukking. Buenslukningsraster kan være laget av enten isolerende eller metalliske materialer.

Buenslukningsrasterstrukturen er enkel og kan oppfylle generelle ringenhetapplikasjoner, som E2-elektriske levetidskrav. For forbedret ytelse er det nødvendig med optimalisering av materialer og struktur.

Buedempende spole bruker en elektromagnetisk spole hvor, når bevegelige og faste kontakter skiller seg for å produsere en båge, overføres bågeroten til en metallkjerne inne i forbrukningsspolen. Bågestrømmen som passerer gjennom forbrukningsspolen genererer et magnetfelt som virker på bågen for å produsere Lorentz-kraft, som driver bågeroten til å rotere i høy hastighet rundt spolekjernen. Dette kjøler bågen mens den konstant eksponeres for nytt SF6-gass, som slukker den når strømmen krysser null. Forbrukingsspoler tilbyr fremragende avbrytingsytelse og lang elektrisk levetid, i stand til å tåle 200 operasjoner med aktiv belastningsavbryting.

For å oppnå erstatning av SF6, er parallelle vakuumbuenslukningsbelastningsswitcher utviklet. Under avbrudd diverter en parallel vakuumavbryter buenstrømmen til vakuumavbryteren for slukking. I motsetning til serievakuumavbryting forenkler denne metoden driftsmekanismen, ved å beholde samme driftsmekanisme som SF6-belastningsswitcher. Det tilbyr kompakt størrelse, enkel installasjon, lett operasjon og lav kostnad.

Ved å øke kontaktavstand og andre metoder, kan miljøvennlig gassbuenslukking oppnås, noe som virkelig realiserer erstatning av SF6 med miljøvennlige gasser i ringenheter uten å øke kostnader (uten bruk av vakuumswitcher).