Usporedba tehnologija visokonaponskih prekidaca opterećenja
Prekidac opterećenja je vrsta prekidačkog uređaja smještena između prekidaca i odvojnika. Osobina ovog uređaja je jednostavno sredstvo za ugasevanje lukovi koje može prekinuti nominalnu struju opterećenja i određene preopterećenja, ali ne može prekinuti struju kratkog spoja. Prekidaci opterećenja mogu se klasificirati na visokonaponske i niskonaponske tipove prema radnoj naponskoj razini.
Čvrsti plinski visokonaponski prekidac opterećenja: Ovaj tip koristi energiju same luke da bi uzrokovao da plinska materija u komori luke proizvede plin koji ga ugasi. Struktura je jednostavna i niska po cijeni, zadovoljava opće zahtjeve za primjenom.
Visokonaponski prekidac opterećenja sa stisnutim zrakom: Ovaj tip koristi stisnuti zrak iz pista tijekom procesa otvaranja kako bi izgasio luku. Tijekom prekida, pista stisne plin koji se ispušta kako bi ugasio luku. Izvrsne izolacijske osobine SF6 plina omogućuju brzo ugasevanje luke, iako je struktura malo složenija i usisni cev mora biti izrađena od visokotemperaturnih materijala poput politetrafluoretilena (PTFE).
Okruženjski plinski kolazni sklopovi također koriste dizajn prekidaca opterećenja sa stisnutim zrakom koji mogu raditi bez vakumskih prekidaca. Ovi mogu potpuno zameniti kombinacije prekidaca opterećenja-sigurnosnih ventila za zaštitu transformatora, zadovoljavajući preferencije kupaca za sigurnosne ventile umjesto prekidaca za brzo otklanjanje grešaka u transformatorima.
Vakumski visokonaponski prekidac opterećenja: Ovaj tip koristi vakum kao sredstvo za ugasevanje luke, što daje dug životni vijek električnosti, ali je relativno skuplji. Moderni okruženjski plinski kolazni sklopovi uglavnom koriste tri-poziciona preključevača kombinirana s vakumskim prekidacima opterećenja.
Visokonaponski prekidac opterećenja uronjen u ulje: Ovaj tip koristi energiju same luke da dekomponira i vaporizuje okružujuće ulje, koje hlađe i ugasi luku. Struktura mu je relativno jednostavna, ali teška, često se koristi u američkim paketnim transformatornim postajama.
SF6 visokonaponski prekidac opterećenja: Ovaj tip koristi SF6 plin za ugasevanje luke, primjenjuje se u potpuno izolovanim ili plinsko-vrećastim izolovanim kolaznim sklopovima. Ima izvrsnu performansu u prekidanju kapacitivnih struja. Metode ugasevanja luka SF6 uključuju mreže za ugasevanje luka, koile za suzbijanje luke i ugasevanje luke stisnutim zrakom. Metoda mreže za ugasevanje luka je široko korištena, koristi strukturu sličnu niskonaponskim vazdušnim prekidacima. Tijekom prekida, luka se reže i apsorbira u mrežu za ugasevanje luke kako bi se ohladila i ugasilа. Mreže za ugasevanje luke mogu biti izrađene od izolacionih ili metaličkih materijala.
Struktura mreže za ugasevanje luke je jednostavna i može zadovoljiti opće zahtjeve za kolazne sklopove, poput E2 električnog životnog vijeka. Za poboljšanu performansu, potrebna je optimizacija materijala i strukture.
Koila za suzbijanje luke koristi elektromagnetsku koilu, gde se, kada se pokretni i fiksni kontakti razdvoje stvorivši luk, korijen luke prenosi na metalni jezgra unutar koile za suzbijanje. Struja luke koja prolazi kroz koilu generiše magnetno polje koje djeluje na luk kako bi stvorio Lorentzovu silu, koja dovodi do toga da se korijen luke brzo okreće oko jezgra koile. To hlađe luk dok ga stalno izlagaju novom SF6 atmosferi, gasi ga kada struja prelazi nulu. Koile za suzbijanje nude izvrsnu performansu prekida i dug električni životni vijek, sposobne su podnijeti 200 operacija prekida aktivnog opterećenja.
Da bi se postigla zamjena SF6, razvijeni su paralelni vakumski prekidaci za ugasevanje luke. Tijekom prekida, paralelni vakumski prekidac preusmjerava struju luke u vakumski prekidac kako bi ju ugasio. U suprotnosti sa serijalnim vakumskim prekidanjem, ovaj pristup pojednostavljuje mehanizam rada, održavajući isti mehanizam rada kao SF6 prekidaci opterećenja. Nudi kompaktnu veličinu, praktičnu instalaciju, lakše upravljanje i niske troškove.
Povećanjem rastojanja kontakata i drugim metodama, može se postići ugasevanje luke okruženjskim plinom, stvarno ostvarujući zamjenu SF6 sa okruženjskim plinom u kolaznim sklopovima bez povećanja troškova (bez korištenja vakumskih prekidaca).
