چه وضعیت کاربردی و گرایش توسعه‌ی کنونی تجهیزات قطعکننده ولتاژ متوسط است
با شتاب بخشیدن به خودکارسازی تجهیزات برق، انواع مختلف پرکننده‌های متوسط ولتاژ در بازار ظاهر شده‌اند. این دستگاه‌ها بر اساس رسانه عایق‌بندی به سه نوع تقسیم می‌شوند: عایق‌بندی هوا، عایق‌بندی SF₆ و عایق‌بندی جامد، هر کدام با مزایا و معایب خاص خود: عایق‌بندی جامد عملکرد خوبی دارد اما دوستانه نسبت به محیط زیست نیست، SF₆ قابلیت خاموش کردن قوس الکتریکی عالی دارد اما یک گاز گلخانه‌ای است و عایق‌بندی هوا از نظر هزینه-عملکرد بالاست اما حجم بیشتری دارد. شرکت‌ها نیاز به انتخاب جامع دارند تا کارایی کاربردی را افزایش دهند.
ویژگی‌های توسعه
پس از یک قرن توسعه، پرکننده‌های متوسط ولتاژ سیستم استاندارد فنی کاملی دارند. تقاضاهای کاربران از عملکردهای/پارامترهای پایه‌ای به قابلیت اطمینان بالا و هزینه عملیاتی کم تغییر یافته است؛ تمرکز استانداردسازی بیشتر روی استمرار عملیات و ایمنی است؛ تجهیزات اولیه/ثانویه تقسیم کار مشخصی دارند با ساختارهای محصول متنوع؛ تکنولوژی‌های دیجیتال و آزمون آنلاین هوشمندی را افزایش می‌دهند و هزینه عملیاتی را کاهش می‌دهند.
وضعیت فعلی توسعه
پرکننده‌های عایق‌بندی هوا
با استفاده از هوا به عنوان رسانه عایق‌بندی، شامل واحد‌های حلقه اصلی و پرکننده‌های قابل خروج معدنی که ایمن و دوستانه نسبت به محیط زیست هستند. تجهیزات معدنی با ظرفیت بزرگ برای سناریوهای تأمین برق با توان بالا مناسب است، در حالی که واحد‌های حلقه اصلی فشرده، با هزینه کم و آسان برای نصب هستند و عموماً در انتهای متوسط ولتاژ استفاده می‌شوند. با تجهیزات محافظ یکپارچه و ترانسفورماتورها، می‌توانند سیستم خودکار توزیع کاملی تشکیل دهند.
پرکننده‌های عایق‌بندی گاز SF₆
گاز SF₆ در خاموش کردن قوس الکتریکی و عایق‌بندی عالی است، برای کاربردهای متوسط-بالا ولتاژ مناسب است، اما به دلیل تأثیر گلخانه‌ای تنظیم می‌شود. مداربرهای خلاء (VCBs) به دلیل محدودیت‌های عایق‌بندی به ≤35kV محدود می‌شوند، بنابراین تجهیزات SF₆ برای ولتاژهای بالاتر ضروری هستند. راه‌حل‌ها شامل استفاده از مخلوط گازی برای کاهش مصرف SF₆ و بهبود فناوری‌های پیشگیری از نشت و بازیافت است.
پرکننده‌های عایق‌بندی جامد
با ریزپلاستیک کامل اپوکسی، بدون آلودگی و مستقل از ارتفاع، برای سیستم‌های ≤35kV قابل استفاده است. با این حال، هزینه بالا، چالش‌های تخلیه حرارت و تجزیه سخت اپوکسی از گسترش گسترده آن جلوگیری می‌کنند. بهینه‌سازی طراحی برای تعادل بین بسته بودن و تخلیه حرارت لازم است.
پیشرفت‌های فنی کلیدی
فناوری قطع
مداربرهای خلاء با تماس‌های CuCr و ساختار میدان مغناطیسی طولی قابلیت قطع را افزایش می‌دهند. پوشش‌های سرامیکی مینیاتوری شدن و تولید انبوه با هزینه کم را ممکن می‌سازند.
فناوری عایق‌بندی
پرکننده‌های عایق‌بندی گازی از N₂/هوا به جای SF₆ استفاده می‌کنند، در حالی که پرکننده‌های عایق‌بندی جامد مقاومت محیطی را از طریق ریزپلاستیک اپوکسی بهبود می‌بخشند. هر دو از شبیه‌سازی میدان الکتریکی برای قابلیت اطمینان استفاده می‌کنند.
به‌روزرسانی‌های هوشمند
سنسورهای یکپارچه و ماژول‌های ارتباطی امکان نظارت آنلاین بر وضعیت را فراهم می‌کنند. دستگاه‌های محافظ دیجیتال و ترانسفورماتورهای الکترونیکی جایگزین مؤلفه‌های سنتی می‌شوند.
روند توسعه
مینیاتوری شدن و هوشمندسازی اصلی هستند: تجهیزات مینیاتوری سطح پایایی را بیش از ۳۰٪ کاهش می‌دهند و هزینه زمین را کاهش می‌دهند؛ هوشمندسازی با استفاده از دیجیتال دوقلو و تکنولوژی‌های ۵G کارایی نگهداری را بهبود می‌بخشد. تلاش‌های آینده باید تجهیزات غیرضروری SF₆ را حذف کرده، عایق‌بندی خلاء/جامد را ترویج دهد و توسعه شبکه هوشمند را پشتیبانی کند.
نتیجه‌گیری
مداربرهای خلاء در حال حاضر بازار را تحت تسلط دارند، در حالی که محصولات عایق‌بندی SF₆ و جامد نفوذ کمی دارند. شتاب دادن به کاربردهای هوشمند مداربرهای خلاء و حل مشکلات محیطی عایق‌بندی جامد بهترین روش برای تامین نیازهای سبز و هوشمند سیستم‌های برق است.
