Katera je trenutna uporaba in razvojna trenda srednje napetostne komutacijske opreme

S hitrostjo avtomatizacije električnega opremo so na trgu nastopile različne vrste srednjega naponu preklopnike. Po vrstah izolacijskega medija so glavno razdeljene na zračno izolirane SF₆ plinski izolirani in čvrsto izolirani tipi, vsaki z lastnimi prednostmi in slabostmi: čvrsta izolacija ponuja dobro delovanje, vendar ni prijazna okolju, SF₆ ima odlično zmogljivost za ugasanje lokov, vendar je stikalo za talne stekline, zračna izolacija pa ima visoko omembe vredno razmerje cena/razmerje, vendar je večja po volumenu. Podjetja potrebujejo celosten izbor, da bi povečali učinkovitost uporabe.

Razvojni značilnosti

Po stoletju razvoja ima srednje napetostni preklopniki zdravo tehnični standardni sistem. Potrebe uporabnikov so se premaknile od osnovnih funkcij/parametrov k visoki zanesljivosti in nizki stroški delovanja; postavljanje standardov se bolj fokusira na nadzornost in varnost operacije; primarno/sekundarno oprema kaže jasno delitev dela z raznolikimi strukturami izdelkov; digitalne in online tehnologije merjenja spodbujajo inteligenco, zmanjšujejo stroške delovanja.

Trenutno stanje razvoja
Zračno izolirana preklopna oprema

Z uporabo zraka kot izolacijskega medija, vključno z kolobarji glavnih enot in metalnimi oblečenimi povljičnimi preklopniki, ki so varni in prijazni okolju. Metalna oprema z veliko kapaciteto je primerne za scenarije z visokim napajanjem, medtem ko so kolobarji glavnih enot kompaktni, poceni in lahko nameščeni, predvsem uporabljeni v končnicah srednje napetosti. Opričevanje z integriranimi zaščitnimi napravami in transformatorji lahko oblikuje celoten sistem distribucijske avtomatizacije.

SF₆ plinsko izolirana preklopna oprema

SF₆ plin je odličen za ugasanje lokov in izolacijo, primeren za srednje visoke napetosti aplikacije, vendar je reguliran zaradi svojega stikala za talne stekline. Vakuumska preklopnika (VCB) so omejeni na ≤35kV zaradi omejitve izolacije, zato ostaja SF₆ oprema ključna za višje napetosti. Rešitve vključujejo uporabo plinskih mešanic za zmanjšanje porabe SF₆ in izboljšanje tehnologij za preprečevanje utrku in recikliranje.

Čvrsto izolirana preklopna oprema

Z polnoma zaprtim litjem epoksidne smole je odporna na onesnaževanje in neodvisna od višine, uporabna za ≤35kV sisteme. Vendar pa so visoki stroški, težave s toplotnim odvajanjem in težave s degradacijo epoksidne smole ovirajo široko sprejetost. Potrebna je optimizacija dizajna, da bi bil v ravnovesju zaprtost in toplotno odvajanje.

Ključni tehnični napredek
Tehnologija prekinitve

VCB z CuCr kontakti in longitudinalnim magnetnim poljem povečajo zmogljivost prekinitve. Keramični oklepaji omogočajo miniaturizacijo in nizko ceno masnega proizvodnje.

Izolacijska tehnologija

Plinsko izolirana preklopna oprema uporablja N₂/zrak namesto SF₆, medtem ko čvrsto izolirana preklopna oprema izboljša odpornost okolju z uporabo epoksidne zaključnice. Oba uporabljata simulacijo električnega polja za zanesljivost.

Inteligentne nadgradnje

Integrirani senzorji in komunikacijski moduli omogočajo online spremljanje stanja. Digitalne zaščitne naprave in elektronski transformatorji nadomeščajo tradicionalne komponente.

Trendi razvoja

Miniaturizacija in inteligenca so glavni trendi: miniaturizirana oprema zmanjša prostornino podstavbe za >30%, zmanjšuje stroške zemljišča; inteligenca izboljša učinkovitost vzdrževanja z uporabo digitalnih dvojnikov in 5G tehnologij. Prihodnje prizadevanje bi moralo izfazirati nepotreben SF₆ opremo, spodbujati vakuum/čvrsto izolacijo in podpirati razvoj pametnih mrež.

Zaključek

Vakuumski preklopniki trenutno dominirajo na trgu, medtem ko SF₆ in čvrsto izolirani izdelki imajo nizko tržno delež. Pospeševanje inteligentnih vakumskih preklopnikov in reševanje okoljskih težav čvrste izolacije bo bolje zadostilo zelenim in inteligentnim potrebam električnih sistemov.