چرا از قطع کننده های VCB در انتقال ولتاژ بالا استفاده می شود و نه ACB

چیست کاربرک مدار هوایی (ACB)؟

کاربرک مدار هوایی (ACB) نوع خاصی از کاربرک مدار است. این دستگاه از هوا به عنوان ماده خاموش کننده قوس الکتریکی استفاده می‌کند. وظیفه اصلی یک ACB حفاظت از مدارهای الکتریکی در برابر مشکلات مختلف مانند بار زیاد، شورت سیم و شرایط ناهماهنگ دیگر است. ACBs در سیستم‌های الکتریکی با ولتاژ پایین و بالا به طور گسترده استفاده می‌شوند. آنها به دلیل عملکرد قابل اعتماد و راحتی نگهداری، گزینه محبوبی در بسیاری از نصب‌های الکتریکی هستند.

چیست کاربرک مدار خلاء (VCB)؟

کاربرک مدار خلاء (VCB) نوع دیگری از کاربرک مدار است. این دستگاه از محیط خلاء برای خاموش کردن قوس الکتریکی استفاده می‌کند. مانند ACBs، VCBs نیز برای محافظت از مدارهای الکتریکی در برابر بار زیاد، شورت سیم و عیب‌های دیگر طراحی شده‌اند. VCBs با ظرفیت قطع بالا مشخص می‌شوند که به آنها اجازه می‌دهد تا جریان‌های عیب بزرگ را مؤثر بکار بگیرند. آنها همچنین اندازه فیزیکی کوچکی دارند که در نصب‌های با محدودیت فضایی مفید است. علاوه بر این، آنها عملکرد بدون نگهداری ارائه می‌دهند که نیازهای بلندمدت نگهداری را کاهش می‌دهد. VCBs معمولاً در کاربردهای الکتریکی با ولتاژ متوسط استفاده می‌شوند.

مقایسه بین VCBs و ACBs

جدول زیر ویژگی‌های کلیدی کاربرک‌های مدار هوایی (ACBs) و کاربرک‌های مدار خلاء (VCBs) را نشان می‌دهد تا تفاوت‌ها و شباهت‌های آنها را برای تصمیم‌گیری بهتر در طراحی و انتخاب سیستم‌های الکتریکی روشن کند.

چرا VCBs در سیستم‌های انتقال ولتاژ بالا (HV) به جای ACBs بیشتر استفاده می‌شوند؟

کاربرک‌های مدار خلاء (VCBs) به دلایل متعددی در خطوط انتقال ولتاژ بالا، نیروگاه‌ها، زیرстанیون‌ها و سیستم‌های قدرت معمولی نسبت به کاربرک‌های مدار هوایی (ACBs) ترجیح داده می‌شوند:

مقاومت دی‌الکتریک بالا

VCBs مقاومت دی‌الکتریک بسیار بالاتری نسبت به ACBs دارند. این ویژگی به آنها اجازه می‌دهد تا جریان‌های عیب را با کارایی استثنایی قطع کنند و خطر قوس الکتریکی و شکست الکتریکی، به ویژه در کاربردهای ولتاژ بالا را به حداقل برسانند. خصوصیات دی‌الکتریک فوق‌العاده آنها عملکرد قابل اعتماد را تحت فشار الکتریکی شدید تضمین می‌کند و تمامیت سیستم ولتاژ بالا را حفظ می‌کند.

نگهداری کم و عمر خدمت طولانی

یکی از مزایای کلیدی VCBs نیاز کمتر به نگهداری نسبت به ACBs است. VCBs قطعات متحرک کمتری دارند که نیاز به تمیز کردن و تعویض قطعات مانند چترهای قوس که در ACBs لازم است را حذف می‌کند. برخلاف ACBs، VCBs نیاز به پر کردن روغن، گاز یا مواد دیگر ندارند. قطعات داخلی VCBs از سایش و خوردگی محافظت می‌شوند، زیرا به رطوبت و هوا曝露。这种保护延长了VCB的整体使用寿命，减少了长期的停机时间和维护成本。

操作更快

在高压输电系统中，迅速隔离故障对于防止昂贵设备损坏和维持系统稳定性至关重要。VCB的操作时间比ACB快得多。它们的快速响应允许立即断开电网中的故障部分，从而将故障影响降到最低，并提高电力系统的整体可靠性。

紧凑尺寸和较低成本

与ACB相比，VCB的设计更为紧凑，因此是高压开关柜安装的理想选择，尤其是在空间有限的情况下。它们较小的占地面积使得有限的柜体空间可以更高效地使用，从而实现更密集和空间优化的电气安装。此外，由于其紧凑的设计和减少的材料需求，VCB的运行成本低于ACB。这种节省空间和经济性的结合使VCB成为高压应用的有吸引力的选择。

成本效益

由于能耗低、热量和噪音生成少、紧凑的外形以及材料需求减少，真空断路器（VCB）的运行成本低于空气断路器（ACB）。这一经济优势使得VCB在长期电力系统管理中更具吸引力，因为它们减少了能源浪费并降低了设备维护和运行的相关费用。

可靠性和环保性

在安全性和可靠性方面，VCB优于ACB。与在触点开合时会产生火焰和火花而可能引发火灾风险的ACB不同，VCB在真空中运行。这消除了此类危险事件的可能性，提供了更安全的电气系统。此外，VCB对机械故障的敏感性较低。其坚固的设计和较少的活动部件有助于降低故障发生的可能性，确保长寿命和不间断运行。

从环境角度来看，VCB在灭弧过程中表现出色。它们不会产生污染或向大气中释放有害气体，使其成为电力传输和分配中更加环保的选择。这种环保操作符合现代可持续发展目标，并减少了电气基础设施的生态足迹。

总之，VCB卓越的性能、增强的可靠性和最小的维护要求使其成为高压输电系统的首选。它们能够满足这些关键电力网络的严格需求，同时提供经济和环境效益，巩固了其在电气行业中的重要地位。

مقاومت دی‌الکتریک بالا

VCBs مقاومت دی‌الکتریک بسیار بالاتری نسبت به ACBs دارند. این ویژگی به آنها اجازه می‌دهد تا جریان‌های عیب را با کارایی استثنایی قطع کنند و خطر قوس الکتریکی و شکست الکتریکی، به ویژه در کاربردهای ولتاژ بالا را به حداقل برسانند. خصوصیات دی‌الکتریک فوق‌العاده آنها عملکرد قابل اعتماد را تحت فشار الکتریکی شدید تضمین می‌کند و تمامیت سیستم ولتاژ بالا را حفظ می‌کند.

نگهداری کم و عمر خدمت طولانی

یکی از مزایای کلیدی VCBs نیاز کمتر به نگهداری نسبت به ACBs است. VCBs قطعات متحرک کمتری دارند که نیاز به تمیز کردن و تعویض قطعات مانند چترهای قوس که در ACBs لازم است را حذف می‌کند. برخلاف ACBs، VCBs نیاز به پر کردن روغن، گاز یا مواد دیگر ندارند. قطعات داخلی VCBs از سایش و خوردگی محافظت می‌شوند، زیرا به رطوبت و هوا نمی‌باشند. این حفاظت عمر کلی VCBs را افزایش می‌دهد و هزینه‌های نگهداری و توقف بلندمدت را کاهش می‌دهد.

عملکرد سریع‌تر

در سیستم‌های انتقال ولتاژ بالا، توانایی سریع‌ترهای جدا کردن عیب‌ها برای جلوگیری از خسارت به تجهیزات گران‌قیمت و حفظ پایداری سیستم بسیار مهم است. VCBs زمان عملکرد سریع‌تری نسبت به ACBs دارند. پاسخ سریع آنها امکان جدا کردن بلافاصله بخش‌های معیوب شبکه را فراهم می‌کند، که اثرات عیب‌ها را به حداقل می‌رساند و قابلیت اطمینان کلی سیستم قدرت را افزایش می‌دهد.

حجم کوچک‌تر و هزینه کمتر

VCBs نسبت به ACBs طراحی کوچک‌تری دارند که آنها را گزینه مناسبی برای نصب در تجهیزات سوئیچ ولتاژ بالا که معمولاً فضا محدود است، می‌سازد. حجم کوچک‌تر آنها امکان استفاده بهینه از فضای محدود کابین را فراهم می‌کند و امکان ساخت نصب‌های الکتریکی متراکم‌تر و بهینه‌تر را می‌دهد. علاوه بر این، به دلیل طراحی کوچک‌تر و نیاز کمتر به مواد، VCBs هزینه‌های عملیاتی کمتری نسبت به ACBs دارند. این ترکیب صرفه‌جویی در فضا و هزینه VCBs را گزینه جذابی برای کاربردهای ولتاژ بالا می‌سازد.

صرفه‌جویی در هزینه

به دلیل مصرف انرژی کمتر، تولید گرمای کمتر، تولید صدای کمتر، حجم کوچک‌تر و نیاز کمتر به مواد، کاربرک‌های مدار خلاء (VCBs) هزینه‌های عملیاتی کمتری نسبت به کاربرک‌های مدار هوایی (ACBs) دارند. این مزیت اقتصادی VCBs را گزینه جذاب‌تری برای مدیریت بلندمدت سیستم‌های قدرت می‌سازد، زیرا آنها هدر انرژی را کاهش می‌دهند و هزینه‌های مربوط به نگهداری و عملیات تجهیزات را کاهش می‌دهند.

قابلیت اطمینان و دوستدار محیط زیست

VCBs در زمینه ایمنی و قابلیت اطمینان از ACBs بهتر عمل می‌کنند. برخلاف ACBs که می‌توانند به دلیل تولید شعله و جرقه‌ها هنگام باز و بسته شدن تماس‌ها خطر آتش‌سوزی ایجاد کنند، VCBs در محیط خلاء عمل می‌کنند. این موضوع خطر حوادث خطرناک را حذف می‌کند و یک سیستم الکتریکی ایمن‌تر فراهم می‌کند. علاوه بر این، VCBs کمتر در معرض خرابی‌های مکانیکی هستند. طراحی پایدار آنها و قطعات متحرک کمتری که دارند، احتمال خرابی را کاهش می‌دهد و عمر طولانی‌تر و عملکرد بدون وقفه را تضمین می‌کند.

از دیدگاه محیط زیستی، VCBs در فرآیند خاموش کردن قوس الکتریکی برجسته هستند. آنها آلودگی تولید نمی‌کنند و گازهای مضری را به محیط اطراف آزاد نمی‌کنند، که آنها را گزینه‌ای دوستدار محیط زیست‌تر برای انتقال و توزیع قدرت می‌سازد. این عملکرد محیط زیستی با اهداف پایداری مدرن همخوانی دارد و دنباله‌روی بوم‌شناختی زیرساخت‌های الکتریکی را کاهش می‌دهد.

به طور خلاصه، ترکیب عملکرد برتر، قابلیت اطمینان بالاتر و نیاز کمتر به نگهداری VCBs آنها را گزینه مطلوب برای سیستم‌های انتقال ولتاژ بالا می‌سازد. توانایی آنها در برآوردن نیازهای سختگیرانه این شبکه‌های قدرت بحرانی همراه با مزایای اقتصادی و محیط زیستی اهمیت آنها را در صنعت الکتریکی تثبیت می‌کند.