อุปกรณ์สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง

ระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันเกิน 36 kV จะเรียกว่า อุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง (high voltage switchgear) ซึ่งเนื่องจากแรงดันสูง การเกิดอาร์คไฟฟ้าระหว่างการเปิด-ปิดสวิตช์จะมีมากด้วย ดังนั้นต้องระมัดระวังในการออกแบบ อุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง อย่างพิเศษ อุปกรณ์หลักของ อุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง คือ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูง (CB) ซึ่งควรจะมีคุณสมบัติพิเศษเพื่อการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ การทำงานผิดพลาดจากการเปิด-ปิดวงจรแรงดันสูงนั้นหายากมาก ส่วนใหญ่แล้ว เบรกเกอร์เหล่านี้จะอยู่ในสถานะ ON และอาจถูกใช้งานหลังจากเวลานาน ดังนั้น CB ต้องมีความเชื่อถือได้เพียงพอเพื่อให้สามารถทำงานอย่างปลอดภัยเมื่อมีความจำเป็น เทคโนโลยีเบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงได้เปลี่ยนแปลงอย่างมากใน 15 ปีที่ผ่านมา เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงที่ใช้น้ำมันน้อย (MOCB), เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบลมแรง และ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6 เป็นที่นิยมใช้สำหรับอุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง

เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบสุญญากาศ ไม่ค่อยได้ใช้สำหรับจุดประสงค์นี้เนื่องจากเทคโนโลยีสุญญากาศยังไม่เหมาะสมในการตัดวงจรลัดวงจรแรงดันสูง มีสองประเภทของ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6 คือ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6 แรงดันเดียว และเบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6 สองแรงดัน ระบบแรงดันเดียวเป็นมาตรฐานของ ระบบอุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง ในปัจจุบัน ปัจจุบัน แก๊ส SF6 ได้กลายเป็นสารที่นิยมใช้ในการทำลายอาร์คไฟฟ้าสำหรับระบบไฟฟ้าแรงดันสูงและแรงดันสูงมาก แม้ว่า แก๊ส SF6 จะมีผลกระทบต่อภาวะเรือนกระจก โดยมีผลกระทบมากกว่า CO2 ถึง 23 เท่า ดังนั้น การรั่วไหลของแก๊ส SF6 ระหว่างอายุการใช้งานของเบรกเกอร์วงจรต้องป้องกันไว้ เพื่อลดการปล่อยแก๊ส SF6 อาจใช้แก๊สผสม N2 – SF6 และ CF4 – SF6 แทนแก๊ส SF6 บริสุทธิ์ในอนาคต ต้องระมัดระวังว่าไม่มีแก๊ส SF6 ออกมาในอากาศระหว่างการบำรุงรักษา CB

อีกด้านหนึ่ง เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6 มีข้อได้เปรียบสำคัญคือการบำรุงรักษาต่ำ
อุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง สามารถแบ่งออกเป็น,

1. แบบภายในที่ใช้แก๊สฉนวน (GIS),

2. แบบภายนอกที่ใช้อากาศฉนวน

นอกจากนี้ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบภายนอกที่ใช้อากาศฉนวนสามารถแบ่งออกเป็น,

1. เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบถังตาย

2. เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบถังมีชีวิต

ใน เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบถังตาย ชุดสวิตช์ (ประกอบด้วยอุปกรณ์ตัดวงจร) ตั้งอยู่ภายในถังโลหะที่มีศักยภาพเท่ากับศูนย์โวลต์ พร้อมด้วยฉนวนรองรับที่เหมาะสม ในขณะที่ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบถังมีชีวิต ชุดสวิตช์ (ประกอบด้วยอุปกรณ์ตัดวงจร) ตั้งอยู่บนฉนวนบุชที่มีศักยภาพเท่ากับระบบ ราคาของเบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบถังมีชีวิตถูกกว่าและต้องการพื้นที่ติดตั้งน้อยกว่า

มีสาม ประเภทของเบรกเกอร์วงจร ที่ใช้ใน ระบบอุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง คือ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบลมแรง, เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6, เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบน้ำมัน และ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบสุญญากาศ ซึ่งไม่ค่อยได้ใช้

เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบลมแรง

ในการออกแบบนี้ ใช้ลมแรงดันสูงพ่นเข้าไปเพื่อทำลายอาร์คไฟฟ้าระหว่างตัวต่อที่แยกออกจากกัน เมื่อคอลัมน์อาร์คไฟฟ้ามีการไอออนิเซชันน้อยที่สุดที่กระแสเป็นศูนย์

เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบน้ำมัน

สามารถแบ่งออกเป็น เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบน้ำมันจำนวนมาก (BOCB) และ เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบน้ำมันน้อย (MOCB) ใน BOCB หน่วยตัดวงจรจะตั้งอยู่ภายในถังน้ำมันที่มีศักยภาพเท่ากับศูนย์โวลต์ ที่นี่น้ำมันถูกใช้เป็นทั้งฉนวนและสารตัดวงจร ในขณะที่ MOCB หน่วยตัดวงจรจะตั้งอยู่ในห้องฉนวนที่มีศักยภาพเท่ากับระบบบนคอลัมน์ฉนวน เพื่อลดปริมาณน้ำมันฉนวนที่ต้องใช้

เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบ SF6

แก๊ส SF6 ถูกใช้เป็นสารทำลายอาร์คไฟฟ้าอย่างกว้างขวางในระบบแรงดันสูงในปัจจุบัน แก๊สฟลูออรีนเฮกซาฟลูออไรด์ (Sulfur hexafluoride gas) เป็นแก๊สที่มีความ electronegative สูงและมีคุณสมบัติฉนวนและทำลายอาร์คไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติฉนวนและฉนวนของ SF6 ทำให้สามารถออกแบบเบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงที่มีขนาดโดยรวมเล็กกว่าและระยะทางระหว่างตัวต่อสั้นลง คุณสมบัติฉนวนที่ยอดเยี่ยมช่วยในการออกแบบและสร้าง อุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูงภายในอาคาร ในระบบแรงดันสูง

เบรกเกอร์วงจรแรงดันสูงแบบสุญญากาศ

ในสุญญากาศ ไม่มีการไอออนิเซชันระหว่างตัวต่อที่แยกออกจากกันหลังจากกระแสเป็นศูนย์ อาร์คไฟฟ้าเริ่มต้นจะหมดไปทันทีเมื่อกระแสข้ามศูนย์ครั้งแรก แต่เนื่องจากไม่มีการไอออนิเซชันใด ๆ หลังจากกระแสข้ามศูนย์ครั้งแรก อาร์คไฟฟ้าจะถูกทำลายอย่างสมบูรณ์ แม้ว่า วิธีการทำลายอาร์คไฟฟ้า จะรวดเร็วใน VCB แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูง เนื่องจาก VCB ที่ผลิตสำหรับแรงดันสูงมากไม่คุ้มค่าเลย

คุณสมบัติสำคัญของเบรกเกอร์วงจรแรงดันสูง

คุณสมบัติสำคัญที่ต้องมีในเบรกเกอร์วงจรแรงดันสูง เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของเบรกเกอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์ควบคุมแรงดันสูงปลอดภัยและเชื่อถือได้ ต้องสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยสำหรับ,

1. ความผิดปกติที่ปลายสาย

2. ความผิดปกติในสายส่งสั้น

3. กระแสแม่เหล็กของหม้อแปลงหรือ reactor

4. การจ่ายพลังงานให้ สายส่งยาว

5. การชาร์จธนาคารคอนเดนเซอร์

6. การสลับเฟสที่ไม่ตรงกัน

ทิป