A nagyfeszültségű SF6 áramköri-törésvédők jelenlegi helyzete és fejlesztési trendje

A magasfeszültségi átkapcsolók, más néven magasfeszültségi kapcsolók, elegendő átmenetmegszakító és ívkioltó képességgel rendelkeznek. Nem csak a magasfeszültségi körök üresjárat- és terhelési áramát tudják elválasztani és bekapcsolni, hanem szintén, ha a rendszerben hiba lép fel, együttműködnek a védelmi és automatikus eszközökkel, hogy gyorsan megszakítsák a hibajáratot, csökkentve a villámleállás hatókörét és megelőzve a baleset kiterjedését. Ez nagyon fontos a villamos rendszer biztonságos működésének biztosítása érdekében.

A magasfeszültségi átkapcsolók fejlődtek olajból működő átkapcsolókból, tömörített levegő átkapcsolókból, vakuum átkapcsolókból és SF₆ átkapcsolókból. Ezek közül az első két típus fokozatosan kivált, és az SF₆ átkapcsolók gyakrabban alkalmazottak a későbbiekhez képest. Az SF₆ átkapcsolók széles körben elfogadtak voltak már az 1970-es évek elején. Használják a szénhexafluoridet ívkioltó médiumként. Ez a típusú átkapcsoló nagy átmenetmegszakító képességgel rendelkezik. Szabad átmeneti feltételek mellett az átmenetmegszakító képessége kb. 10-szer nagyobb, mint más típusú átkapcsolóknál. Fontos szerepet játszik a villamos rendszer stabil és biztonságos működésében, valamint gazdasági és társadalmi szempontból is jelentős előnyöket kínál.

1. Az SF₆ Átkapcsolók Teljesítménye

Az SF₆ átkapcsolók olajmentes kapcsolóeszközök, amelyek az SF₆ gázt használják izoláló és ívkioltó médiumként. Izoláló teljesítményük és ívkioltó jellemzőik jelentősen magasabbak, mint az olajból működő átkapcsolóknál. A szénhexafluoridos átkapcsolók a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

• Erős ívkioltó képesség, magas dielektrikus erősség és magas törésponti feszültség. Ennek eredményeként, ugyanazon a nominális feszültségi szinten, a soros töréspontok számának csökkentése javítja a termék gazdaságosságát.

• Hosszú elektrikai élettartam. Folyamatosan 50kA teljes kapacitáson 19-szer szakítható meg, és a kumulatív átmenetmegszakító áram 4200kA-ra növekszik. A karbantartási ciklus hosszú, és alkalmas gyakori működésre.

• Jó átmenetmegszakító teljesítmény. Az SF₆ gáz elektronegativitása miatt erős képességgel rendelkezik a szabad elektronok adszorbálására. Az SF₆-ben kialakuló ív kedvező a "ívszerkezet" (ívmag és ívbürkölő) kialakításához. Az ionizált plazma diffúziója korlátozott, lehetővé téve a hatékony ion rekonverziót. A megszakított áram nagy, 80-100kA, akár 200kA. Az ívkioltási idő rövid, általában 5-15ms. Ugyanakkor a fordított fázumú megszakítás, közeli zóna hibák, üres hosszú vezetékek és transzformátor üresjárat esetén is jó a megszakító teljesítmény.

• Magas izolációs teljesítmény. Az SF₆ izolációs ereje körülbelül 5-10-szerese a levegőnek.

• Az SF₆ gáz színtelen, illatlan, mérgező anyaggal nem tartalmaz, lángtalan és nagyon stabil, nem reagál könnyen más anyagokkal. Emellett, amikor a kapcsoló nyílik, az ív fűtése okozta nyomáscsökkenés nagyon kicsi, biztosítva a megbízható működést és megelőzi a robbanás kockázatát.

2. A Magasfeszültségi SF₆ Átkapcsolók Fejlődése
2.1 Kétnyomású SF₆ Átkapcsolók

A kapcsolóban két SF₆ gázrendszer van beállítva (magasnyomású rendszer és alacsony nyomású rendszer). Csak a nyitáskor, a szellőző csap beállításával, a magasnyomású kamra áramlásba kerül az alacsony nyomású kamarába, formálva egy magasnyomású gázáramot. Miután az átmenetmegszakítás befejeződött, a szellőző csap bezáródik. Az ívkioltó kamra elv szerint gázkompresszor és csövek vannak összekötve a magasnyomású és alacsony nyomású kamarák között. Amikor a gáznagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagyobbnagy......

5. Összefoglalás

A villamos rendszer feszültségének folyamatos növekedésével, legyen az porcelános oszlop típusú vagy tartály típusú SF₆ átkapcsolók, mindig fejlődnek a technológiai előrehaladással. Különösen az utóbbi években a sajátenergia ívkioltó elv fejlesztése és alkalmazása, azaz a magas nyomást használva gázszellőt formálva ívkioltást. A töréspontok számának csökkentése, és anyagfelhasználás csökkentése.

Mivel a relatív magas ára és a SF₆ gáz alkalmazásának, kezelésének és működtetésének magas követelményei miatt, nem széles körben alkalmazzák a középfeszültségű (35kV, 10kV) rendszerekben. Általánosságban, a magasfeszültségi SF₆ átkapcsolóknak széles alkalmazási lehetőségei vannak, és a termék technológiai kutatásai, fejlesztései és frissítései jelentős gazdasági és társadalmi előnyöket hozhatnak.