Miks 12kV vakuumlülitiid ületavad SF6/õli/õhk: täielik lahendusanalüüs

Miks 12kV vakuumlõhklid ületavad SF6/õli/õhu: Täielik lahendusanalüüs

Keskjõulises (MV) elektriandmevahetuses, eriti 12kV sisekastmestikes, on vakuumlõhklid (VCB-d) tõusnud domineerivaks tehnoloogiaks, oluliselt ületades ajaloolisi alternatiive nagu SF₆ lõhklid, minimaalõlik lõhklid ja õhulõhklid. See raport pakub 12kV sise-VCB-de selgitavat võrdlust nende konkurenditega, rõhutades nende põhilisi eeliseid.

​I. Põhiline konkureerivad tehnoloogiad ülevaade​

1. ​SF₆ Lõhklid
• ​Põhimõte: Kasutab südalamikut (SF₆) kaare kustutamiseks ja isolatsiooniks. SF₆ pakkub suurepärast dielektrilist ja kaare kustutamise omadusi.
• ​Rakendus: Kord laialdaselt kasutatud MV/HV süsteemides, eriti suure katkestusvõimega või välisrakendustes. Kuid selle osakaal 12kV sisesüsteemides on peaaegu täielikult asendatud VCB-dega keskkonnaküsimuste ja hoolduse tõttu.
2. ​Minimaalõlik lõhklid
• ​Põhimõte: Kasutab transformatori õlit kaare kustutamiseks, kuid vähem õlit kui varasemad suurõlikud disainid.
• ​Rakendus: Enne VCB-de aega oli see populaarne tehnoloogia. Olulised puudused hõlmavad tuleohutust, suurt hooldust ja keskkonnasalaku.
3. ​Õhulõhklid
• ​Põhimõte: Relieb tihedale õhu plahvatustele kaare kustutamiseks.
• ​Rakendus: Kasutatud varases HV süsteemides või spetsiaalses rakenduses. 12kV sisesituatsioonides on ACB-d VCB-dele alandatud katkestusvõime, suurus ja müraga.

​II. 12kV sise-VCB-de põhieelised​

VCB-d ületavad konkurentsi kuues kriitilisel määral:

1. ​Ülessehitatud kaare kustutamine & usaldusväärsus​
• ​Vakuumkatkestus: Vakuum on ideaalne isolatsioonimeedium. Kaare kustutamine toimub efektiivselt nullpunktis sealitud katkestajasse, kiire dielektriline taastumine. See tagab suure usaldusväärsuse, eriti sagedaste operatsioonide korral.
• ​Ümberkäivitamise riski puudumine: Vastupidiselt SF₆-le või õhule, vakuumkatkestus praktiselt elimineerib ümberkäivitamise riski.
• ​Suure katkestusvõime: Modernid 12kV VCB-d hõlmavad laia valikut nomineeritud lühikeste katkestusvoolude (Isc) vahemikku, 20kA-st 50kA+ (nt ZN63/VBY-12: 40kA; VS1-12: 50kA), vastavalt SF₆ CB-dele ja ületades õli/ACB-de.
• ​Pikk elektriline elu: Sellel on 30-50 täispõhiline lühikeste katkestusvoolude katkestus (nt VT19-12, VS1-12), rahuldades E2 klassi nõudeid ja ületades õli CB-de.
2. ​Keskkonna- & ohutuse eelised​
• ​Null GHG heitmete: VCB-d kasutavad vakuumit, mitte SF₆-i - tugevat soodgase GWP ~23,500× CO₂, eliminides reguleeriva ja likvideerimisküsimused.
• ​Tuleohutus: Vastupidiselt õlibased CB-dele, vakuumkatkestajad ei pruugi tule või plahvatuse ohtu.
• ​Mitte-mürgiline töö: Genereerib mitte mürgilisi tootmeid katkestamise käigus (vastupidiselt SF₆ dekompositsioonile).
3. ​Minimaalne hooldus & pikk elu​
• ​​"Hooldusvaba" disain: Sealitud vakuumkatkestajad ei vaja sisemist hooldust oma elueas (tavaliselt mehaanilise kestvusega). See kontrasteerib tugevalt SF₆ CB-dega (gaasi jälgimine/täiendamine) ja õli CB-dega (õli asendamine).
• ​Suur mehaaniline elu: Vedela juhendatud mehhanismid saavutavad 10,000-30,000 operatsiooni (M2 klass), vähendades mehaanilist hooldust.
• ​Põhiline isolatsioon: Tehnoloogiad nagu epoksi-pole (nt VS1-12) tõstab vastupanu tolmu, niiskuse ja kondenseerumise vastu.
4. ​Kompaktne disain & paindlikkus​
• ​Väike alusala: Kompaktne vakuumkatkestaja ja optimeeritud mehhanismid võimaldavad ruumiehelist disaini.
• ​Paigaldamise mitmekesisus: Integreeritud töötlemismeetodid toetavad paigapäraseid või väljavõtmise konfiguratsioone (nt KYN28A-12/GZS1, XGN kastmestik).
• ​Modulaarsus: Lihtsam monteerimine ja komponendide asendamine.
5. ​Edasijõudnud katkestus & kuluefektsivus​
• ​Madal lõikuv vool: Minimiseerib ümberkäivitamise ülelaadimist induktiivse voolu katkestamisel.
• ​C2-klassi kapatsiitide katkestamine: Ülis väike ümberkäivitamise tõenäosus kondensaatoripankidele.
• ​Madal TCO: Kuigi algseid kulusid võib olla SF₆ CB-dega võrreldes sama, pakkuvad VCB-d madalama elukestva kulu tõenäoliselt madala hoolduse, SF₆ töötlusmaksu, vähendatud kindlustusmakse (mitte tuleohu) ja pikema teenindusaasta tõttu.
6. ​Keskkonna jõukuse​
• Toimib usaldusväärselt standardsetes tingimustes (−15°C kuni +40°C, ≤1,000m kõrgus). Solidaarse insulatsiooniga variandid kannatavad raske keskkonna (nt kõrge niiskus, saastatus).

​III. Võrdluslik kokkuvõte​

Tabel: 12kV sise-VCB vs. Põhiline konkurendid

​IV. Järeldus​

12kV sisesüsteemide jaoks on vakuumlõhklid (VCB-d) eelistatud tehnoloogia. Nende ülessehitatud kaare kustutamine, ületamatu usaldusväärsus, tõeline hooldusvaba töö, keskkonnasõbralikkus (ei ole SF₆/õli/tule ohte), kompaktne disain ja elukestva kulu efektsivsus on kindlustanud nende dominantsuse modernses elektrilises infrastruktuuris.