Miért nyújtanak jobb teljesítményt a 12 kV vakuum átmeneti kapcsolók az SF6/olaj/léghez képest: Teljes megoldás elemzés

Miért nyersen a 12 kV vakuum átmeneti kapcsoló az SF₆/olaj/léghez képest: Egy teljes megoldás elemzése

A középhatós (MV) tápegyszeredelésben, különösen a 12 kV belső váltókban, a vakuum átmeneti kapcsolók (VCB-k) jelentős előrelépést tettek, jelentősen meghaladva a korábbi alternatívákat, mint az SF₆ átmeneti kapcsolók, a minimális olajú átmeneti kapcsolók és a lég átmeneti kapcsolók. Ez a jelentés részletes összehasonlítást ad a 12 kV belső VCB-kkel és ezekkel a versenytársakkal, kiemelve az alapvető előnyeiket.

​I. Az alapvető versenytechnológiák áttekintése​

1. ​SF₆ Átmeneti Kapcsolók
• ​Elv: Szénhexafluorid (SF₆) gáz használata ívkioltásra és izolációnak. Az SF₆ kiváló dielektrikus és ívkioltó tulajdonságokkal rendelkezik.
• ​Alkalmazás: Korábban széles körben használt MV/HV rendszerekben, különösen nagy törési kapacitású vagy külső alkalmazásokban. Azonban a 12 kV belső rendszereknél a piaci arányát a környezeti és karbantartási aggodalom miatt a VCB-k váltották fel.
2. ​Minimális Olajú Átmeneti Kapcsolók
• ​Elv: Tranzformátorolaj használata ívkioltásra, de jelentősen kevesebb olajt használ, mint a korábbi nagy olajmennyiségű tervezések.
• ​Alkalmazás: A VCB-k elterjedése előtt egy főstream technológia volt. A legfontosabb hátrányai a tűzveszély, a magas karbantartási költségek és a környezetszennyezés.
3. ​Lég Átmeneti Kapcsolók
• ​Elv: Nyomtatott léggolyók használata ívkioltásra.
• ​Alkalmazás: Korai HV rendszerekben vagy speciális alkalmazásokban használták. A 12 kV belső esetekben az ACB-k törési kapacitása, mérete és zajzajuk vonatkozásában alulmaradnak a VCB-khoz képest.

​II. A 12 kV belső VCB-k alapvető előnyei​

A VCB-k hat óriási dimenzióban nyersen adják a versenytársaik:

1. ​Kiváló Ívkioltás & Megbízhatóság​
• ​Vakuum Megszakítás: A vakuum ideális izoláló médium. Az ívkioltás hatékonyan történik a zérusárammal a zárt megszakítóban, gyors dielektrikus helyreállítással. Ez biztosítja a magas megbízhatóságot, különösen gyakori műveletek esetén.
• ​Nincs Újraindítási Kockázat: Ellenben az SF₆ vagy olaj használata esetén a vakuum-megszakítás szinte kizárja az újraindítási kockázatot.
• ​Nagy Törési Kapacitás: A modern 12 kV VCB-k széles skálának tartoznak a rövidzárlat törési áram (Isc) értékeit (pl., ZN63/VBY-12: 40 kA; VS1-12: 50 kA), amelyek megegyeznek az SF₆ CB-kkel és meghaladják az olaj/ACB-kat.
• ​Hosszú Elektromos Élettartam: Elszenvedi 30–50 teljes kapacitású rövidzárlati törést (pl., VT19-12, VS1-12), amely megfelel az E2 osztály követelményeinek és meghaladja az olaj CB-kat.
2. ​Környezeti & Biztonsági Kiemelkedés​
• ​Nulla GHG Kibocsátás: A VCB-k vakuumot használnak, nem SF₆-et – egy erős üdehőgázt, amelynek GWP ~23,500× CO₂ –, ami kiküszöböli a szabályozási és kezelési kihívásokat.
• ​Nincs Tűzveszély: Ellenben az olajalapú CB-knél a vakuum megszakítók nem jelentenek tűz- vagy robbanásveszélyt.
• ​Nem Mérgező Működés: Nem termel mérgező melléktermékeket az ívkioltás során (ellenben az SF₆ bomlása).
3. ​Minimális Karbantartás & Hosszú Élettartam​
• ​​"Karbantartásmentes" Tervezés: A bezárta vakuum megszakítók nem igényelnek belső karbantartást az élettartama alatt (általában a mechanikai hosszú élettartam). Ez drámai ellentétben áll az SF₆ CB-kkal (gázfigyelés/eltöltés) és az olaj CB-kkal (olajcserével).
• ​Magas Mechanikai Élettartam: Rugó-hajtóművek 10,000–30,000 műveletet (M2 osztály), csökkentve a mechanikai fenntartást.
• ​Szilárd Izoláció: Technológiák, mint a rezin-szegélyezett oszlopok (pl., VS1-12) növelik a por, nedvesség és kondenzáció elleni ellenállását.
4. ​Kompakt Tervezés & Flexibilitás​
• ​Kis Területigény: Kompakt vakuum megszakítók és optimalizált mechanizmusok lehetővé teszik a térhatékony tervezéseket.
• ​Telepítési Versatilitás: Integrált működési mechanizmusok fix vagy kihúzható konfigurációkat támogatnak (pl., KYN28A-12/GZS1, XGN váltók).
• ​Moduláris Tervezés: Egyszerűsített szerelés és komponenscseré.
5. ​Fejlett Megszakítás & Költséghatékonyság​
• ​Alacsony Vágóáram: Minimális váltási túlfeszültséget okoz induktív áram megszakításakor.
• ​C2 Osztályú Kondenzátor Kapcsolás: Nagyon alacsony újraindítási valószínűség kondenzátorbankok esetén.
• ​Alacsony TCO: Bár a kezdeti költségek megfelelhetnek az SF₆ CB-kkel, a VCB-k alacsonyabb élettartami költségeket kínálnak, mivel minimális a karbantartás, nincs SF₆ kezelési díj, csökkent vizes biztosítási prémium (nincs tűzveszély) és hosszabb szolgálati idő.
6. ​Környezeti Alkalmazkodóképesség​
• Megbízható működés szabványos feltételek között (−15°C to +40°C, ≤1,000 m magasság). A szilárd izolációjú változatok tolerálják a súlyos környezetet (pl., nagy páratartalom, szennyezés).

​III. Összehasonlító Összefoglaló​

Táblázat: 12 kV belső VCB vs. Főbb Versenytársak

​IV. Következtetés​

A 12 kV belső tápegyszeredelésben a vakuum átmeneti kapcsolók (VCB-k) a világos technológiai választás. Kiváló ívkioltásuk, egyedülálló megbízhatóságuk, valódi karbantartásmentes működésük, környezeti biztonságuk (nincs SF₆/olaj/tűz kockázat), kompakt tervezésük és élettartami költséghatékonyságuk megerősítette dominanciájukat a modern elektromos infrastruktúrában.