Neden 12kV Vakum Kesici Anahtarlardan Daha İyi Performans: Toplam Çözüm Analizi

12kV Vakum Kesici Ağırlıklarının SF6/Yağ/Hava ile Karşılaştırılması: Tam Çözüm Analizi

Orta gerilim (MG) dağıtımında, özellikle 12kV iç mekanlı anahtar kapanımlarında, vakum kesici ağırlıkları (VKAs) tarihsel alternatiflerin ötesinde hakim teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Bu alternatifler arasında SF₆ kesici ağırlıkları, minimum yağlı kesici ağırlıkları ve hava kesici ağırlıkları bulunmaktadır. Bu rapor, 12kV iç mekan VKA'ları bu rakiplerle karşılaştırmaktadır ve onların temel avantajlarını vurgulamaktadır.

​I. Temel Rekabet Eden Teknolojiler Genel Bakış​

1. ​SF₆ Kesici Ağırlıkları
• ​Prinsip: Sülfür heksaflorür (SF₆) gazını ark söndürme ve yalıtım için kullanır. SF₆, mükemmel dielektrik ve ark söndürme özelliklerine sahiptir.
• ​Uygulama: Daha önce MV/HV sistemlerde, özellikle yüksek kesme kapasiteli veya dış mekan uygulamalarında yaygın olarak kullanılıyordu. Ancak, çevresel ve bakım endişeleri nedeniyle 12kV iç mekan sistemlerindeki pazar payı büyük ölçüde VKA'lar tarafından değiştirildi.
2. ​Minimum Yağlı Kesici Ağırlıkları
• ​Prinsip: Ark söndürme ortamı olarak trafo yağını kullanır, ancak daha önceki büyük yağlı tasarımlardan çok daha az yağ kullanır.
• ​Uygulama: VKA'lar öncesinde ana akım teknolojisiydi. Ana dezavantajları yangın riskleri, yüksek bakım maliyetleri ve çevre kirliliği olmuştur.
3. ​Hava Kesici Ağırlıkları
• ​Prinsip: Sıkıştırılmış hava fırlatmalarına dayanarak arkları söndürür.
• ​Uygulama: Erken dönem HV sistemlerinde veya özel uygulamalarda kullanılır. 12kV iç mekan senaryolarında, HKA'lar, VKA'larla kıyaslandığında kesme kapasitesi, boyut ve gürültü açısından geridir.

​II. 12kV İç Mekan VKA'ların Temel Avantajları​

VKA'lar, altı kritik boyutta rakipleri karşısında üstün performans göstermektedir:

1. ​Üstün Ark Söndürme & Güvenilirlik​
• ​Vakum Kesimi: Vakum, ideal bir yalıtım ortamıdır. Kapatıcıda kapatıldığında, akım sıfır noktasında etkin bir şekilde ark söndürülür ve hızlı dielektrik kurtarma sağlanır. Bu, özellikle sık kullanım durumlarında yüksek güvenilirliği sağlar.
• ​Yeniden Yakma Riski Yok: SF₆ veya yağ aksine, vakum kesimi neredeyse tamamen yeniden yakma riskini ortadan kaldırır.
• ​Yüksek Kesme Kapasitesi: Modern 12kV VKA'lar, 20kA'dan 50kA+'ya kadar geniş bir yelpazede belirlenmiş kısa devre kesme akımlarını (Isc) kapsar (örneğin, ZN63/VBY-12: 40kA; VS1-12: 50kA), SF₆ KA'larına eşit ve yağ/HKA'ları aşmaktadır.
• ​Uzun Elektriksel Ömür: 30-50 tam kapasite kısa devre kesmesine dayanır (örneğin, VT19-12, VS1-12), E2 sınıf gerekliliklerini karşılar ve yağ KA'larından üstün performans gösterir.
2. ​Çevresel & Güvenlik Üstünlüğü​
• ​Sıfır GHG Emisyonu: VKA'lar, güçlü bir sera gazı olan SF₆ yerine vakumu kullanır (CO₂'nin yaklaşık 23,500 katı GWP ile), düzenleyici ve atık sorunlarını ortadan kaldırır.
• ​Yangın Riski Yok: Yağ tabanlı KA'lara karşılık, vakum kapatıcılar herhangi bir yangın veya patlama riski taşımaz.
• ​Zehirsiz İşlem: Kesme sırasında zehirli yan ürün üretmez (SF₆ ayrışmasından farklı olarak).
3. ​En Az Bakım & Uzun Ömür​
• ​​"Bakım Gerektirmeyen" Tasarım: Sigilli vakum kapatıcılar, yaşam süresi boyunca (genellikle mekanik dayanıklılığa eşleşerek) iç bakıma ihtiyaç duymaz. Bu, SF₆ KA'ları (gaz izleme/doldurma) ve yağ KA'ları (yağ değiştirme) ile net bir kontrast oluşturur.
• ​Yüksek Mekanik Ömür: Yaylı mekanizmalar 10,000-30,000 işlem (M2 sınıf) gerçekleştirerek mekanik bakım gerekliliğini azaltır.
• ​Katı Yalıtım: Epoksi-kapsüllendirilmiş poler (örneğin, VS1-12) toz, nem ve çökelme direncini artırır.
4. ​Kompakt Tasarım & Esneklik​
• ​Küçük Boyut: Kompakt vakum kapatıcılar ve optimize edilmiş mekanizmalar, alana uygun tasarımları sağlar.
• ​Yerleştirme Esnekliği: Entegre işletim mekanizmaları, sabit veya çekilebilir yapılandırmaları destekler (örneğin, KYN28A-12/GZS1, XGN anahtar kapanımı).
• ​Modülerlik: Basitleştirilmiş montaj ve bileşen değiştirme.
5. ​Gelişmiş Kesme & Maliyet Verimliliği​
• ​Düşük Kesme Akımı: Endüktif akım kesme sırasında geçiş aşırı gerilimini en aza indirir.
• ​C2-Sınıfı Kapasitif Kesme: Kondansatör bankaları için çok düşük yeniden yakma olasılığı.
• ​Düşük TCO: İlk maliyetler SF₆ KA'larıyla eşit olsa da, VKA'lar, en az bakım, SF₆ işleme ücreti yokluğu, düşük sigorta primleri (yangın riski yok) ve uzun hizmet ömrü nedeniyle daha düşük yaşam boyu maliyetleri sunar.
6. ​Çevresel Dayanıklılık​
• Standart koşullarda güvenilir çalışır (−15°C ila +40°C, ≤1,000m rakım). Katı yalıtım varyantları sert çevre koşullarına (örneğin, yüksek nem, kirlilik) dayanabilir.

​III. Karşılaştırmalı Özet​

Tablo: 12kV İç Mekan VKA vs. Ana Rakipler

​IV. Sonuç​

12kV iç mekan güç dağıtımında, vakum kesici ağırlıkları (VKA'lar) açık seçik tercih edilen teknolojidir. Üstün ark söndürme, eşsiz güvenilirlik, gerçek bakım gerektirmeyen çalışma, çevre güvenliği (SF₆/yağ/yangın riski yok), kompakt tasarım ve yaşam boyu maliyet verimliliği, modern elektrik altyapısında hakimiyetlerini sağlamıştır.