Зошто 12кВ вакуумски прекинувачи надминуваат SF6/Улje/Воздух: Тотална анализа на решението

Зошто 12кВ вакуумски прекинувачи надминуваат SF6/Олово/Воздух: Анализа на целокупното решение

В средноволтна (MV) распределба на електрична енергија, посебно во 12кВ внатрешни комутаторски уреди, вакуумските прекинувачи (VCBs) се издалечили како доминантна технологија, значително надминувајќи историски алтернативи како SF₆ прекинувачи, минимално-оловен прекинувачи и воздушни прекинувачи. Овој доклад нуди детално споредување на 12кВ внатрешни VCBs со овие конкуренти, истакнувајќи нивните основни предности.

​I. Преглед на основните конкуренцијски технологии​

1. ​SF₆ прекинувачи
• ​Принцип: Исползува гас шестфлуорид на солен (SF₆) за угашување на дуга и изолација. SF₆ нуди одлични диелектрични и дугагасење својства.
• ​Апликација: Еднаш широко користени во MV/HV системи, особено за примените со голема капацитет за прекинување или во отворена област. Меѓутоа, нивниот пазарски дел во 12кВ внатрешни системи бил заменет со VCBs поради еколошки и одржувачки проблеми.
2. ​Минимално-оловен прекинувачи
• ​Принцип: Исползува трансформаторско масло како медиум за угашување на дуга, но користи значително помалку масло од раните дизајни со големо количество масло.
• ​Апликација: Главна технологија пред VCBs. Клучни недостатоци вклучуваат ризик од пожар, високо одржување и еколошка загадување.
3. ​Воздушни прекинувачи
• ​Принцип: Се осиромашува на компресирани воздух преси за угашување на дуга.
• ​Апликација: Користени во раните HV системи или ништи апликации. За 12кВ внатрешни сценарија, ACBs се нижодобри од VCBs во капацитет за прекинување, големина и шум.

​II. Основни предности на 12кВ внатрешни VCBs​

VCBs надминуваат конкурентите по шест критични аспекти:

1. ​Премарен дугагасење и надежност​
• ​Вакуумско прекинување: Вакуум е идеален изолативен медиум. Дугагасењето се случува ефикасно при нулта точка на струјата во запечатен прекинувач, со брз диелектричен опорав. Ова обезбедува висока надежност, особено за честа операција.
• ​Без ризик од повторно зажигнување: Значително се елиминира ризикот од повторно зажигнување, различно од SF₆ или масло.
• ​Голем прекинувачки капацитет: Современите 12кВ VCBs покриваат широк опсег на номинални краткосрочни прекинувачки стројеви (Isc), од 20кА до 50кА+ (нпр. ZN63/VBY-12: 40кА; VS1-12: 50кА), кои се поврзуваат со SF₆ CBs и надминуваат масло/ACBs.
• ​Долг електричен живот: Претрајува 30-50 полно-капацитетни краткосрочни прекинувања (нпр. VT19-12, VS1-12), исполнуваат E2 класа барања и надминуваат масло CBs.
2. ​Еколошка и безбедносна ексцеленција​
• ​Нулто ГХГ емисии: VCBs користат вакуум наместо SF₆ - моќен парников гас со GWP ~23,500× CO₂ - елиминирајќи регулаторски и одржувачки предизвици.
• ​Без ризик од пожар: Диферентно од масло-основаните CBs, вакуумските прекинувачи не носат ризик од пожар или експлозија.
• ​Не-токсично функционирање: Не генерира токсични производи во време на прекинување (различно од декомпозиција на SF₆).
3. ​Минимално одржување и долговечност​
• ​"Без одржување" дизајн: Запечатените вакуумски прекинувачи не бараат интерни одржувачки работи во текот на нивниот животен век (обично се подеднакви со механичка издржливост). Ова се контрастира со SF₆ CBs (мониторинг/поправка на гас) и масло CBs (замена на масло).
• ​Висок механички живот: Механизми со пружини достигнуваат 10,000-30,000 операции (M2 класа), намалувајќи механичкото одржување.
• ​Солидна изолација: Технологии како епоксидно-енкапсулирани ѕирки (нпр. VS1-12) подобруваат одпорноста на прашање, влага и кондензација.
4. ​Компактен дизајн и флексибилност​
• ​Мала површина: Компактни вакуумски прекинувачи и оптимизирани механизми овозможуваат дизајни со економија на простор.
• ​Флексибилност во инсталација: Интегрирани оперативни механизми поддржуваат фиксни или повлечени конфигурации (нпр. за KYN28A-12/GZS1, XGN комутаторски уреди).
• ​Модуларност: Поедноставена собирање и замена на компоненти.
5. ​Напредно прекинување и ефикасност во трошоци​
• ​Ниско секење на стројот: Минимизира прекинувачката прецизност во време на прекинување на индуктивна строј.
• ​C2 класа капацитивно прекинување: Ультра-ниска веројатност за повторно зажигнување за банки на капацитори.
• ​Ниски TCO: Иако почетните трошоци може да се поврзеат со SF₆ CBs, VCBs нудат ниски трошоци во текот на животен век поради минимално одржување, без трошоци за управување со SF₆, намалени премии за осигурување (без ризик од пожар) и продолжен животен век.
6. ​Еколошка издржливост​
• Работи надежно во стандардни услови (−15°C до +40°C, ≤1,000m надморска височина). Варијанти со солидна изолација толерираат тешки околини (нпр. висока влажност, загадување).

​III. Споредбен преглед​

Табела: 12кВ внатрешни VCB vs. Клучни конкуренти

​IV. Заклучок​

За 12кВ внатрешна распределба на електрична енергија, вакуумските прекинувачи (VCBs) се бесспорен избор на технологија. Нивните премарени способности за угашување на дуга, непревзете надежност, истинско функционирање без одржување, еколошка безбедност (без ризик од SF₆/масло/пожар), компактен дизајн и ефикасност во трошоци во текот на животен век ги закрепиле како доминантна технологија во современата електрична инфраструктура.