Zašto 12kV vakuumski prekidachi prevazilaze SF6/naftu/zrak: Analiza kompletnog rešenja

Zašto 12kV vakuumski prekidaci prevazilaze SF6/Ulje/Zrak: Analiza kompletnog rešenja

U srednjem naponu (MV) distribuciji električne energije, posebno unutar 12kV unutrašnjih sklopovnih uredjaja, vakuumski prekidaci (VCBs) su se pojavili kao dominantna tehnologija, značajno nadmašujući historijske alternative poput SF₆ prekidaca, prekidaca sa minimalnim uljem i zračnih prekidaca. Ovaj izveštaj pruža detaljnu uporedbu 12kV unutrašnjih VCBs sa ovim konkurentima, ističući njihove ključne prednosti.

​I. Pregled ključnih konkurentnih tehnologija​

1. ​SF₆ prekidaci
• ​Princip rada: Koristi šestofluorid sirovine (SF₆) za gasenje luku i izolaciju. SF₆ nudi odlične dielektričke i svojstva gasenja luke.
• ​Primena: Jednom su široko korišćeni u MV/HV sistemima, posebno za primene sa visokom kapacitetom prekida ili spoljašnje primene. Međutim, njihova tržišna deo u 12kV unutrašnjim sistemima je većinom zamenjen VCB-ovima zbog ekoloških i održavanja pitanja.
2. ​Prekidaci sa minimalnim uljem
• ​Princip rada: Koristi transformator ulje kao sredstvo za gasenje luke, ali koristi znatno manje ulja od ranijih obilnih ulja dizajna.
• ​Primena: Glavna tehnologija pre VCB-ova. Ključni nedostaci uključuju opasnost požara, visoku održavanje i ekološku zagađenje.
3. ​Zračni prekidaci
• ​Princip rada: Zavisi na komprimiranim zračnim talasima za gasenje luke.
• ​Primena: Korišćeni u ranim HV sistemima ili specifičnim primenama. Za 12kV unutrašnje scenarije, ACB-ovi su niži od VCB-ova u kapacitetu prekida, veličini i buci.

​II. Ključne prednosti 12kV unutrašnjih VCB-ova​

VCB-ovi prevazilaze konkurente po šest ključnih dimenzija:

1. ​Prednost u gasenju luke i pouzdanosti​
• ​Vakuumsko prekidanje: Vakuum je idealno izolaciono sredstvo. Gasenje luke efikasno dolazi do kraja na nuli struje u zapečaćenom prekidnom elementu, sa brzim dielektričkim oporavkom. To osigurava visoku pouzdanost, posebno za česte operacije.
• ​Nema rizika od ponovnog zapaljenja: U suprotnosti sa SF₆ ili uljem, vakuumsko prekidanje praktično eliminira rizik od ponovnog zapaljenja.
• ​Visoka kapacitet prekida: Savremeni 12kV VCB-ovi pokrivaju širok spektar nominalnih struja prekida kratkog spoja (Isc), od 20kA do 50kA+ (npr., ZN63/VBY-12: 40kA; VS1-12: 50kA), usklađujući SF₆ CB-ove i prevazilazeći ulje/ACB-ove.
• ​Dugačak električki život: Preživljavaju 30-50 punih kapaciteta prekida kratkog spoja (npr., VT19-12, VS1-12), ispunjavajući zahteve E2 klase i prevazilazeći ulje CB-ove.
2. ​Ekološka i bezbednosna prednost​
• ​Nula emisija GHG: VCB-ovi koriste vakuum umesto SF₆ - moćnog stakleničkog gasa sa GWP ~23,500× CO₂ - eliminirajući regulativne i otklanjanje problema.
• ​Nema rizika od požara: U suprotnosti sa ulje baziranim CB-ovima, vakuumski prekidni elementi ne predstavljaju rizik od požara ili eksplozije.
• ​Bezotrovno funkcionisanje: Ne generiše toksične proizvode tokom prekidanja (u suprotnosti sa dekompozicijom SF₆).
3. ​Minimalno održavanje i dugotrajnost​
• ​"Održavanje besplatno" dizajn: Zapečaćeni vakuumski prekidni elementi ne zahtevaju unutrašnje održavanje tokom svog života (obično podudara se sa mehaničkom izdržljivošću). To se značajno razlikuje od SF₆ CB-ova (nadgledanje/replenishment gasa) i ulje CB-ova (zamena ulja).
• ​Visoka mehanička život: Mekanički mehanizmi dostižu 10,000-30,000 operacija (M2 klasa), smanjujući mehaničko održavanje.
• ​Čvrsto izolaciono materijal: Tehnologije kao što su epoksni encapsulated polovi (npr., VS1-12) poboljšavaju otpornost na prah, vlagu i kondenzaciju.
4. ​Kompaktni dizajn i fleksibilnost​
• ​Mali otisk: Kompaktni vakuumski prekidni elementi i optimizovani mehanizmi omogućavaju efikasne dizajne u pogledu prostora.
• ​Fleksibilnost instalacije: Integrirani operativni mehanizmi podržavaju fiksne ili povlačive konfiguracije (npr., za KYN28A-12/GZS1, XGN sklopovni uredjaje).
• ​Modularnost: Jednostavnija montaža i zamena komponenti.
5. ​Napredno prekidanje i efikasnost troškova​
• ​Niska struja rezanja: Smanjuje prekomjerne napone tijekom prekidanja induktivne struje.
• ​C2-klasa kapacitivno prekidanje: Ultra-niska verovatnoća ponovnog zapaljenja za banku kondenzatora.
• ​Niski TCO: Iako početni troškovi mogu biti usklađeni sa SF₆ CB-ovima, VCB-ovi nude niže životne troškove zbog minimalnog održavanja, nema troškova rukovanja SF₆, smanjenih premija osiguranja (nema rizika od požara) i produženog životnog vijeka.
6. ​Ekološka otpornost​
• Funkcioniše pouzdano u standardnim uslovima (-15°C do +40°C, ≤1,000m nadmorske visine). Varijante sa čvrstim izolacionim materijalom toleriraju teške okruženja (npr., visoka vlažnost, zagađenje).

​III. Sažetak uporedbenog pregleda​

Tabela: 12kV unutrašnji VCB vs. ključni konkurenti

​IV. Zaključak​

Za 12kV unutrašnju distribuciju električne energije, vakuumski prekidaci (VCB-ovi) su neusporno tehnologija odabira. Njihova prednost u gasenju luke, neprekidna pouzdanost, pravo "bez održavanja" funkcionisanje, ekološka sigurnost (nema rizika od SF₆/ulja/požara), kompaktni dizajn i efikasnost troškova tokom života utvrđuju njihovu dominancu u modernoj električnoj infrastrukturi.