SF6-brytarlösningar i högspänningskraftsystem: En fallstudie av VZIMAN-företaget

​

1. Utmaningar i högspänningskraftsystem​

1.1 Högspänningskraftsystem, som kärnan i strömförädling, står inför viktiga utmaningar:

• ​Utrustningsprestandagränser: Med ökande spänningsnivåer (t.ex. 500kV och över) har traditionella brytare svårt att uppfylla krav på hög brytningskapacitet (över 40kA) och snabb isoleringsåterhämtning.
• ​Överspänningsrisker: Vid koppling av kapacitiva belastningar (t.ex. kondensatorbanker) kan det uppstå återantändning, vilket leder till farliga överspänningar.
• ​Dålig anpassbarhet till miljö: Extrema klimat (t.ex. hög fuktighet, kondensation) accelererar korrosion av utrustning, vilket förkortar livslängden.
• ​Hög underhållskostnad: Frekventa inspektioner av traditionella brytare och risker för SF6-gasläckage bidrar till ineffektiv drift och miljöproblem.

2. VZIMANs innovativa lösningar för SF6-brytare​

För att möta dessa utmaningar utvecklade VZIMAN ett modulärt SF6-brytarssystem med kärntekniker:

2.1 ​Självenergistäckande bågeutsläckningsteknik​

• Använder en enkeltrycksbågekammardesign där bågearken självständigt komprimerar SF6-gasen, vilket eliminerar behovet av externa pumpar och minskar energiförbrukningen.
• Använder koppar-volframlegeringkontakter för att motstå bågetemperaturer (12 000–14 000K), vilket ger en brytningskapacitet på 50kA och en återantändningsfrekvens under 0,1%.

2.2 Intelligenta övervakning och miljöoptimering​

• Integrerar mikrofuktighets- och trycksensorer med ZigBee-teknik för realtidsövervakning av gasdensitet (±0,5% noggrannhet).
• Använder mikrokristallina legeringsströmförvandlare (klass 0,2-noggrannhet) och stödjer 12 CT-konfigurationer för komplexa skyddsbehov.
• Tillämpar molekylsivor och alumina adsorbenter för att minska årliga läckager (<0,5%) och HF-dekomposition med 90%.

2.3​ Jordskalvbeständighet och modulär design​

• Kombinerar fjädradrivna mekanismer (typ CT14) med bågekamrar för jordskalvbeständighet på 8 grader och mer än 3 000 mekaniska operationer, idealiskt för frekventa kopplingar.
• Stödjer flerbrytarseriekonfigurationer med spänningsjämlikande kondensatorer, lämpligt för ultrahögspänningsystem (750kV+).

3. Prestanda och konkurrensfördelar​

VZIMANs lösning uppfyller IEC 62271-200 och visar:

• ​Förbättrad tillförlitlighet: 20% lägre felhändelsesats i 40,5kV-system och 85% överspänningsundertryckning vid kondensatorkoppling.
• ​Minskade underhållskostnader: Underhållsintervaller förlängda till 10 år, med frekvensen av SF6-fyllning minskad med 70%.
• ​Miljölagstiftning: SF6-återvinning >99%, 50% lägre global uppvärmningspotential (GWP), i enlighet med EU:s F-Gas-förordning.

4. Typiska tillämpningar​

• ​Integration av förnybara energikällor: Löser kontaktlödningsproblem i vindparkernas omspanningscentraler orsakade av inruschströmmar under reaktiv kompensation.
• ​Uppgradering av stadsnät: Kompakta designar (t.ex. LW8-serien) passar rumsligt begränsade omspanningscentraler, vilket möjliggör koppling utan återantändning för 50 km obebodda linjer.
• ​Gränsöverskridande transmission: Validerat i ±800kV HVDC-projekt, fungerar pålitligt i -40°C-miljöer för att säkerställa stabiliteten i internationella kraftkorridorer.