Interruttori a vuoto e interruttori di circuito SF6 (esafluoruro di zolfo) sono le due tecnologie di interruttore a circuito più utilizzate nei moderni sistemi di alimentazione. Non si escludono a vicenda, ma piuttosto ottimali soluzioni per diversi livelli di tensione e scenari di applicazione.
◆Interruttore a vuoto (VCB): Specializzato in applicazioni di media tensione (in genere da 10kv a 35kV, fino a 72,5kv), usando il vuoto come mezzo di estinzione arco -.
◆Interruttore di circuito SF6: Specializzato in alta tensione, ultra - alta tensione e ultra - applicazioni ad alta tensione (in genere 72.5kv e oltre, fino a 1100kv), usando il gas SF6 come mezzo arco -.
1. Principio di lavoro principale
Interruttore a vuoto (VCB)
Arc - Medium estinguente: alto vuoto (tipicamente sopra 10^-4 pa). Il vuoto ha una resistenza dielettrica estremamente elevata.
Arc - Principio di estinzione: quando i contatti in movimento e stazionari si separano in un vuoto, l'attuale vaporizza il materiale di contatto, formando un arco composto da vapore metallico. Quando la corrente passa attraverso lo zero, il vapore metallico si diffonde rapidamente e si condensa sulla copertura di schermatura. La resistenza dielettrica all'interno della camera del vuoto si riprende rapidamente e l'arco si estingue.
Interruttore di circuito SF6
Medium di estinzione ad arco: gas (esafluoruro di zolfo). È un gas incolore, inodore, non - tossico e non - infiammabile gas infiammabile con eccellenti proprietà di isolamento elettrico e capacità di estinzione ad arco estremamente forte.
Principio di estinzione dell'arco: utilizza principalmente il principio del "gas che soffia". Quando si interrompe la corrente, un cilindro di compressione comprime il gas SF6, generando un flusso di gas a pressione -. Quando la corrente attraversa zero, il gas SF6 ad alta velocità - SF6 soffia verso l'arco, rimuovendo il calore mentre riempie rapidamente il divario dell'arco con il gas SF6 di isolamento fresco -, estinguendo così l'arco.
2. Confronto delle caratteristiche principali
| Caratteristiche | Interruttore a vuoto (VCB) | Interruttore di circuito SF6 |
|---|---|---|
| Medio di estinzione | Vuoto | SF6 Gas |
| Livello di tensione operativo | Principalmente tensione media (1kv - 72.5 kv) | Principalmente alta tensione e ultra - alta tensione (72.5kv - 1100 kv) |
| Resistenza dielettrica | Alto (il vuoto è un eccellente isolante) | Estremamente alto (SF6 ha una resistenza dielettrica 2-3 volte quella dell'aria) |
| Capacità di estinzione |
Estremamente forte, ben bene - adatto per interrompere correnti da piccole a medie e correnti capacitive. |
Estremamente forti, particolarmente abili nell'interruzione di correnti elevate e guasti del circuito - brevi. |
| ARC ENERGIA | Molto basso | Inferiore |
| Tempi di interruzione |
Molto alto, con una lunga durata elettrica e intervalli di manutenzione estesa. |
Alto, ma generalmente inferiori a VCB comparabili. |
| Dimensioni e dimensioni |
Il design piccolo e compatto consente una facile integrazione nei quadri. |
Large, in particolare i prodotti di tensione -} richiedono ampi sistemi di pressione del gas. |
| Prestazioni ambientali |
Bene: il vuoto stesso è inquinamento - gratuito. |
Bad: SF6 è un potente gas serra (GWP 23.900 volte quello di CO2), presenta un rischio di perdita ed è soggetto a rigorosi regolamentazione. |
| Requisiti di manutenzione |
Bassa, lunga manutenzione - intervalli liberi |
Alto, che richiede un'ispezione regolare della pressione del gas, della purezza e delle perdite |
| Sovratensione operativa | Relativamente alto, soggetto all'intercettazione corrente e può generare una sovratensione operativa. | Inferiore, con un processo di rottura regolare |
| Costo |
Costo inferiore in Medium - e Low - Applicazioni di pressione |
Costo alto - Efficacia in applicazioni di pressione - alte, sebbene le apparecchiature per il trattamento e il recupero del gas sostengono spese aggiuntive |
| Applicazioni principali | Network di distribuzione da 10kv, 35kV, imprese industriali e minerarie, distribuzione dell'edificio, protezione dell'output del generatore | Reti di trasmissione 110kV e superiori |
3. Riepilogo dei vantaggi e degli svantaggi
Interruttore a vuoto (VCB)
Vantaggi:
Embreta e inquinamento - gratuito.
L'interruttore è manutenzione - gratuito e ha una lunga durata di servizio.
Compatto, leggero e facile da installare e integrare.
Velocità operativa rapida e tempo di arco breve.
Eccellente resistenza al fuoco e all'esplosione.
Svantaggi:
È facile generare Cut - OFF OverTrovage e deve essere utilizzato con un arresto di fulmini o un circuito di assorbimento RC.
Le camere di estinzione per aspirapolvere sono non - servibili; Una volta che si verifica la perdita, l'intera unità deve essere sostituita.
La capacità limitata di interrompere le correnti eccezionalmente elevate limita la sua applicazione ai livelli di tensione più alti.
Interruttori SF6
Vantaggi:
Capacità di interruzione estremamente elevata, ideale per le applicazioni di corrente -} High -.
Eccellenti prestazioni di rottura, bassa sovratensione operativa.
Basso rumore, nessun rischio di incendio.
Svantaggi:
Gravi preoccupazioni ambientali: SF6 è un gas serra le cui emissioni sono esplicitamente limitate nell'ambito del protocollo Kyoto.
Struttura complessa, che richiede un sofisticato sistema di monitoraggio del gas e manutenzione della pressione.
Requisiti di processo di produzione elevati e costi elevati.
Liquefie di gas SF6 in ambienti di temperatura bassi -, influenzando le prestazioni e richiedendo un design speciale.
Conclusione
Nel mezzo del settore della distribuzione della tensione -} (35 kV e sotto), gli interruttori a vuoto sono diventati il re indiscusso grazie alla loro cordialità ambientale, dimensioni compatte e manutenzione - design gratuito.
Nell'alta tensione - e ultra - alte - Settore di trasmissione di potenza di tensione (72,5 kV e oltre), gli interruttori di SF6 attualmente dominano a causa della loro irrisazione di prestazioni di rottura e isolamento. Tuttavia, stanno affrontando una significativa pressione ambientale e saranno inevitabilmente sostituiti gradualmente da interruttori di gas e tecnologia a vuoto in serie.
La scelta dell'interruttore di circuito dipende principalmente dal livello di tensione, dalla rottura della corrente, dai requisiti ambientali e dal budget dei costi.
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