Disjuntores de circuitos a vácuo e disjuntores SF6 (hexafluoreto de enxofre) são as duas tecnologias de disjuntor mais amplamente utilizadas nos modernos sistemas de energia. Eles não são mutuamente exclusivos, mas soluções ideais para diferentes níveis de tensão e cenários de aplicação.
◆Disjuntor de vácuo (VCB): Especializada em aplicações de tensão de média (normalmente de 10kV a 35kV, até 72,5kv), usando o vácuo como o meio de arco - extinguindo.
◆Disjuntor SF6: Especializado em alta tensão, Ultra - alta tensão e Ultra - Aplicativos de alta tensão (normalmente 72,5kv e acima, até 1100kV), usando o gás SF6 como o arco -}.
1. Princípio de trabalho central
Disjuntor de vácuo (VCB)
Arco - Extitando meio: vácuo alto (normalmente acima de 10^-4 pa). O vácuo possui força dielétrica extremamente alta.
Arco - Extitando o princípio: Quando os contatos em movimento e estacionários se separam em um vácuo, a corrente vaporiza o material de contato, formando um arco composto de vapor de metal. Quando a corrente passa por zero, o vapor de metal se difunde rapidamente e condensa na cobertura de blindagem. A força dielétrica dentro da câmara de vácuo se recupera rapidamente e o arco é extinto.
Disjuntor SF6
Médio de extinção do arco: SF6 (hexafluoreto de enxofre) gás. É um gás tóxico e inodoro, não - tóxico e não - inflamável, com excelentes propriedades de isolamento elétrico e capacidade de extinção de arco extremamente forte.
Princípio de extinção do arco: utiliza principalmente o princípio "soprando a gás". Ao interromper a corrente, um cilindro de compressão comprime o gás SF6, gerando um fluxo de gás de pressão - alto. Quando a corrente cruza zero, o alto -} Speed SF6 sopra em direção ao arco, removendo o calor enquanto preenche rapidamente a lacuna de arco com gases de isolamento fresco e alto -} SF6, extinguindo assim o arc.
2. Comparação dos principais recursos
| Características | Disjuntor de vácuo (VCB) | Disjuntor SF6 |
|---|---|---|
| Médio de extinção do arco | Vácuo | Gás sf6 |
| Nível de tensão operacional | Principalmente tensão média (1kv - 72.5 kv) | Principalmente alta tensão e ultra - alta tensão (72,5kv - 1100 kv) |
| Força dielétrica | High (a vácuo é um excelente isolador) | Extremamente alto (o SF6 tem uma força dielétrica 2-3 vezes a do ar) |
| Capacidade de extinção de arco |
Extremamente forte, bem - adequado para interromper correntes pequenas a médias e correntes capacitivas. |
Extremamente forte, particularmente adepto de interromper correntes altas e falhas curtas -. |
| Energia de arco | Muito baixo | Mais baixo |
| Tempos de interrupção |
Muito alto, com vida elétrica longa e intervalos de manutenção estendidos. |
Alto, mas geralmente menor que os VCBs comparáveis. |
| Dimensões e tamanho |
O design pequeno e compacto permite fácil integração no painel de comutador. |
Grandes, especialmente altos - produtos de tensão, requerem extensos sistemas de pressão de gás. |
| Desempenho ambiental |
Bom: o vácuo em si é a poluição - livre. |
Bad: SF6 é um potente gás de efeito estufa (GWP 23.900 vezes o de CO2), apresenta um risco de vazamento e está sujeito a uma regulamentação estrita. |
| Requisitos de manutenção |
Manutenção baixa e longa - intervalos gratuitos |
Alto, exigindo inspeção regular de pressão, pureza e vazamentos de gás |
| Sobretensão operacional | Relativamente alto, propenso à interceptação atual e pode gerar sobretensão operacional. | Mais baixo, com um processo de quebra suave |
| Custo |
Menor custo em médio - e baixo - aplicativos de pressão |
Alto custo - eficácia em aplicações de pressão -, embora o tratamento e o equipamento de recuperação de gás incorem despesas adicionais |
| PRINCIPAIS APLICAÇÕES | 10kV, rede de distribuição de 35kV, empresas industriais e de mineração, distribuição de energia de construção, proteção de saída do gerador | 110kV e redes de transmissão acima, subestações, tomadas de usina, conjuntos de distribuição GIS |
3. Resumo das vantagens e desvantagens
Disjuntor de vácuo (VCB)
Vantagens:
Ambientalmente amigável e poluição - grátis.
O interruptor é manutenção - livre e tem uma vida útil longa.
Compacto, leve e fácil de instalar e integrar.
Velocidade de operação rápida e tempo de arco curto.
Excelente resistência ao fogo e explosão.
Desvantagens:
É fácil gerar corte - off Overtoltage e precisa ser usado com um raio de raio ou circuito de absorção de RC.
Câmaras de extinção do arco a vácuo não são - Serviável; Depois que o vazamento ocorre, a unidade inteira deve ser substituída.
A capacidade limitada de interromper correntes excepcionalmente altas restringe sua aplicação nos níveis mais altos de tensão.
Disjuntores SF6
Vantagens:
Capacidade de interrupção extremamente alta, ideal para altos aplicativos atuais {}}} e alto -.
Excelente desempenho de quebra, sobretensão de baixa operação.
Baixo ruído, sem risco de incêndio.
Desvantagens:
Preocupações ambientais graves: o SF6 é um gás de efeito estufa cujas emissões são explicitamente restritas ao protocolo de Kyoto.
Estrutura complexa, exigindo um sofisticado sistema de monitoramento de gás e manutenção de pressão.
Altos requisitos de processo de produção e altos custos.
SF6 Liquefias de gás em ambientes de temperatura baixa -, afetando o desempenho e exigindo um design especial.
Conclusão
No meio - setor de distribuição de energia de tensão (35 kV e abaixo), os disjuntores de vácuo tornaram -se o rei indiscutível graças à sua simpatia ambiental, tamanho compacto e manutenção -.
Na alta - tensão e ultra - alta - setor de transmissão de energia de tensão (72,5 kV e acima), os disjuntores SF6 atualmente dominam devido ao seu desempenho de quebra e isolamento incomparável. No entanto, eles estão enfrentando pressão ambiental significativa e inevitavelmente serão gradualmente substituídos por disjuntores de gás ecológicos ou tecnologia de vácuo em série.
A escolha do disjuntor depende principalmente do nível de tensão, da corrente de quebra, dos requisitos ambientais e do orçamento de custos.
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