הבדל בין מפסקי ואקוםומפסקי SF6בארונות מתג
1. הקדמה
מפסקי ואקום ומפסקי SF6 הם המרכיבים העיקריים בארונות מתגים. באירופה וברוב מדינות המזרח התיכון, מועדפים מפסקי SF6; בסין, יפן וארצות הברית, עדיפים מפסקי ואקום; באזורים אחרים, שתי הטכנולוגיות פופולריות כמעט באותה מידה. טכנולוגיות עתירות שמן ונמוכות עדיין נמצאות בשימוש בכמויות קטנות בסין, מזרח אירופה, הודו ואמריקה הלטינית, אך המגמה ברורה מאוד ובקרוב תוחלף במפסקי SF6 וטכנולוגיות ואקום. נתונים רלוונטיים מראים שחברות רב לאומיות בתעשיית החשמל, כולל ABB, משלימות בפיתוח שתי הטכנולוגיות. בשנים האחרונות, הפיתוח העדכני והחשוב ביותר של שתי הטכנולוגיות בארץ ובחו"ל הוא שימוש במפעילים מגנטיים קבועים ושילוב רכיבי חיישן רלוונטיים בארון המתגים.
2 מאפייני הפסקת קשת
2.1 מפסקי SF6
מפסקי SF6 משתמשים כיום במערכות מפוצצות עצמית. למפסק הנפוח האוטומטי יש אנרגיית פעולה קטנה יחסית, אך יש לו ביצועים טובים, כגון אנרגיית קשת קטנה בעת ניתוק זרם קצר וחיים חשמליים ארוכים; בעת שבירת זרמים אינדוקטיביים קטנים, כפול מתח היתר שלו קטן מפי 2.5. 2.2 מפסק ואקום
המגעים של מפסקי ואקום חייבים להיות בעלי עמידות גבוהה בפני קורוזיה בקשת בעת פתיחה וסגירה; בעת שבירת זרמים קטנים, הם צריכים להיות בעלי ביצועי זרם קשת נמוכים. מחקר על חומרים מראה כי חומרים מרוכבים נחושת-כרום הם חומרי המגע הטובים והמספקים ביותר וחומרים מרוכבים נחושת-כרום בעלי תכולת כרום של 20% עד 60% משמשים כיום כחומרים סטנדרטיים למגעים. בתחילה נעשה שימוש במגעים מיוחדים כדי למנוע את השדה המגנטי הרדיאלי על משטח מגע הקשת, מה שמאלץ את שורש הקשת להסתובב ברציפות לאורך משטח המגע, ובכך למנוע התחממות יתר מקומית ובלאי לא אחיד. שיפור נוסף בצורת המגע הוא התפתחות של שדה מגנטי צירי, שיכול לפזר באופן שווה את שורש הקשת על פני כל משטח המגע.
3. מגמת התפתחות שלSF6 circuזה מפסקים ומפסקי ואקום
3.1 מפעיל מגנטי קבוע
על פני השטח, מנגנון ההפעלה של מפסק החשמל מממש רק פונקציה פשוטה של "פתח-סגור" או "סגור-פתוח". כאשר מגיעים למיקום הנדרש, יש צורך לוודא שהמגע יישאר במצב זה עד לקבלת פקודה לשינוי המיקום. לכן, המפעיל הוא מפעיל בי-יציב טיפוסי, והביצועים שלו חייבים להיות אמינים ביותר. בעבר, קפיצים מכניים ומנגנוני פקה היו בשימוש כבר זמן רב.
המפעיל המגנטי הקבוע כולל ליבה למינציה קבועה, מגנטים קבועים, סלילי סגירה ופתיחה, ומכשירים אלקטרוניים מיוחדים, שיכולים לספק את כל פונקציות העזר האלקטרוניות כגון חיבור, פתיחה, סגירה וכדומה, וכולל גם מתקני אבחון עצמי. קבלים אלקטרוליטים מספקים את כוח ההשפעה הנדרש עבור סלילי הפתיחה והסגירה. המערכת המכנית של המפעיל המגנטי הקבוע מופשטת מאוד, וההפחתה הגדולה במרכיביו מפחיתה את ההסתברות לכשל בהתאם, ובכך מפחיתה את רמת התחזוקה של המפעיל[2]. מפסקי ההפעלה המגנטיים החדשים של הוואקום ו-SF6 ניתנים להחלפה מלאה זה עם זה, בדיוק כמו העיצוב הקודם. יכולת החלפה זו מאפשרת לצייד מחדש את ארון המתגים הקיים בהשקעה מינימלית.
3.2 שילוב רכיבי חיישנים ומכשירים אלקטרוניים
באמצעות תוכנה מתאימה ורכיבי חיישן זרם ומתח הכרחיים, פונקציית ההגנה משולבת במערכת הבקרה של המפסק, מה שהופך את המפסק למכשיר אוטומציה אינטליגנטי שלם עם פונקציות הגנה ומיתוג, ומשיג את יעד האמינות הגבוה ביותר, המרכיב המינימלי ביותר ממשק, כדי להקל על היישום במערכת ההפצה המשנית במתח בינוני. זהו גם מצב הפיתוח הנוכחי של מערכת החלוקה במתח נמוך.
4. ביצועים טכניים
4.1 חיים חשמליים ומכניים
ניסיון השימוש מראה שגם מפסקי ואקום וגם מפסקי SF6 יכולים להיות נטולי תחזוקה. מפסקי זרם SF6 ומפסקי ואקום איכותיים עומדים במלואם בדרישות הסטנדרטיות של מפסקי Class B ב-IEC60056. כלומר, מפסקים מסוג B אינם דורשים תחזוקה על רכיבי הפסקה במהלך החיים הצפוי, אלא דורשים תחזוקה רק על רכיבים אחרים. חברת החשמל קובעת את מספר הפעולות שהמפסק אמור להיות מסוגל לבצע בהתבסס על תנאי השימוש כגון רשת קווי הפליטה המחוברים למפסק והאם נעשה שימוש במתג הסגירה מחדש.
4.2 מתח יתר הפעלה
למפסקים SF6 יש רמת מתח יתר פעולה נמוכה ללא כל התקנים חיצוניים.
מפסקי ואקום עם חומרי מגע מודרניים מראים גם הם רמות נמוכות של זרם הפסקה. עם זאת, ביישומים מיוחדים, ייתכן שיידרש מחקר מפורט של פרמטרי מערכת כדי לקבוע אם נדרש התקן מיוחד להגבלת מתח יתר, אשר תלוי בעיקר במאפייני המתקן התעשייתי.
5. דוגמאות ליישום
(1) קווי פליטה וכבלים: כאשר משתמשים בהם כדי לנתק ולהגן על רשת הפצת קווי הפליטה, גם מפסקי הוואקום וגם מפסקי ה-SF6 עומדים בדרישות.
(2) שנאים: מפסקי ואקום מודרניים ומפסקי SF6 מתאימים לניתוק זרם עירור של שנאים לא טעונים עם כפולת מתח יתר של פחות מ-3.0.
במקרים מיוחדים מסוימים, כגון כאשר משתמשים במפסקי ואקום לניתוק שנאים מסוג יבש בציוד תעשייתי, מומלצים בולמי ברקים.
(3) מנועים: כאשר משתמשים במפסקים לניתוק מנועים, יש לתת את מלוא תשומת הלב לנושא הטיפול במתח יתר. מגבלת היעד של מתח יתר היא פחות מפי 2.5, שניתן להשיג על ידי שני מפסקי החשמל. כאשר משתמשים במפסקי ואקום לניתוק מנועים קטנים (זרם התנעה נמוך מ-600A), ייתכן שיידרשו אמצעים להגבלת מתח יתר עקב הדלקות מרובות של הקשת, שהיא תופעה בסבירות נמוכה מאוד.
(4) בנקים של קבלים: שתי הטכנולוגיות חלות על החלפת בנק קבלים ללא הדלקה מחדש. בעת מעבר בקבוצות, ייתכן שיהיה צורך להתקין כורים כדי להגביל את זרם הפגיעה. טכנולוגיית בקרה סינכרונית של מפסקי זרם היא פתרון יעיל לבעיה זו. מפסקי SF6 מומלצים במיוחד עבור יישומים עם מתחים מדורגים מעל 27kV.
(5) תנורי קשת: החלפת תנורי קשת מאופיינת בפעולה תכופה, זרם גבוה ומרווחים קצרים. מפסקי ואקום מתאימים במיוחד ליישומים כאלה.
(6) כורי shunt: מפסקי SF6 מתאימים למיתוג כורי shunt, אשר לרוב יש להם כפולת מתח יתר של פחות מ-2.5. ייתכן שיידרשו אמצעים נוספים להגבלת מתח יתר בעת שימוש במפסקי ואקום.
(7) מתיחה של רכבת מחושמלת: באופן עקרוני, ניתן להשתמש בשני מפסקי החשמל, אך בחלק מיישומי אספקת חשמל בתדר נמוך (כגון 16.67 הרץ), מומלצים מפסקי ואקום.
6. מסקנה
מנקודת המבט של השימוש, מפסקי SF6 ומפסקי ואקום הם טכנולוגיות משלימות. גורמים כלכליים, העדפות משתמש, הרגלים בארץ, יכולות ייצור ודרישות מיתוג מיוחדות הם הגורמים העיקריים למקבלי ההחלטות בקביעת סוג המפסק. דרישות מיוחדות כגון התאמת המפסק לתנאי העבודה והחלפות תכופות עשויות להיות גורמים נוספים המשפיעים על בחירת סוג המפסק. בשלב זה, ייתכן שיהיה צורך במחקר מקיף כדי לעשות את הבחירה הטובה ביותר.
כיצרן מקצועי שלמפסקי ואקום ומפסקי SF6, אנו מודעים היטב לחשיבות ומחויבים לספק ללקוחות מוצרים ושירותים באיכות גבוהה. למידע נוסף, אנא אל תהסס לפנות אלינו.
Email: jasmine@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 13584708127
