В данной главе идет сравнение между элегазовым и вакуумным высоковольтными выключателями на основании различных факторов, как, к примеру, электрическая прочность диэлектрика и факторы окружающей среды.
В нормальных условиях элегаз является инертным газом без запаха, невоспламеняющийся, нержавеющий и не токсичный. Тем не менее, при температуре выше 1000°C, элегаз разлагается на составляющие газы, включая газ S2F 10, который очень токсичен. К счастью, продукты распада внезапно воссоединяются после погасания дуги (при снижении температуры).
В соответствии с электрической прочностью, элегаз обладает лучшими свойствами, чем вакуум (Рисунок 10). Поэтому элегаз используется в качестве изоляционного материала и дугогасительной среды. Использование элегаза позволяет делать электрооборудование более компактного размера и предоставляет больше пространства для его устройства. Это и лежит в основе того, почему приблизительно 50% общего объема элегаза является диэлектриком в таких электрических приборах, как высоковольтный переключатель.
Рисунок 10. Электрическая прочность диэлектрика элегазового и вакуумного прерывателя
Можно предположить, что элегаз стал прекрасной дугогасительной средой для высоковольтного выключателя, если бы он не был так опасен для окружающей среды. Элегаз является одним из опасных нагретых газов на планете, как было установлено на 3-й Сессии Конференции Участников ООН Рамочной Конвенции о климатических изменениях. Тот факт, что элегаз представляет собой особую угрозу для мирового сообщества, основан на его стабильном молекулярном составе, так как этот газ неразрушим уже в течение 3200 лет.
В Таблице I приведено сравнение между отдельными газами в отношении их жизнеспособности и потенциальной угрозы для всей планеты.
ТАБЛИЦА I. Потенциал Глобального Потепления.
Газ | Жизнеспособность в годах | Потенциал Глобального Потепления |
CO2 | 50 - 200 | 1 |
CF4 | 50.000 | 6.300 |
C2F6 | 10.000 | 12.500 |
SF6 | 3.200 | 24.900 |
C6F14 | 3.200 | 6.800 |
Для сравнения уточним, что дугогасительной средой в вакуумных высоковольтных выключателях выступает вакуум, он не представляет угрозы для окружающей среды. На самом деле, это обычный стеклянный контейнер и металлические компоненты, то есть вторсырье,
Вакуум имеет свои недостатки и преимущества, которые отличаются от недостатков и преимуществ элегаза. Одним из выдающихся преимуществ вакуумного высоковольтного выключателя является легкость в создании оборудования и небольшое количество компонентов, приблизительно, на 50% меньше, чем в элегазовом высоковольтном выключателе, что приводит к увеличению срока службы, с очень высоким числом рабочих циклов. Кроме того, небольшое количество компонентов и простота конструкции обеспечивают компактный размер и небольшой вес для вакуумного высоковольтного выключателя, и, соответственно, легкое техобслуживание и инспекция.
Еще одним из преимуществ высоковольтного вакуумного выключателя является высокое диэлектрическое сопротивление после нулевого значения тока.
И, наконец, как уже отмечалось ранее, вакуумный выключатель не представляет угрозы для окружающей среды, как в случае с элегазовым выключателем. В случае с вакуумным выключателем нет риска взрыва или пожара, как с масляным высоковольтным выключателем.
Тем не менее, одним из важнейших недостатков является стоимость. Элегазовый высоковольтный выключатель стоит дешевле, что говорит не в пользу конкурентоспособности вакуумного высоковольтного выключателя. Необходимо провести многие исследования с целью снижения затрат на вакуумный высоковольтный выключатель, чтобы они стали экономической альтернативой элегазовой технологии.
Заключение
Постоянные требования к сети электропередач увеличивают их производительность, надежность и устойчивость. Таким образом, важно продолжать развивать технологию новых выключателей, более надежных, производительных, недорогостоящих, не представляющих угрозу для окружающей среды и людей.
Вакуум – это среда с выдающимися свойствами в отношении объема, количества компонентов, простота, контроль тока короткого замыкания или стабилизация электрической прочности. Сегодня в распределительной сети высокого напряжения будет широко распространено оборудование, не использующее элегаз в качестве рабочего компонента. Тем не менее, необходимо внести изменения в дизайн и материалы, используемые для обеспечения соответствующей работы вакуумного высоковольтного выключателя на высоком напряжении.
Литература:
А. Итурреги, Е. Торрес, 1. Замора, О. Абарратегуи
Р. Д. Гарсон, Высоковольтные выключатели. Марсель Деккер, Inc 2002 года.
С.L. Wadhwa, Cистемs электроснабжения. John Wiley & Sons, Inc 1991 года.
T.E. Браун, Отключение цепей. Теория и методы. Марсель Деккер, Inc, 1984.
C.H. Flurscheim, Силовые выключатели, теория и конструкции. Петр Перегрин Ltd, 1982.
J.H. Brunke, "Высоковольтные выключатели: прошлое, настоящее и будущее". Электра N ° 208. Июня 2003 года.
А. Гринвуд, Вакуумное коммутационное оборудования. Институт электротехники. 1997 год.
Н. Saitoh, Х. Итикава, А. Nishijma, Ю. Мацуи, М. Сакаки, М. Хонма, Х. Окубо, "Исследования и разработка вакуумных выкключателей 145 кВ/40 кА с одной дугогасительной камерой" T IEEE / D конференции , Иокогама, pl462-1468, 2002.
С. Yanabu, Т. Цуцуми, К. Yokokura, Е. Канеко "Последние технические разработки высоковольтных и высокомощных вакуумных выключателей". Vol.17 № 5. Октябрь 1989 года, стр. 717-723.
З. Лиу, J. Wang, С. Xiu, З. Ванг, "Развитие высоковольтных вакуумных выключателей в Китае". IEEE. Vol.35 № 4, август 2007, стр. 856-865.
Н. Шеллекенс, Г. Gaudart, "Компактные высоковольтныевакуумные выключателя, Технико-экономическое обоснование", IEEE, Vol.14 № 3, июнь 2007, стр. 613-619.
М. М. Хомма Сакаки, Е. Канеко, С. Yanabu, "История вакуумных выключателей и последние события в Японии". IEEE. Vol.13, № 1. Февраля 2006 года, стр. 85-92.
R.B Shores, В.Е. Филлипс, "Вакуумные выключатели высокого напряжения" IEEE. Vol.94, № 5, сентябрь-октябрь 1975 года, стр. 1821-1830.
