EN
Brikker bil-Vakwu: Jibbraw il-barrieri fil-parti it-tajba tas-spektru tat-tensjoni
Liema jseħħ mat-taħżin tal-qaws bil-vakwu: ir-riconnessjoni veloċi tal-qaws tal-plasma u r-restawr veloċi tal-kurrent
Meta li l-kuntatti tal-brikker ta' ċirkwit vakwu jiftaħu, il-vapur tal-metall jiġi jonizzat u jifforma arku ta' plasma. Bil-livell estremu ta' vakwu (pressjoni < 10^-4 torr), il-partikelli karigati jiddepuzitu fil-vakwu fuq il-kuntatti, li jippermetti r-rirriċonnessjoni ħafifa tal-arku ta' plasma f’ħames millisekondi jew inqas. Dan jippermetti wkoll li l-ġilda tal-kurrent tipprowdi izolazzjoni ħafifa lis-sistema qabel il-prossima pulsa ta' voltajj, li jippermetti kontroll relijuż tal-arku fil-bidu eżatt meta jekk il-kurrent ikun mistenni li jinżel għal żero u li jikkontrolla l-formazzjoni tal-arku. Il-livell ta' vakwu jippermetti ħames mila darba iktar it-tul medju liberu għall-fluss tal-elettroni minn dak tal-gass SF6. Din hija r-raġuni fundamentali għalkemm il-brikker ta' ċirkwit vakwu huma superjuri għall-brikker ta' ċirkwit bil-gass u bil-ajru fit-twaqqif sigur tal-kurrent elettriku.
Velocità ta' twaqqif ta' inqas minn 15 ms u supprezzjoni aħjar tat-taqlib għal żero minn alternattivi bil-SF₆ u bil-ajru.
B’relazzjoni mal-interruzzjoni ta’ falda, l-interrutturi b’vakwu jistgħu jneħħu l-falda f’15 ms jew iktar, li hija 30–50 % iktar veloċi minn sistemi b’SF6 jew b’ajru. Għalkemm l-interruttur b’vakwu huwa post fis-seħħ, is-sħiħ li jista’ jibda l-interruzzjoni ma’ jiddependix minn mekkanizmi kompliċati ta’ fluss ta’ gass, li b’dan il-każ huwa l-istess mad-dielettriku b’gass. Fil-klassi ta’ 72,5 kV, it-teknoloġija tal-interrutturi b’vakwu toffri prestazzjoni ħażina ħames darbiet iktar tajba minn dik ta’ SF6 fuq dawk il-TRV’s (Tension Recovery Voltage) ħażina li l-biżżeft ta’ inġinieri jikkunsideraw bħala medja. Il-biżżeft ta’ inġinieri jikkunsideraw li l-mekkanizmi konvenzjonali b’ajru jmeħqu mill-inqas 8 sa 10 transizzjonijiet ta’ żero tal-kurrent qabel ma jistgħu jinterrompu l-arċu b’affidabbiltà. Min-naħa l-oħra, l-interrutturi b’vakwu huma eżpettati li jinterrompu l-biżżeft tal-arċu (sa 99,8 % ta’ estinzjoni tal-arċu, skont IEC 62271-100) f’2 jew iktar. L-applikazzjonijiet reali ta’ interrutturi b’vakwu ħażina 100 % ukoll wrew li jkun hemm spiċċi ta’ voltajji ħażina iktar baxxi. It-testijiet reali wkoll wrew li hemm madwar 40 % iktar spiċċi ta’ voltajji b’paragun mal-interrutturi b’vakwu b’insulazzjoni b’gass. Il-biżża ta’ forza dielettrika għall-isfida ħażina tewli l-integrazzjoni kompatta u affidabbli tal-voltajj alti.
Il-forza dielettrika intrinseka tal-vakwu (>30 kV/cm) u d-disinn skaliabbli tal-bieb tal-kuntatt għall-applikazzjonijiet ta' 72,5–145 kV
Il-vakwu juri forza dielettrika straordinarja li hija ikbar minn 30 kV kull cm, li tpermetti l-isulazzjoni effiċjenti tas-sistemi ta' għoli voltajji mingħajr il-użu ta' ġażijiet oħra. Din il-proprjetà tippermetti l-inġinieri li jottimizzaw is-spazju bejn il-kuntatti fit-taħditi standard ta' IEC ta' 72,5 kV sa 145 kV. Kontra l-brekker bi SF₆, it-teknoloġija tal-vakwu hija superjuri għalkemm tibqa' prestazzjoni konstanti irrespettivament tat-temperatura, l-altitudni u r-rumidità. Barra minn hekk, it-teknoloġija tal-vakwu tneppel il-preokkupazzjonijiet b’ġestjoni tal-ġaz, li tpermetti l-operazzjoni reliżzjenti tas-substazzjoni f'kundizzjonijiet sfavuruli.
Bbenefiċċji fil-biżaħ u fil-piż: 30–40% inqas spazju fil-GIS u fis-substazzjonijiet ibridi minn brekker bi SF₆
Il-vakwu għandu verament għoli ħaġa ta' resistenza dielettrika, li jippermetti ħofra bejn il-komponenti ħafna iżżel. Dan irriżulta f'interrutturi iżda b’daqs iżżel u, għalhekk, f’brikers iżda aktar kompatti b’mod ġenerali. Il-benefiċju fil-ispazju huwa ħafna sinifikanti. Meta tinqabbel l-installazzjoni tal-mexxejiet b’gas (GIS) li jużaw il-teknoloġija tal-vakwu minn dawk li jużaw il-SF6, huwa komuni li jintużaw madwar 30 sa 40 fil-mija inqas spazju. Il-mekkaniżmi ta’ operazzjoni huma wkoll iżjed qalilis, f’xi każijiet sa 60%. Dan huwa partikolarment vantaxxjuż għall-substazzjonijiet ibridi minħabba li jtejjeb ir-rutta tal-busbar u l-veloċità tar-rifittinġ. Fir-riżultati tal-bidliet fil-grids bl-Ewropa, ħafna kumpaniji rrapportawu madwar 35% iżda spazju wara li ġew implimentati t-teknoloġija tal-vakwu bil-livell standard ta’ 145 kV.
Affidabbiltà fit-Tul b’Ċiklu ta’ Użu Għoli għall-Ħajja Ħajja u Biss Ħarsien
Aktar minn 20,000 operazzjoni < 0.001% raġun ta’ falliment per IEEE C37.09-2018
Interrutturi ta' vakuum li huma miżżewżin b’mod ermetiku u li ma jkunu x’aktarx affettuati mis-sħana tagħmel iktar minn 20,000 operazzjoni mekkanika bil-biżża ta’ falliment inqas minn 0.001% skont l-IEEE C37.09-2018. Minħabba li m’hemm xejn fejn il-gass jista’ jgħmel leak jew sigilli dinamiki, il-qawwa dielettrika tintenner għal ħafna ta’ snin ta’ użu. Id-dejta mir-raba’ tindika li ħafna tal-organizzazzjonijiet tal-enerġija jperċepisku madwar 30 sena ta’ użu qabel ma jibdew is-sostituzzjoni tal-kumpunenti ta’ 72.5 kV. B’dan il-mod, għall-istil ġdid ta’ disinn, l-operaturi jperċepisku ħsara approssimattiva ta’ 40%. Il-fatt li m’hemm ebda limitazzjoni fil-proġett għall-partijiet li jibdew jibżgħu u għall-kuntatti li jisliwu li tipikament jiffrakku mat-ta’ operazzjonijiet ripetuti ta’ ħażina ta’ falta huwa li jwassal għall-aument tar-reliabbiltà ta’ dawn id-disinni.
Ebda maniġment tal-gass, problemi relatati mal-moistura jew prodotti ta’ dekompożizzjoni tossiċi—dan it-tneħħija l-modaliżzi ewlenin ta’ falliment tas-sistemi tal-SF₆.
Is-sistemi ta’ interruzzjoni bil-vakuum jaqbdu tlett punti ewlenin ta’ falliment tas-sistema tal-gass ikkumpressa:
Ebda maniġment tal-gass: Ebda maniġment ta’ SF₆, dettazzjoni ta’ leaks jew maniġment ta’ gass reċiklat li jkun ħażin.
Immunizzazzjoni kontra l-moistura: Il-biżzerija dielettrika relatata mal-umdità, li hija l-biżzerija ewlenija tal-falliment tal-interruptur ta’ SF₆, tintbaddel.
Li ma jikkontamina xejn: M’hemmx prodotti ħarigħa ta’ fluoruri tal-metall li jkunu kontaminanti fis-sistema tal-gass.
B’reżultat, iż-żewġ studji ta’ każijiet tal-utilities wrew li r-rekwiżiti ta’ manutenzjoni naqqsu b’75%. Barra minn hekk, il-utilities iżda ġew mill-penali medji ta’ $740,000 fis-sena għall-emissjonijiet ta’ SF₆ li ġew menzzjonati fit-taħlita tal-EPA. Id-disinn b’kontatti sołidi wkoll jaħżen il-dekompożizzjoni tar-rotura tal-kontatti li ssir fit-interrupturi bil-gass wara ftit operazzjonijiet ta’ ċirkwit qasir.
Mudelli ta’ voltaj li jibdew jibdelu: Miż-Żona ta’ Voltaj Medju sal-Żona ta’ Voltaj Għoli
Impjanti
Interrutturi b’vakwu standardizzati għandhom voltaj nominali (12–145 kV) u installazzjonijiet ta’ utilities ta’ 145 kV
Il-brikkuri ta' ċirkwit bil-vakwu ġew bbażati recentement biex jibbilanċaw l-użu tagħhom fil-ġurnata ta' sistemi ta' voltajjiet medji u għolli ta' 145 kV. Il-ħolqien ta' materjali għall-kuntatti, il-vakwu, it-taħżin bil-vakwu u l-attwazzjoni elettromagnetika ħallqu l-użu tagħhom f’instalazzjonijiet ta' 145 kV. Għandhom kapacità ta' interruzjoni operattiva sa 40 kA (jiżda < 20 ms). Dawn il-brikkuri jissostitwixxu s-soluzzjonijiet ta' attrezzatura ewlenija iktar kbira fir-ranġi ta' temperaturi estensivi ħafna minn -40 sal-+55 °C u b’ikkunsiderazzjoni tal-assenza ta' gass li jikkawża ħsara ambjentali.
Teknoloġija tal-Interruttur bil-Vakwu għal 245 kV: Standards IEC 62271-100 u l-Iżvilupp ta' Interrutturi Serje Multi-Break
Il-manifatturijiet ilhom kienu jkommerċjalizzaw it-teknoloġija tal-vakwu għall-applikazzjonijiet ta’ 245 kV bil-proġetti ta’ interrupters b’ħames ħażiż. B’essenzja, huma jibnu aktar minn interrupter waħda tal-vakwu sabiex il-vultaġġ ikun distribwitu b’mod uniformi fuq aktar minn unità minn ma jkun konċentrata f’post wieħed. Dawn il-proġetti ġew reċentement konformi mal-istandards IEC 62271-100 għall-kapaċità ta’ interruzzjoni ta’ 245 kV / 50 kA, li hija breakthrough sinifikanti għall-industrija. Waħda mis-silġa tal-prottotipi hija ddizajnata biex tinterrompi l-fluss tal-kurrent f’2 ċikli elettriċi, li għamlitha 40% iktar veloċi minn interrupters tradizzjonali b’ħażiż wieħed. Barra minn hekk, din il-mudell tużah sistemi ta’ kontatti ta’ rame-użm (Cu/Cr) li jnaqqu s-sors tal-kurrent għall-biża’ ta’ < 3 A.
diversi prottotipi ewlenin ġew integrati fil-grilja Ewropea tal-enerġija minn l-aħħar sena. Il-biżaf ħaddiema esperti tal-industrija jissużżunu li t-teknoloġija tal-vakwu se tisbiet finalment b’dik tas-SF6 għall-applikazzjonijiet ta’ alta vultaġġ fejn il-preokkupazzjonijiet ambjentali huma prioritarji.
GĦILQA TAL-DOMANDI
Liema hija l-benefiċju ewlieni tal-użu tal-brikkuri ta' ċirkwitu b’vakuwm minħabba s-sistemi ta' SF6 u ta' ajru?
Meta jidher għall-istrukturi ta' għoli voltaj, il-brikkuri ta' ċirkwitu b’vakuwm għandhom ir-rikostruzzjoni iktar malajta tal-qawwa dielettrika li tirriżulta f’it-taħżin iktar malajt tal-arka u fit-tnaqqis tas-spiċċi ta' voltaj. Dan ifisser li l-brikkuri ta' ċirkwitu b’vakuwm jistgħu joħlosw fi livell iktar għoli ta' effiċjenza minn is-sistemi oħra.
Liema tista' tgħid lilija dwar id-disinn tal-brikkuri ta' SF6 li jagħmel possibbli li l-interrupturi b’vakuwm ikollu ddaħla iżżellet?
Minħabba li l-brikkuri ta' SF6 għandhom qawwa dielettrika iżda, huma meħtieqa li jkollu ħofra bejniethom iktar wiesgħa. Minħabba dan, l-interrupturi b’vakuwm jmeħtu madwar 30–40% inqas spazju mill-brikkuri ta' SF6.
Il-mexxejji b’vakkum għandhom ħajja ta’ aktar minn 20,000 operazzjoni, u għal hekk għandhom biss ħsara baxxa. Din il-baxxa ħsara tfisser li jistgħu joħlosw b’suċess għal madwar 30 sena. Din il-baxxa ħsara u l-għoli suċċess ifisser li l-mexxejji b’vakkum jistgħu jkollu kostijiet b’madwar 40% iżda mill-tekno-loġiji iżda minħabba l-ma’ ħalqa iżda u r-risiljenzji meħtieġa.
Jew hemm vantaġġ biex tintużaw il-mexxejji b’vakkum minħabba l-baħar tal-ambjent minħabba l-mexxejji b’SF6?
Oħroġ! Il-mexxejji b’vakkum it-tħassir tas-sistemi ta’ mmaniġment tal-gass, u huma wkoll immuni għall-moistura. Ma jinħolqu xejn jew biss ħafna ħafna prodotti sekondarji perikolużi. Għal hekk, hemm biss ħsara ambjentali iżda kif ukoll biss ħsara finanzjarja assoċjati mas-sistemi b’SF6.