ஏன் வெற்றிட சர்க்யூட் பிரேக்கர் நவீன மின்சாரப் பொறியியலில் அதிகமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது?

எண்ணெய் தொட்டிகளிலிருந்து வெற்றிட அறைகளுக்கு: மின்சக்தி பரிமாற்றத்தில் தொழில்நுட்ப மாற்றம்

எந்த புதிதாக தொடங்கப்பட்ட நடுத்தர மின்னழுத்த மின்நிலையத்திலும் ஸ்விட்ச்கியர் வரிசையில் கிட்டத்தட்ட நிச்சயமாக வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி தொழில்நுட்பம் இருக்கும். பயனிலைகள், தொழில்துறை தொழிற்சாலைகள், தரவு மையங்கள் மற்றும் வணிகக் கட்டிடங்கள் ஆகியவற்றில் இந்த கிட்டத்தட்ட பொதுவான ஏற்றுக்கொள்ளல் எந்த விதியின்றி நிகழவில்லை. வெற்றிட இன்டர்ரப்டர் எண்ணெய், காற்று-காந்த மற்றும் SF6 வாயு பிரேக்கர்கள் போன்ற முந்தைய தொழில்நுட்பங்களால் பல ஆண்டுகளாக பிரச்சனைகளை ஏற்படுத்திய குறைபாடுகளைத் தீர்த்தது, மேலும் சுற்றுச்சூழல் ஒழுங்குமுறைகள், இயக்க பாதுகாப்பு மற்றும் பராமரிப்பு குறைப்பு போன்ற நவீன முன்னுரிமைகளுக்கு ஏற்ற நன்மைகளையும் சேர்த்தது.

இந்த மாற்றம் 1980களில் வெற்றிட இடையீட்டு உற்பத்தி முதிர்ச்சியடைந்தபோதும், எண்ணெய் மின்சார இடையீட்டு கருவிகளுக்கும் இடையேயான விலை வித்தியாசம் குறைந்தபோதும் வேகமாகத் துவங்கியது. இன்று, ஒரு வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி அதே தரத்திலான SF6 அலகுடன் ஒப்பிடும்போது கிட்டத்தட்ட சமமான விலையில் கிடைக்கிறது, முக்கிய இடையூறுகள் இன்றி 20 ஆண்டுகளுக்கு மேல் பயன்பாட்டில் இருக்கும் ஆயுளை வழங்குகிறது, மேலும் முந்தைய தொழில்நுட்பங்களுடன் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் அல்லது பாதுகாப்பு சிக்கல்களை ஏற்படுத்தாது.

எடுத்துக்கொள்ளப்படும் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பாதுகாப்பு நன்மைகள்

SF6க்கு எதிராக பூஜ்ய கார்பன் வளிமண்டல வெப்பமூட்டும் வாயு உமிழ்வுகள்

சல்பர் ஹெக்ஸாஃப்ளுரைடு (SF6) என்பது தெரிந்திருக்கும் மிக வலிமையான கார்பன் வளிமண்டல வெப்பமூட்டும் வாயு ஆகும்; இதன் உலகளாவிய வெப்பமூட்டும் திறன் CO₂ ஐ விட 23,500 மடங்கு அதிகமாகவும், வளிமண்டலத்தில் இருப்பதற்கான கால அளவு 3,200 ஆண்டுகளும் ஆகும். SF6 இடையீட்டு கருவிகள் சீல் செய்யப்பட்டிருப்பினும், மெதுவான கசிவு தவிர்க்க முடியாதது — தொழில் மதிப்பீடுகளின்படி, நிறுவப்பட்ட திறனின் வருடாந்திர கசிவு வீதம் 0.1% முதல் 1% வரை இருக்கும். ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் F-வாயு ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஜப்பான், ஆஸ்திரேலியா ஆகிய நாடுகளில் உள்ள இதே போன்ற ஒழுங்குமுறைகளின்படி, புதிய நடுத்தர மின்னழுத்த சுஇட்ச்கியரில் SF6 பயன்பாடு மேலும் கடுமையான கட்டுப்பாடுகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது.

அந்த வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி இந்த சிக்கலை முற்றிலும் நீக்குகிறது. இந்த இன்டர்ரப்டரில் உயர் வெற்றிடத்தில் மூடப்பட்ட உலோகத் தொடர்புகள் மட்டுமே உள்ளன, இவை செராமிக் அல்லது கண்ணாடி அடைப்புகளில் அடைக்கப்பட்டுள்ளன. கசிவுக்கு வழிவகுக்கும் வாயு எதுவும் இல்லை. கண்காணிக்க வேண்டிய வாயு எதுவும் இல்லை. வாழ்நாள் முடிவில் மீட்டெடுக்க வேண்டிய வாயு எதுவும் இல்லை. கார்ப்பரேட் சுற்றுச்சூழல் நிலையான இலக்குகளைக் கொண்ட நிறுவனங்கள் அல்லது கடுமையான கார்பன் வாயு அறிக்கை தேவைகளைக் கொண்ட பகுதிகளில் செயல்படும் நிறுவனங்களுக்கு, SF6 ஐ விட வெற்றிடத்தைத் தேர்வு செய்வது ஒழுங்குமுறை ஒத்துழைப்பை எளிதாக்குகிறது மற்றும் நீண்டகால சுற்றுச்சூழல் பொறுப்பைக் குறைக்கிறது.

செயல்பாட்டு பாதுகாப்பு: எண்ணெய் இல்லை, வெடிப்பு அபாயம் இல்லை

எண்ணெய் சுற்று முறியான்கள் ஒரு பேரழிவு தோற்ற முறையை வழங்கின; குறுகிய-சுற்று விற்கு வழிவகுக்கும் விற்கு எண்ணெய் வெப்பச்சிதைவு ஏற்பட்டு வெடிக்கும் வாயுக்கள் உருவாகும், மேலும் அந்த வாயுக்களை சரியாக வெளியேற்ற முடியாத நிலையில் தொட்டி வெடிக்கும். மேலும் சாதாரண பராமரிப்பு பணிகளுக்கு கூட பெரிய அளவிலான மின்காப்பு எண்ணெயை வடிகட்டி கையாள வேண்டியிருந்தது — இது தீ அபாயம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டிற்கு வழிவகுக்கும். இந்த வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி இன்டர்ரப்டரில் அதன் இன்டர்ரப்ஷன் ஊடகத்தில் எரியக்கூடிய பொருட்கள் எதுவும் இல்லை, இதனால் மின்நிலையத்தில் தீ அபாயம் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைகிறது.

வில்க வெடிப்பு ஆபத்தும் வேறுபடுகிறது. வெற்றிட இடைநிறுத்தியில், வில்கம் முழுமையாக மூடப்பட்ட சுற்றுச்சூழலுக்குள் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. பஸ்பார் இணைப்புகள் அல்லது கேபிள் முடிவுகளில் வெளிப்புற வில்க வெடிப்பு இன்னும் ஏற்படலாம், ஆனால் இடைநிறுத்தி தனியாக சாதாரண இடைநிறுத்தத்தின் போது வெளிப்புற வில்க ஆபத்தை முற்றிலும் தவிர்க்கிறது. இது IEC 62271-200 இன் படி உள் வில்க வகைப்பாடு (IAC) ஐ வரையறுக்கும் உலோக மூடிய சுஇட்ச்கியரில் பணியாளர்களின் பாதுகாப்பு அளவை தீர்மானிக்கிறது.

கிழக்கு ஆப்பிரிக்காவில் ஒரு மின்சக்தி பயன்பாட்டு மாற்று நிறுவல்

கென்யா பவர், அதன் கடைசி மைல் இணைப்புத் திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக, புதிதாக மின்சாரம் வழங்கப்பட்ட கிராமிய சமூகங்களுக்கு சேவை செய்யும் 11 கேவி மின்நிலையங்களை மேம்படுத்த வேண்டியிருந்தது. தற்போதைய வலையமைப்பு 1970கள் மற்றும் 1980களில் தயாரிக்கப்பட்ட எண்ணெய் சுஇட்ச் பிரேக்கர்களைப் பயன்படுத்தியது; அவற்றில் பல அவற்றின் வடிவமைப்பு ஆயுளை மீறிவிட்டன மற்றும் மழைக்காலத்தில் ஈரப்பதம் உள்நுழைவதால் எண்ணெயின் மின்காப்பு வலிமை குறைந்து நம்பகத்தன்மை பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தின.

பயன்பாட்டாளர் குறிப்பிட்டது வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி மேம்பாட்டுத் திட்டத்திற்கான வளைய முக்கிய அலகுகள். ஹாங்ஸின் இன்டெலிஜென்ட் டெக்னாலஜி நிறுவனத்தின் சர்வதேச விநியோக வலையமைப்பின் மூலம் வழங்கப்பட்ட இந்த அலகுகளில் பல, ஒவ்வொன்றும் 2,000 முதல் 5,000 வாடிக்கையாளர்களை சேவையளிக்கும் 11 கிலோவோல்ட் கிராமிய மின்சார விநியோக இடங்களில் பொருத்தப்பட்டன. முக்கிய அளவுகோல்: 40 மின்மாற்றிகளில் 24 மாதங்கள் செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு, எண்ணெய் முறை மின்னோட்ட உடைப்பானை அடிப்படையாகக் கொண்டு கணக்கிடப்பட்ட கட்டாய நிறுத்தத்தின் அதிர்வெண் 62% குறைந்தது. இதற்கு முக்கிய காரணம் ஈரப்பதம் காரணமாக ஏற்படும் தவறுகளை நீக்கியது ஆகும் — வெற்றிட முறை மின்னோட்ட உடைப்பானின் செயல்திறன் ஈரப்பதத்தால் பாதிக்கப்படுவதில்லை; ஆனால் எண்ணெயின் மின்காப்பு வலிமை 35 பி.பி.எம். (ppm) ஐ விட அதிகமான நீர் உள்ளடக்கத்தில் கணிசமாகக் குறைகிறது.

சொத்தின் வாழ்க்கை சுழற்சியில் பராமரிப்பு பொருளாதாரம்

மத்திய மின்னழுத்த ஸ்விட்ச்கியர் பொருட்களின் மொத்த உரிமையாளர் செலவு கணக்கீடு, வெற்றிட தொழில்நுட்பம் ஏன் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது என்பதை விளக்குகிறது. ஒரு எண்ணெய் சுற்று முறிப்பான் (oil circuit breaker) ஒவ்வொரு 2 முதல் 3 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை எண்ணெய் மாதிரியை எடுத்து மின்காப்பு சோதனை செய்ய வேண்டும்; ஒவ்வொரு 5 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை தொடுதல் பார்வையிடல் செய்ய வேண்டும்; மேலும் ஒவ்வொரு 10 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை எண்ணெயை மாற்ற வேண்டும் — இந்த ஒவ்வொரு நடவடிக்கையும் மின்சார விநியோகத்தை நிறுத்துவதை தேவைப்படுத்துகிறது. ஒரு SF6 முறிப்பான் வாயு அழுத்த கண்காணிப்பு மற்றும் காலாவதியில் வாயு தரத்தை சோதித்தல் ஆகியவற்றை தேவைப்படுத்துகிறது. ஒரு வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி இயந்திர இணைப்பு திரவத்தை பயன்படுத்தி திரவத்தை பூசுதல் மற்றும் தொடுதல் தேய்மான பரிசோதனை ஆகியவற்றை தேவைப்படுத்துகிறது — இவை இரண்டும் சுற்று மின்நிலையத்திற்கு நடைபெறும் வழக்கமான பார்வையிடல் போது, சுற்று மின்சார சேவையிலிருந்து வெளியேறாமலேயே செய்ய முடியும்.

30 ஆண்டுகள் சேவை வாழ்நாளில், ஒரு வெற்றிட முறிப்பான் நிறுவலுக்கான மொத்த பராமரிப்பு மணிநேரங்கள் பொதுவாக ஒரு ஒப்பிடத்தக்க எண்ணெய் முறிப்பானை விட 40% முதல் 60% வரை குறைவாகவும், SF6 முறிப்பானை விட 20% முதல் 30% வரை குறைவாகவும் இருக்கும். பராமரிப்பு தொழிலாளர் செலவுகள், மின்சார விநியோக நிறுத்தத்திற்கான தண்டனைகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் விலக்கு செலவுகள் ஆகியவற்றை கணக்கில் கொண்டால், வாழ்நாள் செலவு நன்மை முடிவெடுக்கும் அளவுக்கு முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாகிறது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

உள்ளே பயன்படுத்தப்படும் ஸ்விட்ச்கியரில் SF6 ஐ விட வெற்றிடம் ஏன் விரும்பப்படுகிறது?

வெற்றிட இடைநிறுத்திகள் விலக்கு விளைவுகளை உருவாக்காது, வாயு கையாளும் சாதனங்களை தேவைப்படுத்தாது, மேலும் வாயு சீழ் கண்காணிப்பு அமைப்புகளை நீக்குகின்றன. உள் நிறுவல்களுக்கு, நஞ்சுள்ள விலக்கு சிதைவு விளைபொருட்களின் இல்லாமை — SF6 விலக்குகள் ஹைட்ரஜன் ஃப்ளூரைட் உள்ளிட்ட அமில விளைபொருட்களை உருவாக்குகின்றன — மின்நிலைய காற்றாட்ட தேவைகளை எளிதாக்குகின்றன மற்றும் கட்டிடத்தில் தீ ஏற்பட்டால் தீயணைப்பாளர்களின் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துகின்றன. ஹாங்ஸின் இன்டெலிஜென்ட் டெக்னாலஜி சுவிட்ச்கியர் நிறுவல்கள் இந்த உள் பாதுகாப்பு வடிவமைப்பு கொள்கைகளைப் பின்பற்றுகின்றன.

வெற்றிட சர்க்யூட் பிரேக்கர்கள் SF6 ஐ விட அதிக அதிர்வெண்ணில் சுவிட்ச் செய்ய முடியுமா?

ஆம். வெற்றிட இடைநிறுத்திகளுக்கு தடுப்பு நேரத்தில் இயல்பாகவே குறைந்த விலக்கு ஆற்றல் உள்ளது, ஏனெனில் விலக்கு குறைந்த அரை-சுழற்சிகளில் எரிகிறது. இது மீண்டும் மீண்டும் சுவிட்ச் செய்யும் போது தொடுதல் வெப்பத்தைக் குறைத்து, தினமும் நூற்றுக்கணக்கான முறை சுவிட்ச் செய்யப்படும் விலக்கு சுற்று மாற்றிகள் போன்ற பயன்பாடுகளில் தொடுதல் ஆயுளை நீட்டிக்கிறது.

வெற்றிட சர்க்யூட் பிரேக்கர்கள் எந்த மின்னழுத்த வரம்பை உள்ளடக்கியவை?

வணிக ரீதியாக கிடைக்கும் வெற்றிட இடையூறு நிறுத்திகள் 3.6 கிலோவோல்ட் முதல் 40.5 கிலோவோல்ட் வரையிலான திட்ட மின்னழுத்தங்களை உள்ளடக்கியவை. ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் இரண்டு இடையூறு நிறுத்திகளை தொடரில் இணைத்து 84 கிலோவோல்ட் வரையிலான உயர் மின்னழுத்த பயன்பாடுகள் உள்ளன; மேலும் 145 கிலோவோல்ட் ஒற்றை-முறிவு வெற்றிட சுற்று முறிப்பான்கள் சிறப்பு பயன்பாடுகளில் தோன்றி வருகின்றன, இருப்பினும் 72.5 கிலோவோல்ட்டிற்கு மேற்பட்ட மின்னழுத்தங்களில் SF6 இன்னும் மின்னிறைவு மின்னழுத்தங்களில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது.

வெற்றிட சுற்று முறிப்பான்கள் நம்பகத்தன்மைக்காக எவ்வாறு சோதிக்கப்படுகின்றன?

IEC 62271-100 படி வகை சோதனைகளில் இயந்திர உறுதித்தன்மை (வகுப்பு M2 க்கு 10,000 செயல்பாடுகள்), தரப்பட்ட மின்னோட்டத்தில் வெப்பநிலை உயர்வு, முழு தரப்பட்ட மதிப்பில் குறுகிய சுற்று உருவாக்குதல் மற்றும் முறித்தல் சோதனைகள், மின்தேக்க மின்னோட்ட மாற்று சோதனைகள் மற்றும் மின்காப்பு தாங்குதல் சோதனைகள் ஆகியவை அடங்கும். வழக்கமான உற்பத்தி சோதனைகளில் ஒவ்வொரு இடையூறு நிறுத்திக்கும் மின்னாற்றல் அதிர்வெண் தாங்குதல், தொடர்பு மின்தடை அளவீடு மற்றும் இயந்திர நேர சரிபார்ப்பு ஆகியவை அடங்கும்.

வெற்றிட சுற்று முறிப்பான்கள் மாற்று மின்னழுத்தங்களை உருவாக்குகின்றனவா?

அவை குறிப்பாக, சுமையில்லாத மின்மாற்றியின் காந்தப்படுத்தும் மின்னோட்டம் போன்ற சிறிய தடையுள்ள மின்னோட்டங்களை மாற்றும்போது இது சாத்தியமாகும். வில்லின் அழிவு இயல்பான மின்னோட்டச் சுழியை அடைவதற்கு முன்பே திடீரென நின்றுவிடும் நிகழ்வு — இது 'மின்னோட்ட வெட்டு' (current chopping) எனப்படும் — மிகை மின்னழுத்தங்களை உருவாக்கலாம். குறைந்த வெட்டு மின்னோட்டம் (பொதுவாக 3 A-க்கு கீழ்) கொண்ட நவீன CuCr தொடுதல் பொருள்கள் மற்றும் மின்மாற்றி முனைகளில் மின்னழுத்த முறிவு தடுப்பான்களைப் பயன்படுத்துவது இதனை திறம்பட கட்டுப்படுத்துகிறது.

வெற்றிட மின்சுற்று முறிவியின் வாழ்நாள் முடிவில் அதனை எவ்வாறு பகிர்ந்தளிக்க வேண்டும்?

வெற்றிட இடைநிறுத்தி ஆபத்து விளைவிக்காத கழிவு என வகைப்படுத்தப்படுகிறது — கெரமிக் உறை மற்றும் தாமிர-குரோமியம் தொடுதல் பாகங்களில் சிறப்பு கையாளுதல் தேவைப்படும் நச்சுத்தன்மை கொண்ட பொருள்கள் எதுவும் இல்லை. இயக்க வசதி மற்றும் சட்டம் பொதுவான மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய உலோகங்களால் ஆனவை. இது SF6 முறிவிகளுக்கு சான்றளிக்கப்பட்ட வாயு மீட்பு தேவைப்படுவதையும், எண்ணெய் முறிவிகளுக்கு ஆபத்தான திரவ கழிவு நிர்வாகம் தேவைப்படுவதையும் விட வெற்றிட முறிவிகளின் வாழ்நாள் முடிவில் எளிய நிலைமையை வழங்குகிறது.