Жаһандық энергетикалық ауысу мен ауқымды желіні жаңартуға негізделгенВакуумдық ажыратқыш(VCB) — энергетикалық жүйелердегі ең көп қолданылатын қорғаныс құрылғыларының бірі — жүйелі түрлендіруден өтуде. Бұл эволюция VCB-ларды орташа кернеудегі басым жағдайдан жоғары вольтты қолданбаларға және қарапайым коммутация функциясынан интеллектуалды тор түйіндеріне жылжытады. Өнеркәсіп VCB экологиялық таза баламалармен, цифрлық интеграциямен және қоршаған ортаға төтенше бейімделуімен сипатталатын екінші өсу қисығына енгенін кеңінен мойындайды.

I. Нарық және технология драйверлері: VCB жаңа итерация цикліне кіреді

Вакуумдық ажыратқыштардың негізгі артықшылығы - нөлдік көміртегі шығарындыларын, күшті үзу мүмкіндігін, ұзақ электрлік қызмет ету мерзімін және техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтін жұмысты ұсынатын үзу ортасында - вакуумның өзінде. Орташа кернеу диапазонында (12кВ–40,5кВ) VCB көптен бері басым шешім болды. Дегенмен, жоғары кернеу деңгейлерінде (72,5 кВ және одан жоғары) SF₆ ажыратқыштары тамаша оқшаулау көрсеткіштерінің арқасында өздерінің жетекші позициясын сақтап қалды. SF₆ жаһандық жылыну әлеуеті өте жоғары болғандықтан (CO₂-дан шамамен 23 900 есе), оны пайдалану барған сайын қатал халықаралық ережелер мен көміртегі шектеулеріне тап болады.

Бұл фон вакуумдық ажыратқыштар технологиясын жоғары вольтты беру қолданбаларына кеңейтуге нақты техникалық серпін береді. Ағымдағы техникалық дамудың негізгі бағыттары мыналарды қамтиды: бір үзілісті вакуумдық сөндіргіштердің кернеуіне төтеп беру қабілетін арттыру, 126 кВ және одан жоғарыда көп үзіліс сериялы технологияны қолдану және экологиялық таза газды оқшаулауды вакуумдық үзіліспен біріктіретін гибридті шешімдер.

Әр түрлі үзіліс орталарының қоршаған ортаға әсерін салыстыру

II. Жоғары вольтты вакуумдық технология: «Трендтен» «Инженерлік тексеруге» дейін

Вакуумдық ажыратқыштарды беру кернеуінің деңгейлеріне қолдану бірнеше негізгі техникалық қиындықтарды жеңуді талап етеді.

Біріншіден, вакуумдық сөндіргіштердің оқшаулау қабілеті. Кернеу деңгейі жоғарылаған сайын вакуумдық саңылаудың соққы алдындағы сипаттамалары, жанасу бетінің күйі және электр өрісінің біркелкілігі оқшаулау өнімділігіне айтарлықтай күшейтілген әсер етеді. Жалпы техникалық тәсілдерге контакт құрылымдарын оңтайландыру (мысалы, осьтік магнит өрісінің контактілері), үзгіштің вакуумдық деңгейін жақсарту және композиттік оқшаулау құрылымдарын қолдану кіреді.

Екіншіден, жұмыс механизмінің жоғары жылдамдықты реакциясы. Жоғары вольтты вакуумдық ажыратқыштар, әдетте, жұмыс механизмінің механикалық сипаттамаларына жоғары талаптар қоя отырып, жалпы үзу уақытының қысқаруын талап етеді. Серіппелі механизмдердің, тұрақты магнитті жетектердің және электромагниттік итеру механизмдерінің әрқайсысының жылдам ашылуы, бастапқы ашылу жылдамдығы және дисперсияны бақылау тұрғысынан өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Үшіншіден, көп үзілісті сериялық қосылымдардағы кернеуді бөлісу. 126 кВ және одан жоғары кернеу деңгейлерінде бір үзілісті вакуумды сөндіргіштердің техникалық қиындығы мен құны айтарлықтай артады, бұл көп үзілісті сериялық қосылымды практикалық инженерлік нұсқаға айналдырады. Дегенмен, көп үзілісті сериялы қосылымдар конденсаторларды бағалау немесе синхронды басқару технологиясы сияқты шешімдерді қажет ететін статикалық және динамикалық кернеуді бөлу теңгерімсіздіктерімен қиындықтарға тап болады.

Жалпыға қолжетімді салалық ақпаратқа сәйкес, бірнеше отандық және халықаралық тарату құрылғыларын өндірушілер мен ғылыми-зерттеу институттары 126 кВ деңгейінде прототипті әзірлеуді аяқтады және инженерлік валидация кезеңіне өтті. Бұл ілгерілеу салада вакуумдық коммутация технологиясын жоғары вольтты қолданбаларға кеңейту жолындағы маңызды қадам ретінде қарастырылады.

Кернеу деңгейі бойынша вакуумдық ажыратқыштардың техникалық сипаттамалары

III. Ақылды интеграция: VCB «Ауысу элементінен» «Қабылдау түйініне» дейін дамиды

Таратуды автоматтандыру және интеллектуалды пайдалану/техникалық қызмет көрсету жүйелері аясында вакуумдық ажыратқыштар жаңа рөл атқарады. Дәстүрлі VCB ақаулықтарды оқшаулауға және желіні қорғауға бағытталған. Бастапқы және қайталама біріктірілген VCB жаңа буыны ток/кернеуді сезіну, қуат жинау, жағдайды бақылау, байланыс және қорғанысты басқару функцияларын терең біріктіреді.

Атап айтқанда, салалық техникалық консенсус мыналарды қамтиды: вакуумдық сөндіргіші бар электронды аспап трансформаторларының ықшам біріктірілген конструкциясы; контроллердің қысқа тұйықталу ақауларын жылдам анықтау және жою мүмкіндігі (әдетте бірнеше цикл ішінде); жылдам автоматты қайта жабуды қолдау; және ақауларды жазу және қашықтан байланыс мүмкіндіктері.

Сонымен қатар, жаңартылатын энергия желілерін біріктіруге сұраныстың артуына байланысты VCB-ге тұрақты токтың жоғары компоненттерін үзу талабы да артып келеді. Күн, жел және энергияны сақтау жүйесінің жағындағы қысқа тұйықталу ағындары жиі тұрақты ток құрамдастарының айтарлықтай бөлігін қамтиды, бұл дәстүрлі айнымалы ток жүйелеріндегі техникалық қиындықтарды тудырады.

Бастапқы-Орташа біріктірілген Smart VCB функционалдық модульдері

Смарт интеграцияның әртүрлі деңгейлерін салыстыру

IV. Экстремалды қоршаған ортаға бейімділік: жоғары енуден қорғау сыртқы өнімдер үшін кілтке айналады

Сыртқы полюске орнатылған вакуумдық ажыратқыштар күрделі және ауыспалы ортада жұмыс істейді. Ылғал, конденсация, тұзды тұман, экстремалды температура және шаң жабдықтың істен шығуының жалпы себептері болып табылады. Олардың ішінде оқшаулаудың деградациясы және конденсациядан туындаған механизмнің коррозиясы ең маңызды мәселелер болып табылады.

Осы ауырсыну нүктесін шешу, жалпы кіруден қорғау (IP) рейтингін арттыру соңғы жылдары сыртқы VCB үшін негізгі техникалық жаңарту бағыты болды. Саладағы жетекші тәжірибелер қорғау рейтингтерін дәстүрлі IP54-тен IP67-ге немесе тіпті IP68-ге дейін көтерді. IP67 жабдықтың суға уақытша батыруға зақым келтірмей төтеп бере алатынын білдіреді, ал IP68 белгіленген жағдайларда үздіксіз су астында жұмыс істеу мүмкіндігін білдіреді.

Жоғары IP рейтингтеріне қол жеткізуге арналған негізгі технологияларға мыналар жатады: сөндіргіш пен механизм корпусы арасындағы тығыздау интерфейсінің дизайны, жұмыс механизмін коррозияға төзімді өңдеу және втулка изоляторлары мен корпус арасындағы тығыздағыш құрылымдарды оңтайландыру.

Сыртқы VCB-ларды кіруден қорғау рейтингі бойынша салыстыру