차이점 진공 회로 차단기그리고SF6 회로 차단기스위치 캐비닛에서
1. 소개
진공 회로 차단기와 SF6 회로 차단기는 스위치 캐비닛의 주요 구성 요소입니다. 유럽과 대부분의 중동 국가에서는 SF6 회로 차단기가 선호되고, 중국, 일본, 미국에서는 진공 회로 차단기가 선호됩니다. 다른 지역에서는 두 기술이 거의 동등하게 인기가 있습니다. 고유 및 저유 기술은 중국, 동유럽, 인도, 라틴 아메리카에서 여전히 소량으로 사용되고 있지만 추세는 매우 분명하며 곧 SF6 회로 차단기와 진공 기술로 대체될 것입니다. 관련 데이터에 따르면 ABB를 포함한 전기 산업의 다국적 기업은 두 기술의 개발에 상호 보완적입니다. 최근 몇 년 동안 국내외에서 두 기술의 최신 및 가장 중요한 개발은 영구 자석 액추에이터를 사용하고 스위치 캐비닛에 관련 센서 요소를 통합하는 것입니다.
2 아크 차단 특성
2.1 SF6 회로 차단기
SF6 회로 차단기는 현재 자체 송풍 시스템을 사용합니다. 자동 송풍형 회로 차단기는 작동 에너지가 비교적 작지만 단락 전류를 차단할 때 아크 에너지가 작고 전기 수명이 긴 등 성능이 좋습니다. 작은 유도 전류를 차단할 때 과전압 배수가 2.5배 미만입니다. 2.2 진공 회로 차단기
진공 회로 차단기의 접점은 개폐 시 아크 부식에 대한 저항성이 높아야 하며, 소전류를 차단할 때는 아크 전류 성능이 낮아야 합니다. 재료 연구에 따르면 구리-크롬 복합 재료가 가장 좋고 가장 만족스러운 접점 재료이며 크롬 함량이 20%~60%인 구리-크롬 복합 재료가 현재 접점의 표준 재료로 사용되고 있습니다. 처음에는 특수 접점을 사용하여 아크 접촉 표면의 방사형 자기장을 방지하여 아크 루트가 접촉 표면을 따라 지속적으로 회전하도록 하여 국부 과열 및 고르지 않은 마모를 방지했습니다. 접점 형상의 추가 개선 사항은 아크 루트를 전체 접촉 표면에 고르게 분산시킬 수 있는 축 자기장의 개발입니다.
3. 개발 추세SF6 회로IT 차단기 및 진공 회로 차단기
3.1 영구 자석 액츄에이터
표면적으로, 회로 차단기의 작동 메커니즘은 단순한 "열림-닫힘" 또는 "닫힘-열림" 기능만 실현합니다. 필요한 위치에 도달하면 위치를 변경하라는 명령을 받을 때까지 접점이 해당 위치에 남아 있도록 해야 합니다. 따라서 액추에이터는 전형적인 바이스테이블 액추에이터이며 그 성능은 매우 신뢰할 수 있어야 합니다. 과거에는 기계적 스프링과 캠 메커니즘이 오랫동안 사용되었습니다.
영구 자석 액추에이터는 고정된 적층 코어, 영구 자석, 폐쇄 및 개방 코일, 특수 전자 장치를 포함하여 연동, 개방, 폐쇄 등과 같은 모든 전자 보조 기능을 제공할 수 있으며 자체 진단 기능도 포함합니다. 전해 커패시터는 개방 및 폐쇄 코일에 필요한 충격 전력을 제공합니다. 영구 자석 액추에이터의 기계 시스템은 크게 단순화되었으며 구성 요소가 크게 감소하여 고장 가능성이 그에 따라 줄어들어 액추에이터의 유지 관리 수준이 감소합니다[2]. 새로운 진공 및 SF6 자기 액추에이터 회로 차단기는 이전 설계와 마찬가지로 서로 완벽하게 상호 교환 가능합니다. 이러한 상호 교환성을 통해 기존 스위치 캐비닛을 최소한의 투자로 다시 장착할 수 있습니다.
3.2 센서소자와 전자소자의 통합
적절한 소프트웨어와 필요한 전류 및 전압 센서 요소를 사용하여 보호 기능을 회로 차단기의 제어 시스템에 통합하여 회로 차단기를 보호 및 스위칭 기능을 갖춘 완전한 지능형 자동화 장치로 만들고 가장 높은 신뢰성 목표, 가장 적은 구성 요소 인터페이스를 달성하여 중전압 2차 배전 시스템에서 적용을 용이하게 합니다. 이는 또한 저전압 배전 시스템의 현재 개발 상태입니다.
4.기술 성능
4.1 전기 및 기계적 수명
사용 경험에 따르면 진공 회로 차단기와 SF6 회로 차단기는 모두 유지 관리가 필요 없습니다. 고품질 SF6 회로 차단기와 진공 회로 차단기는 IEC60056의 클래스 B 회로 차단기의 표준 요구 사항을 완전히 충족합니다. 즉, 클래스 B 회로 차단기는 예상 수명 내에 브레이크 구성 요소에 대한 유지 관리가 필요하지 않지만 다른 구성 요소에 대한 유지 관리만 필요합니다. IEC는 회로 차단기에 연결된 배기 라인 네트워크 및 재폐쇄 스위치 사용 여부와 같은 사용 조건에 따라 회로 차단기가 완료할 수 있어야 하는 작업 수를 규정합니다.
4.2 동작 과전압
SF6 회로 차단기는 외부 장치 없이도 낮은 작동 과전압 레벨을 갖습니다.
현대식 접점 소재를 사용한 진공 회로 차단기도 낮은 수준의 차단 전류를 보입니다. 그러나 특수한 응용 분야에서는 주로 산업 설비의 특성에 따라 달라지는 특수 과전압 제한 장치가 필요한지 여부를 판단하기 위해 자세한 시스템 매개변수 연구가 필요할 수 있습니다.
5. 응용 예제
(1) 배기 라인 및 케이블: 배기 라인 분배망을 차단하고 보호하는 데 사용되는 경우 진공 차단기와 SF6 차단기는 모두 요구 사항을 충족합니다.
(2) 변압기 : 최신 진공 차단기 및 SF6 차단기는 과전압 배수가 3.0 미만인 무부하 변압기의 여자 전류를 차단하는 데 적합합니다.
산업 장비에서 건식 변압기를 차단하기 위해 진공 회로 차단기를 사용하는 경우와 같이 특별한 경우에는 피뢰기가 권장됩니다.
(3) 모터: 회로 차단기를 사용하여 모터를 차단하는 경우 과전압 처리 문제에 충분한 주의를 기울여야 합니다. 과전압의 목표 한계는 2.5배 미만이며 두 회로 차단기로 모두 달성할 수 있습니다. 진공 회로 차단기를 사용하여 소형 모터(시동 전류 600A 미만)를 차단하는 경우 아크의 여러 번 재점화로 인해 과전압을 제한하기 위한 조치가 필요할 수 있으며 이는 매우 낮은 확률 현상입니다.
(4) 커패시터 뱅크: 두 기술 모두 재점화 없이 커패시터 뱅크 스위칭에 적용 가능합니다. 그룹으로 스위칭할 때 충격 전류를 제한하기 위해 리액터를 설치해야 할 수 있습니다. 회로 차단기의 동기 제어 기술은 이 문제에 대한 효과적인 솔루션입니다. SF6 회로 차단기는 정격 전압이 27kV 이상인 애플리케이션에 특히 권장됩니다.
(5) 아크로: 아크로의 스위칭은 빈번한 작동, 높은 전류 및 짧은 간격을 특징으로 합니다. 진공 회로 차단기는 이러한 응용 분야에 특히 적합합니다.
(6) 션트 리액터: SF6 회로 차단기는 일반적으로 과전압 배수가 2.5 미만인 션트 리액터를 스위칭하는 데 적합합니다. 진공 회로 차단기를 사용할 때 과전압을 제한하기 위한 추가 조치가 필요할 수 있습니다.
(7) 전기화 철도 견인 : 원칙적으로 두 회로 차단기 모두 사용 가능하나, 일부 저주파 전원 공급 응용 분야(예: 16.67Hz)에서는 진공 회로 차단기를 권장합니다.
6. 결론
사용 관점에서 SF6 회로 차단기와 진공 회로 차단기는 상호 보완적인 기술입니다. 경제적 요인, 사용자 선호도, 국가 습관, 제조 역량 및 특수 스위칭 요구 사항은 회로 차단기 유형을 결정할 때 의사 결정권자에게 주요 요인입니다. 회로 차단기를 작업 조건에 맞추고 빈번한 스위칭과 같은 특수 요구 사항은 회로 차단기 유형 선택에 영향을 미치는 추가 요인일 수 있습니다. 이때 최상의 선택을 하기 위해 포괄적인 연구가 필요할 수 있습니다.
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