Il nucleo del sistema di alimentazione ad alta tensione-Interruttore SF6

Panoramica

L'interruttore SF6 è un quadro ad alta tensione che utilizza gas esafluoruro di zolfo (SF6) come mezzo di estinzione e isolamento. È noto come il nucleo della griglia di potenza ad alta tensione. Con la sua capacità di estinzione dell'arco unico ed efficienza stabile, è ampiamente utilizzata in vari sistemi di alimentazione e reti di trasmissione e distribuzione. È un'attrezzatura chiave per garantire il funzionamento sicuro della griglia elettrica. È principalmente diviso in un'alta tensione di 72,5 kV e superiore e media tensione di 3,6 kV ~ 72,5 kV. La funzione core dell'interruttore SF6 è quella di tagliare rapidamente la corrente di guasto e proteggere le apparecchiature della griglia di alimentazione da un corto circuito o un danno da sovraccarico.

一. Cos'è un interruttore SF6?

L'interruttore SF6 è un quadro ad alta tensione che utilizza gas esafluoruro di zolfo (SF6) come mezzo isolante e che estende l'arco. Viene utilizzato principalmente per tagliare rapidamente le correnti di guasto nei circuiti (come cortocircuiti o sovraccarichi) per evitare danni alle apparecchiature della rete elettrica. La sua gamma di tensione operativa copre da 3,6 kV a 800kV ed è ampiamente utilizzato in sistemi di alimentazione a media tenda, alta tensione e ultra-alta.

二. Come funziona l'interruttore SF6?

1. Principio: il ruolo del gas SF6

Medium isolante: la resistenza all'isolamento del gas SF6 è da 2 a 3 volte quella dell'aria, che può effettivamente isolare le parti vive in condizioni di alta tensione.

Medium di estinzione ad arco: le molecole SF6 hanno una forte elettronegatività e possono assorbire rapidamente energia arco per ottenere l'estinzione dell'arco di microsecondi.

Stabilità: dopo la decomposizione ad alta temperatura dell'arco, il 99% del gas SF6 può essere rapidamente ricombinato senza inquinanti residui.

2. L'intero processo di estinzione

Separazione dei contatti: la corrente di guasto innesca l'interruttore per funzionare e i contatti vengono rapidamente separati e viene generato un arco.

Compressione del gas: il meccanismo operativo spinge il pistone a comprimere il gas SF6, formando un flusso d'aria ad alta velocità che soffia verso l'arco per ridurre il grado di ionizzazione.

Assorbimento di energia: le molecole SF6 catturano elettroni liberi, sopprimono l'arco dal continuare, estingue rapidamente l'arco e raggiunge la disconnessione corrente.

Recupero dell'isolamento: dopo che l'arco è stato estinto, il gas SF6 ripristina immediatamente la resistenza all'isolamento per impedire all'arco di riaccendere e assicurarsi che il circuito sia completamente disconnesso.

三. Struttura del nucleo e componenti dell'interruttore SF6

1. Camera di estinzione ad arco

Materiale: resina ceramica o epossidica resistente alla temperatura ad alta temperatura.

Progettazione: tipo di gas compresso (singola pressione e doppia pressione) o struttura di estinzione di auto-energia, adatto a diversi livelli di corrente.

2. Sistema del gas

Camera a gas: cavità sigillata riempita con gas SF6 (pressione nominale 0,4 ~ 0,6 MPA).

Monitoraggio della pressione: il relè di densità monitora la pressione del gas in tempo reale e innesca il blocco o il segnale di allarme.

3. Meccanismo operativo

Meccanismo di accumulo di energia a molla: economico e affidabile, adatto per il sistema di media tensione.

Meccanismo idraulico/pneumatico: grande coppia di uscita, utilizzata per interruttori ad alta tensione e grandi capacità.

Meccanismo elettrico intelligente: sensore integrato, supporto di apertura e controllo di chiusura remoto.

4. Struttura di supporto isolante

Tipo di colonna in porcellana: design standard, forte capacità anti-inquinamento.

Tipo di isolante composito: la giacca in gomma silicone riduce il peso e ha prestazioni a prova di esplosione migliori.

四. Vantaggi degli interruttori SF6

1. Capacità di rottura super forte: può tagliare la corrente di corto circuito fino a 80ka, superando di gran lunga gli interruttori di aspirazione ordinari.

2. Life meccanica super lunga: vita meccanica fino a 10.000 operazioni e può soddisfare 2.000 rotture a piena capacità, ciclo senza manutenzione fino a 20 anni.

3. Progettazione compatta: l'elevato isolamento di SF6 rende il volume dell'apparecchiatura più piccolo del 40% rispetto agli interruttori isolati dall'aria, risparmiando spazio di sottostazione.

4. Adattabilità super forte: struttura completamente sigillata, può funzionare stabilmente da -30 ° C a +40 ° C, alta umidità o ambiente polveroso. Ciclo senza manutenzione fino a 20 anni.

五. Innovazione tecnologica futura degli interruttori di circuiti SF6

1. Alternative SF6

Gas misto: gas misto SF6/N₂ o SF6/CF4, riducendo il consumo di SF6 e GWP del 30%~ 50%.

2. Alternative senza sf6:

Interruttore di aria secca: commercializzato nel campo di media tensione (≤40.5kV), GWP = 0.

Interruttore a vuoto + gas ecologico: in fase di sviluppo nel campo ad alta tensione (come il gas C5-FK).

3. Tecnologia di recupero e rigenerazione

Dispositivo di recupero SF6: il gas con una purezza di ≥99,9% può essere riciclato per ridurre i costi di funzionamento e manutenzione.

Trattamento di decomposizione: l'arco ad alta temperatura o la tecnologia plasmatica decompone SF6 in zolfo e fluoro innocuo.

4. Aggiornamento intelligente

Sistema di monitoraggio delle condizioni: i sensori integrati monitorano la densità del gas, l'usura di contatto, le vibrazioni meccaniche e la manutenzione predittiva.

六. Scenari di applicazione degli interruttori di circuiti SF6

Rete di trasmissione ad alta tensione: utilizzata in sottostazioni da 500kV e sopra per proteggere i trasformatori e le linee di trasmissione.

Grid di potenza urbana: integrato in GIS (quadri isolati a gas), adatti a sottostazioni urbane con spazio limitato.

Nuova centrale elettrica energetica: stazione booster per centrali elettriche e centrali elettriche fotovoltaiche, resistendo a frequenti operazioni di avvio.

Sistema di energia industriale: protezione della linea in arrivo per carichi ad alta corrente come impianti in acciaio e impianti chimici.

Conclusione

Gli interruttori SF6 sono i dispositivi di protezione centrale degli attuali sistemi di alimentazione ad alta tensione a causa della loro efficiente capacità di rottura. In futuro, l'industria sta accelerando la sua transizione alle tecnologie ecologiche. Con lo sviluppo della tecnologia, emergeranno gas più sicuri e più puliti.Lugao Power Co., Ltd.combinerà le prestazioni con la protezione ambientale e abbraccerà attivamente l'innovazione per affrontare le sfide e le opportunità di trasformazione dell'energia. Scegli Lugao per ottenere soluzioni personalizzate per gli interruttori SF6 per fornire una protezione efficiente, affidabile e sostenibile per il tuo sistema di alimentazione!