คำตอบโดยตรง
การดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็ก, สูญญากาศ และ SF6 เป็นวิธีการพื้นฐานที่แตกต่างกันสามวิธีในการดับอาร์กในเซอร์กิตเบรกเกอร์ การดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าในการยืดและทำให้อาร์กเย็นลงในอากาศ (พบได้ทั่วไปใน MCCB และ ACB สูงถึง 6.3kA), เทคโนโลยีสุญญากาศกำจัดตัวกลางไอออนไนซ์ทั้งหมดเพื่อการดับอย่างรวดเร็วใน 3-8ms (เหมาะสำหรับระบบ 3-40.5kV) ในขณะที่ก๊าซ SF6 ใช้ประโยชน์จากค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีที่เหนือกว่าเพื่อดูดซับอิเล็กตรอนอิสระและให้ความสามารถในการตัดกระแสเกิน 100kA ในการใช้งานแรงดันสูงถึง 800kV ทางเลือกระหว่างเทคโนโลยีเหล่านี้ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า ขนาดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ โดยการดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กครองตลาดอุตสาหกรรมแรงดันต่ำ, สุญญากาศเป็นผู้นำในตลาดแรงดันปานกลาง และ SF6 ยังคงมีความจำเป็นสำหรับการส่งผ่านแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษแม้จะมีข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม.
สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- ระบบดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็ก ใช้แรงลอเรนซ์ (F = I × B) เพื่อขับอาร์กเข้าไปในแผ่นแยก ทำให้เกิดแรงดันอาร์ก 80-200V ในการออกแบบที่กะทัดรัด เหมาะสำหรับ MCCB และ ACB ขนาด 16-1600A
- Vacuum circuit breakers ใช้ประโยชน์จากการไม่มีตัวกลางไอออนไนซ์เพื่อดับอาร์กภายในไมโครวินาทีที่กระแสเป็นศูนย์ ทำให้ไม่ต้องบำรุงรักษาสำหรับการทำงานเชิงกล 10,000+ รอบ
- เทคโนโลยี SF6 ให้ความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกมากกว่าอากาศ 2-3 เท่า และการดับอาร์กที่ยอดเยี่ยมผ่านการจับอิเล็กตรอน ทำให้สามารถตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิน 63kA ที่แรงดันไฟฟ้าในการส่ง
- เกณฑ์การคัดเลือก ต้องสร้างสมดุลระหว่างความสามารถในการตัดกระแส (พิกัด kA), ระดับแรงดันไฟฟ้า, อายุการใช้งานของหน้าสัมผัส, ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (SF6 มีค่า GWP ของ CO2 23,900 เท่า) และข้อกำหนดในการบำรุงรักษา
- แนวทางแบบผสมผสาน กำลังเกิดขึ้น รวมถึงตัวขัดขวางสุญญากาศพร้อมระบบช่วยแม่เหล็กสำหรับการใช้งาน DC และทางเลือก SF6 โดยใช้ส่วนผสมของฟลูออโรไนไตรล์เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ความท้าทายในการดับอาร์ก: ทำไมเทคโนโลยีถึงมีความสำคัญ
เมื่อหน้าสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์แยกออกจากกันภายใต้โหลด จะเกิดอาร์กไฟฟ้า ซึ่งเป็นช่องพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูง (15,000-20,000°C) ที่พยายามรักษากระแสไฟฟ้าให้ไหลอย่างต่อเนื่องแม้จะมีการแยกหน้าสัมผัสทางกายภาพ อาร์กนี้แสดงถึงปรากฏการณ์ที่ทำลายล้างมากที่สุดอย่างหนึ่งในระบบไฟฟ้า ซึ่งสามารถทำให้หน้าสัมผัสทองแดงกลายเป็นไอ, จุดไฟ และทำให้เกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างร้ายแรง หากไม่ดับภายในไม่กี่มิลลิวินาที.
ความท้าทายพื้นฐานอยู่ที่ลักษณะการดำรงอยู่ได้ด้วยตนเองของอาร์ก พลาสมามีอิเล็กตรอนอิสระและอนุภาคไอออนที่สร้างเส้นทางนำไฟฟ้า ในขณะที่ความร้อนที่รุนแรงของอาร์กจะสร้างตัวนำประจุมากขึ้นอย่างต่อเนื่องผ่านการแตกตัวเป็นไอออนด้วยความร้อน การทำลายวงจรนี้ต้องใช้วิธีการที่ซับซ้อนตามหลักฟิสิกส์ ซึ่งจะกำจัดตัวกลางไอออนไนซ์, เพิ่มความต้านทานของอาร์กเกินระดับที่ยั่งยืน หรือใช้ประโยชน์จากการตัดข้ามศูนย์ของกระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติในระบบ AC.
เทคโนโลยีเซอร์กิตเบรกเกอร์สมัยใหม่ใช้วิธีการดับอาร์กหลักสามวิธี ซึ่งแต่ละวิธีใช้ประโยชน์จากหลักการทางกายภาพที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจกลไกเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิศวกรไฟฟ้าที่ระบุอุปกรณ์ป้องกัน, ผู้จัดการโรงงานที่บำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ และผู้ผลิตเช่น VIOX Electric ที่ออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์รุ่นต่อไปสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม, เชิงพาณิชย์ และสาธารณูปโภค.
เทคโนโลยีการดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็ก: การควบคุมอาร์กด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า
หลักการทางกายภาพ
การดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กใช้ประโยชน์จากกฎแรงลอเรนซ์ โดยที่ตัวนำกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กจะได้รับแรงตั้งฉาก: F = I × L × B (โดยที่ I คือกระแสอาร์ก, L คือความยาวอาร์ก และ B คือความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก) ในเซอร์กิตเบรกเกอร์ แรงแม่เหล็กไฟฟ้านี้จะขับอาร์กออกจากหน้าสัมผัสหลักไปยังรางอาร์กที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งมีแผ่นแยก.
กระบวนการเริ่มต้นเมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกันและเกิดอาร์ก กระแสที่ไหลผ่านอาร์กจะทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวรหรือขดลวดดับอาร์กด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจร ปฏิกิริยานี้สร้างแรงที่ขับอาร์กขึ้นและออกไปด้านนอกด้วยความเร็วที่เกิน 100 m/s ยืดออกไปในบริเวณที่เย็นกว่าซึ่งสามารถเกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้.
การออกแบบรางอาร์กและแผ่นแยก
ระบบดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กสมัยใหม่ใช้รางอาร์กที่มีแผ่นแยกเฟอร์โรแมกเนติก 7-15 แผ่น (โดยทั่วไปคือเหล็กหรือเหล็กเคลือบทองแดง) โดยเว้นระยะห่าง 2-5 มม. เมื่ออาร์กที่ยืดยาวเข้าไปในราง จะแบ่งออกเป็นอาร์กแบบอนุกรมหลายชุดข้ามช่องว่างแต่ละแผ่น การแบ่งส่วนนี้มีหน้าที่สำคัญสามประการ:
- ผลการคูณแรงดันไฟฟ้า: แต่ละส่วนของอาร์กจะพัฒนาแรงดันไฟฟ้าแอโนดและแคโทดของตัวเอง (ประมาณ 15-20V ต่อส่วน) เมื่อมี 10 แผ่นสร้างช่องว่าง 9 ช่อง แรงดันไฟฟ้ารวมของอาร์กสามารถเข้าถึง 135-180V ซึ่งเกินแรงดันไฟฟ้าระบบอย่างมากและบังคับให้กระแสเป็นศูนย์.
- การระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้น: แผ่นโลหะทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อน ดึงพลังงานความร้อนออกจากพลาสมาอาร์กอย่างรวดเร็ว แผ่นเหล็กให้คุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีที่ช่วยเพิ่มแรงดับ ในขณะที่รุ่นเคลือบทองแดงช่วยลดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมชุดราง.
- การสร้างก๊าซ: ความร้อนจากอาร์กจะทำให้ส่วนประกอบรางอาร์กที่เป็นพอลิเมอร์หรือเส้นใยกลายเป็นไอ สร้างก๊าซดีไอออนไนซ์ที่อุดมด้วยไฮโดรเจน ซึ่งช่วยระบายความร้อนและดับอาร์ก การปล่อยก๊าซที่ควบคุมได้นี้เป็นคุณสมบัติการออกแบบโดยเจตนาในห้องอาร์กของ MCCB หลายแห่ง.
VIOX MCCB ใช้ประโยชน์จากรูปทรงเรขาคณิตของรางอาร์กที่ปรับให้เหมาะสมโดยมีการเว้นระยะห่างของแผ่นที่ก้าวหน้า – แคบกว่าที่ทางเข้าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการจับอาร์ก, กว้างกว่าที่ด้านบนเพื่อรองรับการขยายตัวของอาร์ก – ทำให้สามารถตัดกระแสได้อย่างน่าเชื่อถือใน 10-16ms ที่กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่กำหนดสูงสุด 100kA.
การใช้งานและข้อจำกัด
เทคโนโลยีการดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กครองตลาดเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำในหลายประเภท:
- เซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก (MCB): การใช้งานในที่พักอาศัย/เชิงพาณิชย์ 6-125A โดยใช้ระบบแม่เหล็กแบบง่ายที่มีแผ่นแยก 4-6 แผ่น
- เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบขึ้นรูป (MCCB): ม้างานอุตสาหกรรม 16-1600A พร้อมรางอาร์กที่ซับซ้อนซึ่งมีความสามารถในการตัดกระแส 6-100kA
- แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ (ACB): ขนาดเฟรม 800-6300A พร้อมขดลวดดับอาร์กด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่สำหรับการดับอาร์กในอากาศเปิดสูงสุด 100kA
ข้อจำกัดหลักคือระดับแรงดันไฟฟ้า การดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กกลายเป็นเรื่องที่ไม่สามารถปฏิบัติได้จริงเมื่อสูงกว่า 1000V AC เนื่องจากต้องมีการแยกหน้าสัมผัสและขนาดรางอาร์กที่มากเกินไป นอกจากนี้ การใช้งาน DC ยังก่อให้เกิดความท้าทายเนื่องจากไม่มีการตัดข้ามศูนย์ของกระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติ – เบรกเกอร์ดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็ก DC ต้องการความเร็วในการเปิดหน้าสัมผัสที่เร็วกว่า 3-5 เท่า (3-5 m/s เทียบกับ 1-2 m/s สำหรับ AC) และอาจยังคงมีปัญหากับการจุดระเบิดอาร์กซ้ำ.
เทคโนโลยีเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ: การกำจัดตัวกลาง
ข้อได้เปรียบของสุญญากาศ
เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ (VCB) ใช้วิธีการที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง: กำจัดตัวกลางไอออนไนซ์ทั้งหมด การทำงานที่ความดันต่ำกว่า 10⁻⁴ Pa (ประมาณหนึ่งในล้านของความดันบรรยากาศ) ตัวขัดขวางสุญญากาศมีโมเลกุลของก๊าซน้อยมากจนพลาสมาอาร์กไม่สามารถดำรงอยู่ได้ด้วยกลไกการแตกตัวเป็นไอออนแบบเดิม.
เมื่อหน้าสัมผัส VCB แยกออกจากกัน อาร์กจะก่อตัวขึ้นในขั้นต้นผ่านไอโลหะที่ระเหยออกมาจากพื้นผิวหน้าสัมผัสด้วยความร้อนที่รุนแรง อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่เกือบสมบูรณ์แบบ ไอโลหะนี้จะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปยังพื้นผิวป้องกันโดยรอบ ซึ่งจะควบแน่นและแข็งตัว ที่การตัดข้ามศูนย์ของกระแสไฟฟ้าครั้งต่อไป (ในระบบ AC) อาร์กจะดับลงตามธรรมชาติ และช่องว่างหน้าสัมผัสจะฟื้นตัวความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกในอัตราที่พิเศษ – สูงถึง 20kV/μs เทียบกับ 1-2kV/μs ในอากาศ.
การฟื้นตัวของไดอิเล็กตริกอย่างรวดเร็วนี้ป้องกันการจุดระเบิดอาร์กซ้ำ แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ฟื้นตัวจะเพิ่มขึ้นข้ามหน้าสัมผัส กระบวนการขัดขวางทั้งหมดเกิดขึ้นภายใน 3-8 มิลลิวินาที ซึ่งเร็วกว่าระบบดับอาร์กด้วยสนามแม่เหล็กอย่างมาก.
การออกแบบหน้าสัมผัสและการแพร่กระจายของอาร์ก
หน้าสัมผัส VCB ใช้รูปทรงเรขาคณิตพิเศษเพื่อควบคุมพฤติกรรมของอาร์กและลดการสึกกร่อนของหน้าสัมผัส:
- หน้าสัมผัสแบบชน มีพื้นผิวเรียบหรือโค้งเล็กน้อยที่เหมาะสำหรับกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า 10kA อาร์กจะรวมตัวกันที่จุดเดียว ทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่ แต่มีการผลิตที่เรียบง่าย.
- หน้าสัมผัสแบบเกลียวหรือรูปถ้วย รวมช่องหรือร่องที่สร้างสนามแม่เหล็กตามแนวแกน (AMF) เมื่อกระแสไฟฟ้าไหล สนามที่สร้างขึ้นเองนี้จะทำให้อาร์กหมุนอย่างรวดเร็วรอบพื้นผิวหน้าสัมผัส (สูงถึง 10,000 rpm) กระจายการสึกกร่อนอย่างสม่ำเสมอและป้องกันจุดร้อนที่เข้มข้น หน้าสัมผัส AMF มีความจำเป็นสำหรับ VCB แรงดันปานกลางที่รองรับกระแสไฟฟ้าขัดขวาง 25-40kA.
ตัวเรือนตัวขัดขวางสุญญากาศ – โดยทั่วไปคือเซรามิกหรือแก้วเซรามิก – ต้องรักษาการปิดผนึกอย่างแน่นหนาเป็นเวลา 20-30 ปี ในขณะที่ทนต่อแรงกระแทกทางกลและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ เกราะโลหะภายในป้องกันการสะสมของไอโลหะบนพื้นผิวฉนวน ซึ่งจะทำให้ความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกลดลง.
ลักษณะการทำงาน
เทคโนโลยีสุญญากาศมีข้อได้เปรียบที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานแรงดันปานกลาง (3kV ถึง 40.5kV):
- การทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษา: ไม่มีตัวกลางดับอาร์กที่ต้องสิ้นเปลือง, ไม่มีการตรวจสอบก๊าซ, ไม่มีการทำความสะอาดหน้าสัมผัส อายุการใช้งานเชิงกลโดยทั่วไปเกิน 10,000 ครั้งที่กระแสไฟฟ้าที่กำหนด โดยมีอายุการใช้งานทางไฟฟ้า 50-100 ครั้งของการขัดขวางกระแสไฟฟ้าเต็มที่.
- ขนาดกะทัดรัด: การไม่มีรางอาร์กและอ่างเก็บน้ำก๊าซช่วยให้ลดขนาดลงได้ 40-60% เมื่อเทียบกับเบรกเกอร์ SF6 ที่เทียบเท่ากัน แผง VCB 12kV ครอบครองพื้นที่ประมาณ 0.4m² เทียบกับ 0.7m² สำหรับเทคโนโลยี SF6.
- ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม: ไม่มีก๊าซพิษ, ไม่มีความเสี่ยงจากไฟไหม้, ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ตัวขัดขวางสุญญากาศสามารถรีไซเคิลได้อย่างเต็มที่เมื่อหมดอายุการใช้งาน.
- การทำงานที่รวดเร็ว: การดับอาร์ก 3-8ms ช่วยให้สามารถปิดใหม่ได้อย่างรวดเร็วสำหรับการล้างข้อผิดพลาดชั่วคราวในเครือข่ายการจำหน่าย.
ข้อจำกัดหลักยังคงเป็นระดับแรงดันไฟฟ้า เหนือ 40.5kV ช่องว่างหน้าสัมผัสที่จำเป็นสำหรับความทนทานต่อไดอิเล็กตริกกลายเป็นเรื่องที่ไม่สามารถปฏิบัติได้จริง และความท้าทายในการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ เทคโนโลยีสุญญากาศยังประสบปัญหาในการขัดขวาง DC – การไม่มีการตัดข้ามศูนย์ของกระแสไฟฟ้าหมายความว่าอาร์กสามารถคงอยู่ได้อย่างไม่มีกำหนดเว้นแต่จะมีการบังคับให้ดับผ่านวงจรภายนอก.
เทคโนโลยีเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6: กลไกการดักจับอิเล็กตรอน
คุณสมบัติของก๊าซ SF6
ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (SF6) ได้ปฏิวัติการออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงสูงด้วยคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่เป็นพิษนี้มีความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกสูงกว่าอากาศ 2.5 เท่าที่ความดันบรรยากาศ และ 2-3 เท่าที่ความดันใช้งานทั่วไป (4-6 บาร์สัมบูรณ์) ที่สำคัญกว่านั้น SF6 มีความเป็นอิเล็กโตรเนกาติฟสูง ซึ่งจะดักจับอิเล็กตรอนอิสระอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างไอออนลบที่เสถียร (SF6⁻).
กลไกการดักจับอิเล็กตรอนนี้เป็นกุญแจสำคัญสู่ความเหนือกว่าในการดับอาร์กของ SF6 เมื่อเกิดอาร์กในก๊าซ SF6 พลาสมาจะมีอิเล็กตรอนอิสระที่รักษาการนำไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม โมเลกุล SF6 จะจับกับอิเล็กตรอนเหล่านี้อย่างรวดเร็ว เปลี่ยนให้เป็นไอออนลบที่มีน้ำหนักมากและค่อนข้างไม่เคลื่อนที่ กระบวนการนี้จะลดจำนวนตัวนำไฟฟ้าที่มีอยู่เพื่อรักษาอาร์กอย่างมาก ทำให้สามารถดับได้ที่กระแสเป็นศูนย์.
สัมประสิทธิ์การจับของ SF6 สูงกว่าอากาศประมาณ 100 เท่า ซึ่งหมายความว่าการดักจับอิเล็กตรอนเกิดขึ้นเร็วกว่าหลายเท่า เมื่อรวมกับค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม (SF6 จะกำจัดความร้อนออกจากคอลัมน์อาร์กได้อย่างมีประสิทธิภาพ) ทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการดับอาร์กอย่างรวดเร็วในการใช้งานแรงสูง.
การออกแบบแบบ Puffer และ Self-Blast
เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 สมัยใหม่ใช้เทคนิคการขัดขวางอาร์กหลักสองวิธี:
- เบรกเกอร์แบบ Puffer ใช้พลังงานกลจากกลไกการทำงานเพื่อบีบอัดก๊าซ SF6 ในกระบอกสูบ Puffer เมื่อหน้าสัมผัสแยกจากกัน ก๊าซที่ถูกบีบอัดจะพ่นผ่านหัวฉีดข้ามอาร์กด้วยความเร็วสูง (ใกล้ 300 ม./วินาที) พร้อมกันกับการระบายความร้อนของพลาสมาและกวาดอนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออนออกจากช่องว่างของหน้าสัมผัส การรวมกันของการไหลของก๊าซแบบบังคับ การดักจับอิเล็กตรอน และการระบายความร้อนด้วยความร้อนจะดับอาร์กภายใน 10-20 มิลลิวินาที แม้ที่กระแสไฟฟ้าขัดข้องที่เกิน 63kA.
- เบรกเกอร์แบบ Self-blast (การขยายตัวทางความร้อน) กำจัดกระบอกสูบ Puffer โดยใช้ความร้อนจากอาร์กเพื่อสร้างแรงดันที่เพิ่มขึ้นแทน อาร์กจะก่อตัวขึ้นในห้องปิดผนึกซึ่งการขยายตัวทางความร้อนสร้างความแตกต่างของแรงดันที่ขับเคลื่อนการไหลของก๊าซผ่านอาร์ก การออกแบบนี้ช่วยลดความซับซ้อนทางกลและพลังงานในการทำงาน ทำให้เหมาะสำหรับการสลับการทำงานบ่อยครั้ง การออกแบบ Self-blast สมัยใหม่รวมกลไก Puffer เสริมเพื่อการขัดขวางกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่เชื่อถือได้.
การออกแบบทั้งสองใช้หัวฉนวน (โดยทั่วไปคือ PTFE) ที่กำหนดรูปร่างการไหลของก๊าซและทนทานต่อการโจมตีทางความร้อนของอาร์ก รูปทรงของหัวฉีดมีความสำคัญ หากแคบเกินไป การไหลของก๊าซจะปั่นป่วน (ลดประสิทธิภาพการระบายความร้อน) หากกว้างเกินไป อาร์กจะกระจายตัวโดยไม่มีการระบายความร้อนที่เพียงพอ.
การใช้งานไฟฟ้าแรงสูง
เทคโนโลยี SF6 ครอบงำคลาสแรงดันไฟฟ้าในการส่งและส่งต่อ:
- 72.5kV ถึง 145kV: การใช้งานสถานีย่อยการกระจายมาตรฐานที่มีความสามารถในการขัดขวาง 31.5-40kA
- 245kV ถึง 420kV: การป้องกันเครือข่ายการส่งที่มีความสามารถในการกระแสไฟฟ้าขัดข้อง 50-63kA
- 550kV ถึง 800kV: ระบบแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษที่ SF6 ยังคงเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วเพียงอย่างเดียวสำหรับการขัดขวางอาร์กที่เชื่อถือได้
ตัวขัดขวาง SF6 ตัวเดียวสามารถขัดขวางกระแสไฟฟ้าที่ต้องใช้ขวดสุญญากาศหลายขวดต่ออนุกรม ตัวอย่างเช่น เบรกเกอร์ SF6 145kV ใช้ตัวขัดขวางหนึ่งตัวต่อเฟส ในขณะที่การออกแบบสุญญากาศที่เทียบเท่ากันจะต้องใช้ตัวขัดขวาง 4-6 ตัวต่ออนุกรม ซึ่งเพิ่มความซับซ้อน ต้นทุน และโหมดความล้มเหลวอย่างมาก.
ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและทางเลือกอื่น
ข้อเสียที่สำคัญของ SF6 คือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน (GWP) 23,900 เท่าของ CO2 และอายุการใช้งานในชั้นบรรยากาศที่เกิน 3,200 ปี SF6 จึงเป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่ทรงพลังที่สุด แม้ว่าอุตสาหกรรมจะพยายามลดการรั่วไหล (เบรกเกอร์สมัยใหม่มีอัตราการรั่วไหลต่อปี <0.1%) ความเข้มข้นของ SF6 ในชั้นบรรยากาศยังคงเพิ่มขึ้น.
สิ่งนี้ได้ผลักดันให้มีการวิจัยอย่างเข้มข้นเกี่ยวกับทางเลือกอื่นของ SF6:
- ส่วนผสมของฟลูออโรไนไตรล์ (C4F7N + ก๊าซบัฟเฟอร์ CO2) ให้ประสิทธิภาพไดอิเล็กตริก 80-90% ของ SF6 โดยมี GWP <1% อย่างไรก็ตาม ส่วนผสมเหล่านี้ต้องการแรงดันใช้งานที่สูงขึ้นและมีช่วงอุณหภูมิต่ำกว่า.
- การออกแบบไฮบริดสุญญากาศ-SF6 ใช้ตัวขัดขวางสุญญากาศสำหรับส่วนแรงดันไฟฟ้าปานกลางและ SF6 น้อยที่สุดเฉพาะในกรณีที่จำเป็นอย่างยิ่ง ลดปริมาณก๊าซทั้งหมดลง 60-80%.
- เทคโนโลยีอากาศสะอาด ใช้ลมอัดหรือไนโตรเจนกับการออกแบบหัวฉีดขั้นสูง เหมาะสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 145kV แม้ว่าจะมีขนาดใหญ่กว่า SF6 ที่เทียบเท่ากัน.
แม้จะมีการพัฒนาเหล่านี้ SF6 ยังคงมีความจำเป็นสำหรับการใช้งาน 245kV+ ที่ยังไม่มีทางเลือกอื่นที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในราคาและความน่าเชื่อถือที่เทียบเคียงได้.
การวิเคราะห์เปรียบเทียบ: เมทริกซ์การเลือกเทคโนโลยี
การเลือกเทคโนโลยีการดับอาร์กที่เหมาะสมต้องสร้างสมดุลระหว่างปัจจัยทางเทคนิคและเศรษฐกิจหลายประการ ตารางเปรียบเทียบต่อไปนี้สังเคราะห์พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก:
| พารามิเตอร์ | ระเบิดแม่เหล็ก | เครื่องดูดฝุ่น | SF6 |
|---|---|---|---|
| ช่วงแรงดันไฟฟ้า | สูงสุด 1kV AC | 3kV – 40.5kV | 12kV – 800kV |
| อัตรากระแสไฟฟ้าทั่วไป | 16A – 6,300A | 630A – 4,000A | 630A – 5,000A |
| การขัดจังหวะความจุ | 6kA – 100kA | 25kA – 50kA | 31.5kA – 100kA+ |
| เวลาดับอาร์ก | 10-20 มิลลิวินาที | 3-8ms | 10-20 มิลลิวินาที |
| ชีวิตเครื่องจักร | 10,000 – 25,000 ครั้ง | 30,000 – 50,000 ครั้ง | 10,000 – 30,000 ครั้ง |
| อายุการใช้งานทางไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้าเต็ม) | 25-50 ครั้ง | 50-100 ครั้ง | 100-200 ครั้ง |
| ช่วงเวลาการบำรุงรักษา | 1-2 ปี | 5-10 ปี | 2-5 ปี |
| ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม | น้อยที่สุด | ไม่มี | สูง (GWP 23,900) |
| ขนาด (สัมพัทธ์) | ปานกลาง | เล็ก | ใหญ่ |
| ต้นทุนเริ่มต้น | ต่ำ | ปานกลาง | สูง |
| ต้นทุนการดำเนินงาน | ปานกลาง | ต่ำ | ปานกลาง-สูง |
| ความสามารถ DC | จำกัด (มีการปรับเปลี่ยน) | ไม่ดี (ต้องมีการสับเปลี่ยนแบบบังคับ) | ดี (มีการออกแบบพิเศษ) |
| การลดพิกัดความสูง | จำเป็นเหนือ 1,000 ม. | น้อยที่สุด | จำเป็นเหนือ 1,000 ม. |
| ระดับเสียง | Moderate | ต่ำ | ปานกลาง-สูง |
| อันตรายจากไฟไหม้ | ต่ำ (ผลิตภัณฑ์อาร์ก) | ไม่มี | ไม่มี |
คำแนะนำเฉพาะการใช้งาน
- โรงงานอุตสาหกรรม (480V-690V): Magnetic blowout MCCB และ ACB ให้ความสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพที่เหมาะสม VIOX MCCB ที่มีหน่วยปลดแบบ Thermal-magnetic และความสามารถในการขัดขวาง 50kA เหมาะสำหรับศูนย์ควบคุมมอเตอร์ บอร์ดจ่ายไฟ และการใช้งานป้องกันเครื่องจักรส่วนใหญ่.
- อาคารพาณิชย์ (สูงสุด 15kV): เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศให้การทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษา เหมาะสำหรับเจ้าหน้าที่ไฟฟ้าที่มีจำนวนจำกัด สวิตช์เกียร์ที่ติดตั้ง VCB ช่วยลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานผ่านช่วงเวลาการบริการที่ยาวนานขึ้นและขจัดภาระในการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม.
- สถานีไฟฟ้าย่อยของการไฟฟ้า (72.5kV+): เทคโนโลยี SF6 ยังคงมีความจำเป็นสำหรับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าส่งที่เชื่อถือได้ แม้จะมีความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม สวิตช์เกียร์หุ้มฉนวนแก๊ส (GIS) ที่ทันสมัยพร้อมการตรวจสอบ SF6 และการตรวจจับการรั่วไหล ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในขณะที่ให้การติดตั้งที่กะทัดรัดและทนทานต่อสภาพอากาศ.
- ระบบพลังงานหมุนเวียน: การใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมมีการใช้เทคโนโลยีสุญญากาศเพิ่มขึ้นสำหรับระบบรวบรวมแรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง (12-36kV) โดยมีเบรกเกอร์ DC แบบเป่าด้วยแม่เหล็กสำหรับการจัดเก็บแบตเตอรี่และการป้องกันสตริง PV ลักษณะที่ไม่ต้องบำรุงรักษาเหมาะสำหรับการติดตั้งระยะไกล.
- ศูนย์ข้อมูลและสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ: เบรกเกอร์แบบสุญญากาศหรือแบบเป่าด้วยแม่เหล็กอากาศหลีกเลี่ยงข้อกำหนดการรายงานด้านสิ่งแวดล้อมของ SF6 ในขณะที่ให้การป้องกันที่เชื่อถือได้ เวลาในการขัดขวางที่รวดเร็ว (3-8ms สำหรับสุญญากาศ) ช่วยลดระยะเวลาแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะระหว่างการเคลียร์ข้อผิดพลาด.
ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพ: ฟิสิกส์การดับอาร์ค
การทำความเข้าใจความแตกต่างของฟิสิกส์พื้นฐานจะช่วยอธิบายลักษณะประสิทธิภาพ:
| กลไกทางกายภาพ | ระเบิดแม่เหล็ก | เครื่องดูดฝุ่น | SF6 |
|---|---|---|---|
| วิธีการดับหลัก | การยืดตัวของอาร์ค + การระบายความร้อน | การกำจัดตัวกลาง | การดักจับอิเล็กตรอน + การระบายความร้อน |
| การพัฒนาแรงดันไฟฟ้าอาร์ค | 80-200V (แผ่นแยก) | 20-50V (ช่องว่างสั้น) | 100-300V (การบีบอัดแก๊ส) |
| การฟื้นตัวของความแข็งแรงของไดอิเล็กตริก | 1-2 kV/μs | 15-20 kV/μs | 3-5 kV/μs |
| กลไกการกำจัดไอออน | การระบายความร้อนด้วยแก๊ส + การรวมตัวใหม่ | การแพร่ของไอโลหะ | การยึดติดของอิเล็กตรอน (SF6⁻) |
| การพึ่งพา Current Zero | สูง (AC เท่านั้น) | สูง (AC เท่านั้น) | ปานกลาง (สามารถขัดขวาง DC ได้) |
| อัตราการกัดกร่อนของหน้าสัมผัส | สูง (0.1-0.5 มม. ต่อ 1000 การทำงาน) | ปานกลาง (0.01-0.05 มม. ต่อ 1000 การทำงาน) | ต่ำ (0.005-0.02 มม. ต่อ 1000 การทำงาน) |
| การกระจายพลังงานอาร์ค | แผ่นแยก + แก๊ส | พื้นผิวสัมผัส + โล่ | การบีบอัดแก๊ส + หัวฉีด |
| การพึ่งพาแรงดัน | น้อยที่สุด | วิกฤต (ความสมบูรณ์ของสุญญากาศ) | สูง (ความหนาแน่นของแก๊ส) |
| ความไวต่ออุณหภูมิ | ปานกลาง (-40°C ถึง +70°C) | ต่ำ (-50°C ถึง +60°C) | สูง (-30°C ถึง +50°C สำหรับ SF6 มาตรฐาน) |
เทคโนโลยีเกิดใหม่และแนวโน้มในอนาคต
อุตสาหกรรมเซอร์กิตเบรกเกอร์กำลังประสบกับนวัตกรรมที่สำคัญซึ่งขับเคลื่อนโดยกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน และการแปลงเป็นดิจิทัล:
- เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตต (SSCBs) การใช้เซมิคอนดักเตอร์กำลัง (IGBTs, SiC MOSFETs) ช่วยขจัดหน้าสัมผัสทางกลทั้งหมด ทำให้ได้เวลาขัดขวางต่ำกว่ามิลลิวินาที แม้ว่าปัจจุบันจะจำกัดอยู่เพียงการใช้งาน DC แรงดันต่ำ (ศูนย์ข้อมูล การชาร์จ EV) แต่เทคโนโลยี SSCB กำลังก้าวไปสู่ระบบ AC แรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง การไม่มีการสึกหรอทางกลช่วยให้สามารถใช้งานได้หลายล้านครั้ง แม้ว่าต้นทุนเซมิคอนดักเตอร์ยังคงสูงเกินไปสำหรับการใช้งานในระดับสาธารณูปโภค.
- เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบไฮบริด รวมหน้าสัมผัสทางกลสำหรับการนำไฟฟ้าตามปกติ (ลดการสูญเสีย) กับเส้นทางเซมิคอนดักเตอร์แบบขนานสำหรับการขัดขวางที่รวดเร็วเป็นพิเศษ ในระหว่างสภาวะความผิดปกติ กระแสจะสับเปลี่ยนไปยังกิ่งเซมิคอนดักเตอร์ภายในไมโครวินาที จากนั้นจะขัดขวางผ่านการปิดเครื่องที่ควบคุมได้ แนวทางนี้เหมาะสำหรับการส่ง HVDC ที่เบรกเกอร์ทั่วไปต้องดิ้นรนกับการดับอาร์ค DC.
- เทคโนโลยีดิจิทัลทวิน ช่วยให้สามารถบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้ผ่านการตรวจสอบความต้านทานหน้าสัมผัสอย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพของกลไกการทำงาน และ (สำหรับเบรกเกอร์ SF6) คุณภาพของแก๊ส อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องตรวจจับรูปแบบการเสื่อมสภาพก่อนเกิดความล้มเหลว ปรับช่วงเวลาการบำรุงรักษาให้เหมาะสม และลดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน.
- การวิจัยแก๊สทางเลือก ยังคงทวีความรุนแรงขึ้น โดยขณะนี้มีการใช้ส่วนผสมของฟลูออโรไนไตรล์ (C4F7N/CO2) ในเบรกเกอร์ 145kV เชิงพาณิชย์ ผู้สมัครรุ่นต่อไป ได้แก่ ฟลูออโรคีโตนและสารเพอร์ฟลูออริเนตที่มี GWP <100 อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครเทียบได้กับ SF6 ในด้านความแข็งแรงของไดอิเล็กตริก ประสิทธิภาพการดับอาร์ค และช่วงอุณหภูมิ.
ส่วนคำถามที่พบบ่อย
ถาม: เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบเป่าด้วยแม่เหล็กสามารถขัดขวางกระแส DC ได้หรือไม่
ตอบ: เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบเป่าด้วยแม่เหล็กมาตรฐานที่ออกแบบมาสำหรับ AC ไม่สามารถขัดขวาง DC ได้อย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากไม่มีการตัดข้ามกระแสเป็นศูนย์ตามธรรมชาติ เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบเป่าด้วยแม่เหล็กที่ได้รับการจัดอันดับ DC ต้องมีการออกแบบเฉพาะที่มีความเร็วในการเปิดหน้าสัมผัสเร็วกว่า 3-5 เท่า การกำหนดค่ารางอาร์คที่ได้รับการปรับปรุงด้วยแผ่นแยก 15-25 แผ่น และกลไกการดับอาร์คเสริมบ่อยครั้ง ถึงกระนั้น ความสามารถในการขัดขวางโดยทั่วไปจะจำกัดอยู่ที่ 1000V DC และ 10kA สำหรับพิกัด DC ที่สูงกว่า เทคโนโลยีสุญญากาศหรือโซลิดสเตตเป็นที่ต้องการมากกว่า.
ถาม: เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศรักษาความสมบูรณ์ของสุญญากาศได้นานเท่าใด
ตอบ: อินเตอร์รัปเตอร์สุญญากาศที่มีคุณภาพจะรักษาสุญญากาศในการทำงาน (<10⁻⁴ Pa) เป็นเวลา 20-30 ปีภายใต้สภาวะปกติ ซีลสุญญากาศใช้การบัดกรีโลหะกับเซรามิกหรือการซีลแก้วกับโลหะที่ไม่เสื่อมสภาพตามกาลเวลา อย่างไรก็ตาม ความสมบูรณ์ของสุญญากาศอาจถูกบุกรุกโดยการกระแทกทางกลระหว่างการขนส่ง การกัดกร่อนของหน้าสัมผัสมากเกินไปที่สร้างอนุภาคโลหะ หรือข้อบกพร่องในการผลิต การทดสอบประจำปีโดยใช้การทดสอบทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงจะตรวจสอบคุณภาพสุญญากาศโดยอ้อม—แรงดันไฟฟ้าพังทลายบ่งชี้ถึงการสูญเสียสุญญากาศ.
ถาม: ทำไม SF6 ยังคงถูกใช้แม้จะมีความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม
ตอบ: SF6 ยังคงมีความจำเป็นสำหรับแรงดันไฟฟ้าส่ง (245kV+) เนื่องจากไม่มีเทคโนโลยีทางเลือกใดที่ให้ประสิทธิภาพเทียบเท่าในราคาและความน่าเชื่อถือที่เทียบเคียงได้ เบรกเกอร์ SF6 420kV ขัดขวางความผิดปกติ 63kA ได้อย่างน่าเชื่อถือในขนาดที่กะทัดรัด การบรรลุเป้าหมายนี้ด้วยสุญญากาศจะต้องใช้อินเตอร์รัปเตอร์ 8-12 ตัวต่ออนุกรม (เพิ่มโอกาสที่จะเกิดความล้มเหลวอย่างมาก) ในขณะที่แก๊สทางเลือกยังไม่ได้ให้ความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกที่เพียงพอ อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนไปใช้ทางเลือก SF6 ที่แรงดันไฟฟ้าจำหน่าย (72.5-145kV) แต่การใช้งานในการส่งไม่มีการเปลี่ยนที่พิสูจน์แล้ว.
ถาม: อะไรเป็นสาเหตุของการเชื่อมหน้าสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์ และเทคโนโลยีต่างๆ ป้องกันได้อย่างไร
ตอบ: การเชื่อมหน้าสัมผัสเกิดขึ้นเมื่อความร้อนจากอาร์คหลอมละลายพื้นผิวสัมผัส ทำให้เกิดพันธะทางโลหะ ระบบเป่าด้วยแม่เหล็กใช้หน้าสัมผัสอาร์คโดยเฉพาะ (โลหะผสมทองแดง-ทังสเตนที่เสียสละ) ที่ดูดซับพลังงานอาร์คในขณะที่ปกป้องหน้าสัมผัสหลัก เบรกเกอร์สุญญากาศใช้หน้าสัมผัสทองแดง-โครเมียมที่มีความต้านทานสูงต่อการเชื่อม บวกกับการดับอาร์คอย่างรวดเร็วช่วยลดการถ่ายเทความร้อน เบรกเกอร์ SF6 ใช้การระเบิดของแก๊สเพื่อทำให้หน้าสัมผัสเย็นลงทันทีหลังจากการแยก ป้องกันการก่อตัวของการเชื่อม แรงดันสัมผัสที่เหมาะสม (โดยทั่วไปคือ 150-300N) และสารเคลือบป้องกันการเชื่อมยังช่วยได้อีกด้วย.
ถาม: ระดับความสูงมีผลต่อประสิทธิภาพของเซอร์กิตเบรกเกอร์อย่างไร
ตอบ: ระดับความสูงช่วยลดความหนาแน่นของอากาศ ซึ่งส่งผลต่อเบรกเกอร์แบบเป่าด้วยแม่เหล็กและ SF6 ที่แตกต่างกัน เบรกเกอร์แบบเป่าด้วยแม่เหล็กประสบปัญหาประสิทธิภาพการระบายความร้อนลดลงที่ระดับความสูง 1,000 เมตร—โดยทั่วไปแล้วการลดพิกัดประมาณ 10% ต่อ 1,000 เมตร เบรกเกอร์ SF6 รักษาความหนาแน่นของแก๊สผ่านโครงสร้างที่ปิดสนิท ดังนั้นผลกระทบจากระดับความสูงจึงน้อยที่สุด เว้นแต่จะเปิดเบรกเกอร์เพื่อทำการบำรุงรักษา เบรกเกอร์สุญญากาศไม่ได้รับผลกระทบจากระดับความสูงเนื่องจากทำงานในสุญญากาศโดยไม่คำนึงถึงแรงดันภายนอก สำหรับการติดตั้งที่สูงกว่า 2,000 เมตร โปรดปรึกษาเส้นโค้งการลดพิกัดของผู้ผลิตหรือระบุการออกแบบที่ชดเชยระดับความสูง.
ถาม: ฉันสามารถติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ใหม่ด้วยเทคโนโลยีสุญญากาศได้หรือไม่
ตอบ: โดยทั่วไปแล้ว การเปลี่ยนโดยตรงไม่สามารถทำได้เนื่องจากเบรกเกอร์ SF6 และสุญญากาศมีขนาดการติดตั้ง กลไกการทำงาน และอินเทอร์เฟซการควบคุมที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตเสนอการเปลี่ยนสุญญากาศแบบ “ดรอปอิน” สำหรับกลุ่มสวิตช์เกียร์ SF6 ทั่วไป โดยรักษาการเชื่อมต่อบัสบาร์และขนาดแผงควบคุมเดิมไว้ สิ่งนี้ต้องเปลี่ยนชุดเซอร์กิตเบรกเกอร์ทั้งหมด แต่หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนสวิตช์เกียร์ การปรับปรุงใหม่นี้ช่วยลดการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของ SF6 ลดต้นทุนการบำรุงรักษา และมักจะปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ปรึกษาผู้ผลิตเช่น VIOX Electric เพื่อประเมินความเข้ากันได้.
สรุป: การจับคู่เทคโนโลยีกับการใช้งาน
การเลือกเทคโนโลยีการดับอาร์คเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง ระบบเป่าด้วยแม่เหล็กให้การป้องกันที่คุ้มค่าสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมแรงดันต่ำ ซึ่งการออกแบบที่กะทัดรัดและความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์แล้วมีความสำคัญมากที่สุด เทคโนโลยีสุญญากาศครองการจำหน่ายแรงดันไฟฟ้าขนาดกลางผ่านการทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษาและความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม SF6 ยังคงมีความจำเป็นสำหรับแรงดันไฟฟ้าส่ง แม้จะมีความกังวลเกี่ยวกับก๊าซเรือนกระจก แต่แก๊สทางเลือกกำลังค่อยๆ เข้ามาแทนที่ในระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า.
สำหรับวิศวกรไฟฟ้าที่ระบุอุปกรณ์ป้องกัน เมทริกซ์การตัดสินใจต้องพิจารณาถึงระดับแรงดันไฟฟ้า ขนาดกระแสไฟฟ้าผิดปกติ กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม ความสามารถในการบำรุงรักษา และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ 480V ใช้ MCCB แบบเป่าด้วยแม่เหล็กอย่างเหมาะสม สวิตช์เกียร์จำหน่าย 12kV ได้ประโยชน์จากเทคโนโลยีสุญญากาศ สถานีไฟฟ้าย่อย 145kV อาจยังคงต้องใช้ SF6 แม้จะมีค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อม.
ในขณะที่อุตสาหกรรมมีการพัฒนาไปสู่การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน ระบบไฟฟ้ากระแสตรง และมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดยิ่งขึ้น เทคโนโลยีเกิดใหม่ เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตตและก๊าซทางเลือก จะค่อยๆ ปรับเปลี่ยนภูมิทัศน์นี้ อย่างไรก็ตาม ฟิสิกส์พื้นฐานของการดับอาร์ค ไม่ว่าจะด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า การกำจัดตัวกลาง หรือการดักจับอิเล็กตรอน จะยังคงควบคุมการออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ไปอีกหลายทศวรรษ.
VIOX Electric ยังคงพัฒนาเทคโนโลยีทั้งสามอย่างต่อเนื่องผ่านทางศูนย์วิจัยและโรงงานผลิตของเรา โดยมอบโซลูชันการดับอาร์คที่เหมาะสมที่สุดสำหรับลูกค้าในภาคอุตสาหกรรม พาณิชยกรรม และสาธารณูปโภค สำหรับทุกระดับแรงดันไฟฟ้าและการใช้งาน หากต้องการข้อกำหนดทางเทคนิค คำแนะนำในการเลือก หรือโซลูชันเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบกำหนดเอง โปรดติดต่อทีมวิศวกรของเรา.
แหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
- อาร์กในเบรกเกอร์คืออะไร? – คู่มือทางเทคนิคฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับฟิสิกส์และการก่อตัวของอาร์ค
- การทำความเข้าใจการตัดวงจรของเซอร์กิตเบรกเกอร์: บทบาทสำคัญของอาร์คไฟฟ้า – เจาะลึกปรากฏการณ์อาร์ค
- ประเภทของเบรกเกอร์ – คู่มือการจำแนกประเภทที่ครอบคลุม
- MCCB กับ MCB – การเปรียบเทียบเบรกเกอร์แรงดันต่ำ
- คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับเบรกเกอร์วงจรอากาศ (ACB) – การใช้งาน Magnetic Blowout
- เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC vs AC: ความแตกต่างที่สำคัญ – ความท้าทายในการดับอาร์คในระบบ DC
- พิกัดเบรกเกอร์: ICU, ICS, ICW, ICM – ทำความเข้าใจความสามารถในการตัดกระแส
- คู่มือเบรกเกอร์จำกัดกระแสไฟฟ้า (Current Limiting Circuit Breaker Guide) ของเรา – เทคนิคแรงดันอาร์คขั้นสูง
- คู่มือ MCCB แบบ Single Break vs Double Break – ผลกระทบของการกำหนดค่าหน้าสัมผัส
- ACB vs VCB – การเปรียบเทียบเทคโนโลยีอากาศกับสุญญากาศ
