El núcleo del sistema de energía de alto voltaje-interruptor de circuito SF6

Descripción general

El interruptor de circuito SF6 es una pizca de alto voltaje que utiliza gas de hexafluoruro de azufre (SF6) como medio de arco y medio aislante. Se conoce como el núcleo de la cuadrícula de potencia de alto voltaje. Con su capacidad única de extinción de ARC y eficiencia estable, se usa ampliamente en varios sistemas de energía y redes de transmisión y distribución. Es un equipo clave para garantizar el funcionamiento seguro de la red eléctrica. Se divide principalmente en un alto voltaje de 72.5kV y un voltaje superior y medio de 3.6kV ~ 72.5kV. La función central del interruptor del circuito SF6 es cortar rápidamente la corriente de falla y proteger el equipo de la rejilla de alimentación del cortocircuito o el daño por sobrecarga.

一. ¿Qué es un interruptor de circuito SF6?

El interruptor de circuito SF6 es una pizca de altavoces de alto voltaje que utiliza gas de hexafluoruro de azufre (SF6) como medio aislante y de extinción de arco. Se usa principalmente para cortar rápidamente las corrientes de fallas en circuitos (como cortocircuitos o sobrecargas) para evitar daños al equipo de la red eléctrica. Su rango de voltaje de funcionamiento cubre 3.6kV a 800kV y se usa ampliamente en sistemas de energía de voltaje medio, alto voltaje y ultra alto voltaje.

二. ¿Cómo funciona el interruptor del circuito SF6?

1. Principio: El papel de SF6 Gas

Medio aislante: la resistencia a aislamiento del gas SF6 es de 2 a 3 veces mayor que la del aire, lo que puede aislar efectivamente las piezas vivas en condiciones de alto voltaje.

Medio de extinción de arco: las moléculas SF6 tienen una electronegatividad fuerte y pueden absorber rápidamente la energía de arco para lograr la extinción de arco de microsegundos.

Estabilidad: después de la descomposición a alta temperatura del arco, el 99% del gas SF6 se puede recombinar rápidamente sin contaminantes residuales.

2. Todo el proceso de extinción de arco

Separación de contacto: la corriente de falla desencadena el interruptor del circuito para que funcione, y los contactos se separan rápidamente y se genera un arco.

Compresión de gas: el mecanismo de operación impulsa el pistón para comprimir el gas SF6, formando un flujo de aire de alta velocidad que sopla hacia el arco para reducir el grado de ionización.

Absorción de energía: las moléculas SF6 capturan electrones libres, suprimen el arco de continuar, extinguir rápidamente el arco y lograr la desconexión de la corriente.

Recuperación de aislamiento: después de extinguir el arco, el gas SF6 restaura inmediatamente la resistencia al aislamiento para evitar que el arco reavive y garantice que el circuito esté completamente desconectado.

三. Estructura del núcleo y componentes del interruptor de circuito SF6

1. Cámara de extinción de arco

Material: resina de cerámica o epoxi resistente a alta temperatura.

Diseño: Tipo de gas comprimido (presión única y doble presión) o estructura de extinción de arco de autoceneración, adecuada para diferentes niveles de corriente.

2. Sistema de gas

Cámara de gas: cavidad sellada llena de gas SF6 (presión nominal 0.4 ~ 0.6MPa).

Monitoreo de presión: el relé de densidad monitorea la presión del gas en tiempo real y desencadena el bloqueo o la señal de alarma.

3. Mecanismo operativo

Mecanismo de almacenamiento de energía de primavera: económico y confiable, adecuado para el sistema de voltaje medio.

Mecanismo hidráulico/neumático: torque de salida grande, utilizado para disyuntores de alto voltaje y gran capacidad.

Mecanismo eléctrico inteligente: sensor integrado, soporte de apertura remota y control de cierre.

4. Estructura de soporte de aislamiento

Tipo de columna de porcelana: diseño estándar, fuerte capacidad contra la contaminación.

Tipo de aislante compuesto: la chaqueta de goma de silicona reduce el peso y tiene un mejor rendimiento a prueba de explosión.

四. Ventajas de los interruptores de circuitos SF6

1. Capacidad de ruptura súper: puede cortar la corriente de cortocircuito de hasta 80ka, superando con creces los interruptores de circuito de vacío ordinarios.

2. Vida mecánica súper larga: vida mecánica de hasta 10,000 operaciones, y puede cumplir con 2,000 ciclo de ruptura de capacidad total y sin mantenimiento hasta 20 años.

3. Diseño compacto: el alto aislamiento de SF6 hace que el volumen del equipo sea 40% más pequeño que los interruptores de circuitos aislados de aire, ahorrando espacio de subestación.

4. Adaptabilidad súper fuerte: estructura completamente sellada, puede funcionar de manera estable en -30 ° C a +40 ° C, alta humedad o ambiente polvoriento. Ciclo sin mantenimiento hasta 20 años.

五. Innovación tecnológica futura de interruptores de circuitos SF6

1. SF6 Alternativas

Gas mixto: SF6/N₂ o SF6/CF4 Gas mixto, reduciendo el consumo de SF6 y GWP en un 30%~ 50%.

2. Alternativas sin SF6:

Rompedor de circuito de aire seco: comercializado en el campo de voltaje medio (≤40.5kv), GWP = 0.

Rompedor de circuito de vacío + Gas ecológico: en desarrollo en el campo de alto voltaje (como el gas C5-FK).

3. Tecnología de recuperación y regeneración

Dispositivo de recuperación SF6: el gas con una pureza de ≥99.9% se puede reciclar para reducir los costos de operación y mantenimiento.

Tratamiento de descomposición: la tecnología de arco o plasma de alta temperatura descompone SF6 en azufre y fluoruro inofensivos.

4. Actualización inteligente

Sistema de monitoreo de condición: los sensores incorporados monitorean la densidad del gas, el desgaste de contacto, la vibración mecánica y el mantenimiento predictivo.

六. Escenarios de aplicación de interruptores de circuitos SF6

Red de transmisión de alto voltaje: se usa en subestaciones de 500 kV y superiores para proteger transformadores y líneas de transmisión.

Red de energía urbana: integrado en SIG (SwitchGear con aislamiento de gas), adecuado para subestaciones urbanas con espacio limitado.

Nueva estación de energía energética: estación de refuerzo para centrales eléctricas y estaciones de energía fotovoltaica, resistencia a las frecuentes operaciones de inicio frecuentes.

Sistema de energía industrial: protección de la línea entrante para altas cargas de corriente, como plantas de acero y plantas químicas.

Conclusión

Los interruptores de circuitos SF6 son los dispositivos de protección central de los sistemas de energía de alto voltaje de corriente debido a su capacidad de ruptura eficiente. En el futuro, la industria está acelerando su transición a tecnologías ecológicas. Con el desarrollo de la tecnología, surgirán gases más seguros y limpios.Lugao Power Co., Ltd.Combinará el rendimiento con la protección del medio ambiente y adoptará activamente la innovación para enfrentar los desafíos y las oportunidades de transformación energética. ¡Elija Lugao para obtener soluciones personalizadas de interruptores del circuito SF6 para proporcionar una protección eficiente, confiable y sostenible para su sistema de energía!