Stellen Sie sich die katastrophalen Folgen vor, wenn ein Stromnetzsystem plötzliche Ausfälle wie Blitzeinschläge oder Kurzschlüsse in der Ausrüstung erleidet. Wenn der massive, momentane Strom nicht sofort unterbrochen werden kann, könnten die Folgen verheerend sein. In Ultrahochspannungs- (UHV-) Wechselstromübertragungssystemen dienen Leistungsschalter (CBs) als kritische "Sicherheitsventile", die innerhalb von Millisekunden reagieren müssen, um sowohl die Systemstabilität als auch die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten.
Unter den verschiedenen Arten von Leistungsschaltern haben sich Schwefelhexafluorid- (SF6-) Schalter als die bevorzugte Wahl für UHV-Anwendungen herauskristallisiert. Der Grund liegt in den außergewöhnlichen Isolations- und Lichtbogenlöscheigenschaften von SF6-Gas.
In UHV-Umgebungen, in denen die Spannungspegel extrem hoch sind, werden die Anforderungen an die Isoliermedien außergewöhnlich streng. Herkömmliche Ölschalter und Luftschalter sind anfällig für Ausfälle unter Hochspannung, während Vakuumschalter trotz bestimmter Vorteile immer noch mit Einschränkungen in Bezug auf Kapazität und Zuverlässigkeit für UHV-Anwendungen konfrontiert sind.
SF6-Gas ist ein synthetisches Inertgas mit einer dielektrischen Festigkeit, die 2-3 mal höher ist als die von Luft . Das bedeutet, dass SF6-Gas im gleichen Volumen höheren Spannungen ohne Durchschlag standhalten kann, was eine überlegene Isolationsleistung gewährleistet. Noch wichtiger ist, dass SF6-Gas eine hervorragende Lichtbogenlöschfähigkeit aufweist.
Wenn ein Leistungsschalter den Stromfluss unterbrechen muss, bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Kontakten. SF6-Gas absorbiert schnell die Energie des Lichtbogens, kühlt ihn ab und löscht ihn, um eine schnelle, zuverlässige Unterbrechung zu erreichen. Diese schnelle Lichtbogenlöschfähigkeit ist entscheidend für den Schutz der UHV-Netzausrüstung und die Verhinderung einer Eskalation von Fehlern.
Darüber hinaus bieten SF6-Leistungsschalter Vorteile wie Betriebsstabilität und minimale Wartungsanforderungen. Aufgrund der chemischen Stabilität und Zersetzungsbeständigkeit von SF6-Gas haben diese Schalter eine lange Lebensdauer und verlängerte Wartungsintervalle, wodurch die Betriebskosten gesenkt werden.
SF6-Gas stellt jedoch Umweltbedenken als starkes Treibhausgas dar. Daher müssen bei der Konstruktion und dem Betrieb von SF6-Leistungsschaltern Maßnahmen ergriffen werden, um Gaslecks zu minimieren , während die Forschung nach alternativen Gasen für umweltfreundlichere Energiesysteme fortgesetzt wird.
Mit ihrer überlegenen Isolationsleistung, der leistungsstarken Lichtbogenlöschfähigkeit und der Betriebsstabilität spielen SF6-Leistungsschalter eine entscheidende Rolle in UHV-Wechselstromübertragungssystemen als kritische Ausrüstung, die die Netzsicherheit und -stabilität gewährleistet. Trotz der ökologischen Herausforderungen werden SF6-Leistungsschalter durch technologische Innovationen und die Erforschung alternativer Lösungen auch in Zukunft den zuverlässigen Betrieb von UHV-Stromnetzen sichern.