คู่มือการเลือกเบรกเกอร์: วิธีการเลือกประเภท SF6/สุญญากาศสำหรับระบบไฟฟ้าของคุณ

คู่มือการเลือกเบรกเกอร์: วิธีการเลือกประเภท SF6/สุญญากาศสำหรับระบบไฟฟ้าของคุณ

เบรกเกอร์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญในระบบไฟฟ้ากำลัง ซึ่งทำให้สามารถตัดกระแสไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยในกรณีเกิดข้อผิดพลาด เพื่อปกป้องอุปกรณ์และบุคลากร การเลือกเบรกเกอร์ที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ระบบมีความน่าเชื่อถือ ปลอดภัย และมีประสิทธิภาพ ในระบบแรงดันปานกลาง เทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมสูงสุดคือ SF6 เครื่องตัดวงจร และเบรกเกอร์แบบสุญญากาศ แต่ละประเภทมีข้อดี ข้อจำกัด และการใช้งานที่เหมาะสมแตกต่างกันไป

คู่มือนี้จะช่วยแนะนำคุณเกี่ยวกับความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเทคโนโลยี SF6 และแบบสุญญากาศ ปัจจัยที่ควรพิจารณาในการเลือก และวิธีการเลือกให้เหมาะสมกับ เครื่องตัดวงจร ความต้องการเฉพาะของระบบไฟฟ้าของคุณ

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเบรกเกอร์ในระบบไฟฟ้า

เบรกเกอร์วงจรทำหน้าที่หลักสองประการ ได้แก่

• ตัดกระแสไฟฟ้าเมื่อเกิดภาวะโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจร

• เป็นตัวกลางในการตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์โดยการใช้มือ เพื่อการบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนแปลงการดำเนินงาน

แม้เบรกเกอร์วงจรทุกชนิดจะทำหน้าที่พื้นฐานเหล่านี้ แต่เทคโนโลยีที่ใช้ในการดับอาร์กไฟฟ้าเมื่อ контакต์เปิดออก ถือเป็นคุณสมบัติที่กำหนดลักษณะเฉพาะ

เบรกเกอร์วงจร SF6: ภาพรวมเทคโนโลยี

เบรกเกอร์วงจร SF6 (ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูโอไรด์) ใช้ก๊าซ SF6 ที่ถูกอัดความดันเป็นทั้งตัวฉนวนและตัวดับอาร์กไฟฟ้า เมื่อ контакต์ของเบรกเกอร์แยกออกจากกัน จะเกิดอาร์กไฟฟ้า ก๊าซ SF6 จะช่วยลดอุณหภูมิและทำให้อาร์กไฟฟ้าสูญเสียไอออนได้อย่างรวดเร็ว จึงสามารถดับอาร์กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติหลักของเบรกเกอร์วงจร SF6

• มีความแข็งแรงของฉนวนสูงมาก ทำให้ออกแบบตัวเครื่องให้กะทัดรัดได้

• มีความสามารถในการตัดกระแสสูง เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องรับภาระหนัก

• ทำงานเงียบขณะทำการตัดต่อวงจร

• ประสิทธิภาพที่คงที่ภายใต้ช่วงสภาวะแวดล้อมที่หลากหลาย

ข้อจำกัด

• SF6 เป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพสูง โดยมีค่าศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนสูงกว่า CO₂ หลายพันเท่า

• ต้องใช้ระบบจัดการและระบบกู้คืนก๊าซเฉพาะทาง

• การตรวจสอบแรงดันก๊าซเป็นระยะๆ มีความจำเป็นเพื่อรักษาประสิทธิภาพการใช้งาน

เบรกเกอร์แบบสุญญากาศ: ภาพรวมเทคโนโลยี

เบรกเกอร์แบบสุญญากาศจะดับอาร์กไฟฟ้าภายในตัวตัดที่ปิดสนิทในสภาพสุญญากาศ เมื่อขั้วสัมผัสเปิดออก สุญญากาศจะป้องกันไม่ให้อาร์กไฟฟ้าคงอยู่ ทำให้สามารถตัดวงจรได้อย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติหลักของเบรกเกอร์แบบสุญญากาศ

• การดับอาร์กไฟฟ้าที่รวดเร็วมาก ช่วยลดการสึกหรอของขั้วสัมผัส

• ไม่มีก๊าซติดไฟได้หรือก๊าซเรือนกระจก

• บำรุงรักษาน้อย ตัวตัดถูกปิดผนึกตลอดอายุการใช้งาน

• อายุการใช้งานทางกลและไฟฟ้ายาวนาน

ข้อจำกัด

• ความสามารถในการตัดวงจรต่ำกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ SF6 ในงานที่มีแรงดันสูงมาก

• ขนาดทางกายภาพใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์แบบ SF6 เมื่อใช้ที่แรงดันสูง

การเปรียบเทียบเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิด SF6 และแบบสุญญากาศ

เมื่อต้องเลือกระหว่างเทคโนโลยี SF6 และแบบสุญญากาศ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาเปรียบเทียบตามปัจจัยด้านประสิทธิภาพและการดำเนินงานหลายประการ

การดับวงโค

• SF6: การดับอาร์กไฟฟ้าได้ดีเยี่ยมในสถานการณ์ที่มีแรงดันและกระแสไฟฟ้าสูง

• สุญญากาศ: การดับอาร์กไฟฟ้าได้รวดเร็วสำหรับระบบแรงดันระดับกลาง พร้อมการสึกกร่อนของขั้วสัมผัสต่ำที่สุด

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

• SF6: มีศักยภาพในการเพิ่มอุณหภูมิโลกสูง จำเป็นต้องป้องกันการรั่วไหลและต้องมีการรีไซเคิลก๊าซ

• สุญญากาศ: ไม่มีก๊าซเรือนกระจก เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ความต้องการในการบํารุงรักษา

• SF6: จำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันก๊าซและเติมหรือกู้คืนก๊าซเป็นระยะ

• สุญญากาศ: เบรกเกอร์แทบไม่ต้องบำรุงรักษา ชิ้นส่วนกลไกบางส่วนต้องได้รับการบำรุงรักษาเป็นระยะ

อายุการใช้งาน

• SF6: อายุการใช้งานยาวนาน หากบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม แต่ขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของระบบก๊าซ

• สุญญากาศ: อายุการใช้งานยาวนานมาก มักเกิน 30,000 การทำงานเชิงกล

ขอบเขตการใช้งาน

• SF6: เหมาะสำหรับงานแรงดันสูง (เกิน 36 กิโลโวลต์) และงานหนัก

• สุญญากาศ: เหมาะที่สุดสำหรับงานแรงดันปานกลาง (สูงสุด 36 กิโลโวลต์) และสถานที่ที่ต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย

ปัจจัยในการเลือกเบรคเกอร์

การเลือกเบรคเกอร์ที่เหมาะสม ต้องพิจารณาสมดุลระหว่างด้านเทคนิค การดำเนินงาน และสิ่งแวดล้อม

1. ระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้าของระบบ

กำหนดแรงดันใช้งานสูงสุดและระดับกระแสลัดวงจร เบรกเกอร์ SF6 เหมาะสำหรับแรงดันและกระแสสูง ในขณะที่เบรกเกอร์สุญญากาศเหมาะสำหรับช่วงแรงดันปานกลาง

2. สภาพแวดล้อมในการทำงาน

พิจารณาถึงอุณหภูมิที่สุดขั้ว ความชื้น ฝุ่น และการถูกกระทำจากบรรยากาศที่กัดกร่อน เบรกเกอร์ SF6 ทำงานได้อย่างสม่ำเสมอในสภาพภูมิอากาศที่เลวร้าย แต่เบรกเกอร์แบบสุญญากาศมีข้อได้เปรียบในติดตั้งภายในอาคารที่สะอาด

3. ข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อม

หากโครงการของคุณอยู่ในพื้นที่ที่มีข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด การที่ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทำให้เบรกเกอร์วงจรแบบสุญญากาศเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนมากกว่า

4. ทรัพยากรในการบำรุงรักษา

สถานที่ที่มีเจ้าหน้าที่และงบประมาณบำรุงรักษาจำกัด จะได้รับประโยชน์จากลักษณะการบำรุงรักษาน้อยของเทคโนโลยีสุญญากาศ ระบบ SF6 จำเป็นต้องมีเจ้าหน้าที่ที่ผ่านการฝึกอบรมเพื่อจัดการก๊าซอย่างปลอดภัย

5. พื้นที่ติดตั้ง

หน่วย SF6 มักมีขนาดเล็กกว่าสำหรับระบบแรงดันสูงเทียบเท่า หน่วยแบบสุญญากาศสำหรับแรงดันเท่ากันอาจต้องการพื้นที่มากกว่าเล็กน้อย

6. ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน

แม้ว่าเบรกเกอร์ SF6 อาจมีต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่าสำหรับบางการใช้งาน แต่เบรกเกอร์แบบสุญญากาศสามารถให้ต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมต่ำกว่า เนื่องจากการบำรุงรักษาลดลงและอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

สถานการณ์การใช้งาน

ระบบจ่ายไฟแรงดันกลางในเขตเมือง

เบรกเกอร์สุญญากาศมักเป็นตัวเลือกแรกเนื่องจากความปลอดภัย การบำรุงรักษาน้อย และประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม

สถานีไฟฟ้าแรงสูง

เบรกเกอร์ SF6 มีบทบาทสำคัญในงานเหล่านี้ เนื่องจากความสามารถในการตัดกระแสสูงได้ในขนาดที่กะทัดรัด

การบูรณาการพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้

เบรกเกอร์สุญญากาศถูกนำมาใช้มากขึ้นในฟาร์มกังหันลมและโซลาร์เซลล์ ซึ่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นปัจจัยสำคัญ

สิ่งอำนวยความสะดวกทางอุตสาหกรรม

ทั้งสองประเภทสามารถใช้งานได้ตามระดับแรงดันและข้อกำหนดในการใช้งาน เทคโนโลยีสุญญากาศเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องสลับบ่อยๆ

การ พัฒนา ทาง เทคโนโลยี

วิธีการไฮบริด

ผู้ผลิตบางรายกำลังพัฒนาเบรกเกอร์แบบไฮบริดที่รวมเอาเบรกเกอร์สุญญากาศกับ SF6 หรือสื่ออื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทน SF6

การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปในเรื่องของก๊าซที่มีศักยภาพในการทำให้โลกร้อนต่ำกว่า เช่น g³ (Green Gas for Grid) เพื่อใช้แทน SF6 ในบางการใช้งาน

ระบบตรวจสอบและวินิจฉัยแบบดิจิทัล

เครื่องตัดวงจรแบบ SF6 และแบบสุญญากาศทั้งสองประเภทนี้ ปัจจุบันมีตัวเลือกการตรวจสอบอัจฉริยะที่ช่วยให้สามารถบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ได้ และเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งและการดำเนินงาน

ไม่ว่าจะเป็นประเภทใด ต้องติดตั้งและดำเนินการเครื่องตัดวงจรทุกประเภทตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดดังนี้

• ตรวจสอบให้มีระยะห่างของฉนวนและการต่อพื้นที่เหมาะสม

• ปฏิบัติตามข้อกำหนดของผู้ผลิตเกี่ยวกับแรงบิดสำหรับการเชื่อมต่อ

• ทำการทดสอบการทำงานและทดสอบความต้านทานของฉนวนเป็นประจำ

• สำหรับเครื่องตัดวงจร SF6 ให้ตรวจสอบแรงดันก๊าซและตรวจสอบการรั่วไหลของก๊าซ

• สำหรับเครื่องตัดวงจรแบบสุญญากาศ ให้ตรวจสอบชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลเป็นระยะๆ

แนวโน้มในอนาคต

การเลือกใช้เครื่องตัดวงจรแบบ SF6 หรือแบบสุญญากาศจะยังคงมีการพัฒนาต่อไป เนื่องจากเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าและข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อมมีความเข้มงวดมากขึ้น ในขณะที่ SF6 ยังคงมีบทบาทสำคัญในระบบส่งไฟฟ้าแรงสูง เทคโนโลยีแบบสุญญากาศกำลังมีการพัฒนาเพื่อเข้าสู่ช่วงแรงดันที่สูงขึ้น ซึ่งอาจเข้ามาแทนที่ SF6 ในบางการใช้งานในอนาคต

บริษัทพลังงาน ผู้ดำเนินงานภาคอุตสาหกรรม และผู้พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน จะให้ความสำคัญกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมควบคู่ไปกับสมรรถนะทางเทคนิคมากขึ้นในกระบวนการคัดเลือก การผลักดันของอุตสาหกรรมสู่การดำเนินงานที่เป็นกลางทางคาร์บอน น่าจะช่วยเร่งการนำเทคโนโลยีสุญญากาศและสารทดแทนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับ SF6 เข้ามาใช้มากขึ้น

สรุป

การเลือกเบรกเกอร์ที่เหมาะสมสำหรับระบบไฟฟ้าของคุณจำเป็นต้องมีการผสมผสานอย่างรอบคอบระหว่างข้อกำหนดทางเทคนิค ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ความสามารถในการบำรุงรักษา และการวิเคราะห์ต้นทุน เบรกเกอร์แบบ SF6 มีสมรรถนะที่เหนือกว่าในงานที่ต้องใช้แรงดันสูงและกระแสไฟฟ้าสูง ในขณะที่เบรกเกอร์แบบสุญญากาศให้ความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมที่โดดเด่นในเครือข่ายแรงดันปานกลาง

การเข้าใจจุดแข็งและข้อจำกัดของเทคโนโลยีแต่ละประเภท จะช่วยให้ระบบพลังงานของคุณมีความน่าเชื่อถือ ปลอดภัย และพร้อมสำหรับอนาคต แม้ทั้งสองเทคโนโลยีจะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่แนวโน้มด้านความยั่งยืนจะทำให้เทคโนโลยีสุญญากาศเป็นทางเลือกที่น่าสนใจมากยิ่งขึ้นในอีกหลายปีข้างหน้า

คำถามที่พบบ่อย

เบรกเกอร์แบบสุญญากาศเหมาะสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารหรือไม่

ใช่ เบรกเกอร์แบบสุญญากาศสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาพอากาศที่หลากหลาย เมื่อติดตั้งในตู้กันน้ำหรืออุปกรณ์สวิตช์เกียร์ที่ออกแบบสำหรับการใช้งานภายนอกอาคาร

SF6 มีอันตรายในการใช้งานหรือไม่

SF6 ไม่มีพิษในสภาพบริสุทธิ์ แต่สามารถก่อให้เกิดสารประกอบอันตรายระหว่างการเกิดอาร์กไฟฟ้า การปฏิบัติงานอย่างปลอดภัยและการกู้คืนก๊าซจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

เบรกเกอร์แบบสุญญากาศสามารถแทนที่เบรกเกอร์ SF6 ในระบบติดตั้งเดิมได้หรือไม่

โดยทั่วไปสามารถทำได้ แต่การปรับเปลี่ยนระบบเดิมจำเป็นต้องตรวจสอบความเข้ากันได้ของพารามิเตอร์ทางกลและไฟฟ้า

เบรกเกอร์ชนิดใดเหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องเปิด-ปิดบ่อยครั้ง

เบรกเกอร์แบบสุญญากาศเหมาะกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องเปิด-ปิดบ่อย เนื่องจากมีการสึกหรอของขั้วต่ำกว่า

ก๊าซ SF6 จะถูกเลิกใช้หรือไม่

แรงกดดันทางกฎระเบียบและโครงการด้านสิ่งแวดล้อมกำลังผลักดันให้มีการใช้ทางเลือกอื่น แต่ก๊าซ SF6 ยังคงถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานประยุกต์ใช้แรงดันสูง