जागतिक ऊर्जा संक्रमण आणि मोठ्या प्रमाणात ग्रिड अपग्रेडद्वारे चालवलेले, दव्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर(VCB)—पॉवर सिस्टीममधील सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणाऱ्या संरक्षण उपकरणांपैकी एक—एक पद्धतशीर परिवर्तन होत आहे. ही उत्क्रांती VCBs ला मध्यम व्होल्टेजमधील प्रबळ स्थितीतून उच्च-व्होल्टेज ऍप्लिकेशन्सकडे आणि साध्या स्विचिंग फंक्शनमधून बुद्धिमान ग्रिड नोड्सकडे हलवते. उद्योग व्यापकपणे ओळखतो की VCBs ने पर्यावरणपूरक पर्याय, डिजिटल एकत्रीकरण आणि अत्यंत पर्यावरणीय अनुकूलता द्वारे वैशिष्ट्यीकृत दुसऱ्या वाढीच्या वक्र मध्ये प्रवेश केला आहे.

I. मार्केट आणि टेक्नॉलॉजी ड्रायव्हर्स: VCB नवीन पुनरावृत्ती चक्रात प्रवेश करते

व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर्सचा मुख्य फायदा व्यत्यय आणणाऱ्या माध्यमामध्ये आहे—स्वतः व्हॅक्यूम—जे शून्य कार्बन उत्सर्जन, मजबूत व्यत्यय क्षमता, दीर्घ विद्युत आयुष्य आणि देखभाल-मुक्त ऑपरेशन देते. मध्यम व्होल्टेज श्रेणीमध्ये (12kV–40.5kV), VCBs हे फार पूर्वीपासून प्रभावी उपाय आहेत. तथापि, उच्च व्होल्टेज स्तरांवर (72.5kV आणि त्याहून अधिक), SF₆ सर्किट ब्रेकर्सने त्यांच्या उत्कृष्ट इन्सुलेशन कार्यक्षमतेमुळे त्यांचे अग्रगण्य स्थान राखले आहे. SF₆ मध्ये अत्यंत उच्च ग्लोबल वार्मिंग संभाव्यता (CO₂ च्या अंदाजे 23,900 पट) असल्याने, त्याचा वापर वाढत्या कडक आंतरराष्ट्रीय नियमांना आणि कार्बन निर्बंधांचा सामना करतो.

ही पार्श्वभूमी व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर तंत्रज्ञानाचा उच्च-व्होल्टेज ट्रान्समिशन ऍप्लिकेशन्समध्ये विस्तार करण्यासाठी स्पष्ट तांत्रिक प्रेरणा प्रदान करते. सध्याच्या मुख्य प्रवाहातील तांत्रिक विकास दिशानिर्देशांमध्ये हे समाविष्ट आहे: सिंगल-ब्रेक व्हॅक्यूम इंटरप्टर्सची प्रतिरोधक व्होल्टेज क्षमता वाढवणे, 126kV आणि त्यावरील मल्टी-ब्रेक सिरीज तंत्रज्ञान लागू करणे आणि व्हॅक्यूम व्यत्ययासह पर्यावरणास अनुकूल गॅस इन्सुलेशन एकत्रित करणारे हायब्रिड सोल्यूशन्स.

भिन्न व्यत्यय माध्यमांच्या पर्यावरणीय प्रभावाची तुलना

II. हाय-व्होल्टेज व्हॅक्यूम तंत्रज्ञान: "ट्रेंड" पासून "अभियांत्रिकी प्रमाणीकरण" पर्यंत

ट्रान्समिशन व्होल्टेज स्तरांवर व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर लागू करण्यासाठी अनेक प्रमुख तांत्रिक आव्हानांवर मात करणे आवश्यक आहे.

प्रथम, व्हॅक्यूम इंटरप्टर्सची इन्सुलेशन क्षमता. व्होल्टेज पातळी वाढत असताना, व्हॅक्यूम गॅपची प्री-स्ट्राइक वैशिष्ट्ये, संपर्क पृष्ठभागाची स्थिती आणि इलेक्ट्रिक फील्ड एकरूपता यांचा इन्सुलेशन कार्यक्षमतेवर लक्षणीय वाढ झालेला प्रभाव असतो. सामान्य तांत्रिक पद्धतींमध्ये संपर्क संरचना (जसे की अक्षीय चुंबकीय क्षेत्र संपर्क), इंटरप्टरची व्हॅक्यूम पातळी सुधारणे आणि संमिश्र इन्सुलेशन संरचना वापरणे यांचा समावेश होतो.

दुसरे, ऑपरेटिंग यंत्रणेचा उच्च-गती प्रतिसाद. हाय-व्होल्टेज व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर्सना सामान्यत: कमी एकूण व्यत्यय कालावधी आवश्यक असतो, ज्यामुळे ऑपरेटिंग यंत्रणेच्या यांत्रिक वैशिष्ट्यांवर जास्त मागणी असते. स्प्रिंग मेकॅनिझम, कायम चुंबकीय ॲक्ट्युएटर्स आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिपल्शन मेकॅनिझम या प्रत्येकाचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे आहेत जलद उघडणे, प्रारंभिक उघडण्याचा वेग आणि फैलाव नियंत्रण.

तिसरे, मल्टी-ब्रेक सीरीज कनेक्शनमध्ये व्होल्टेज शेअरिंग. 126kV आणि त्यावरील व्होल्टेज स्तरांवर, तांत्रिक अडचण आणि सिंगल-ब्रेक व्हॅक्यूम इंटरप्टर्सची किंमत लक्षणीयरीत्या वाढते, ज्यामुळे मल्टी-ब्रेक सीरिज कनेक्शनला एक व्यावहारिक अभियांत्रिकी पर्याय बनतो. तथापि, मल्टी-ब्रेक सीरिज कनेक्शन्सना स्थिर आणि डायनॅमिक व्होल्टेज वितरण असमतोल अशा दोन्ही आव्हानांना सामोरे जावे लागते, ज्यासाठी ग्रेडिंग कॅपेसिटर किंवा सिंक्रोनस कंट्रोल टेक्नॉलॉजी सारख्या उपायांची आवश्यकता असते.

सार्वजनिकरित्या उपलब्ध असलेल्या उद्योग माहितीनुसार, अनेक देशांतर्गत आणि आंतरराष्ट्रीय स्विचगियर उत्पादक आणि संशोधन संस्थांनी 126kV स्तरावर प्रोटोटाइप विकास पूर्ण केला आहे आणि अभियांत्रिकी प्रमाणीकरण टप्प्यात प्रवेश केला आहे. ही प्रगती व्हॅक्यूम स्विचिंग तंत्रज्ञानाचा उच्च-व्होल्टेज ऍप्लिकेशन्समध्ये विस्तार करण्याच्या दिशेने एक महत्त्वपूर्ण पाऊल म्हणून उद्योगात मानली जाते.

व्होल्टेज पातळीनुसार व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर्सची तांत्रिक वैशिष्ट्ये

III. स्मार्ट इंटिग्रेशन: व्हीसीबी "स्विचिंग एलिमेंट" पासून "परसेप्शन नोड" पर्यंत विकसित होते

वितरण ऑटोमेशन आणि बुद्धिमान ऑपरेशन/देखभाल प्रणालीच्या चौकटीत, व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर्सना एक नवीन भूमिका दिली जात आहे. पारंपारिक VCB फॉल्ट आयसोलेशन आणि लाइन संरक्षणावर लक्ष केंद्रित करतात. प्राथमिक-माध्यमिक समाकलित VCBs ची नवीन पिढी वर्तमान/व्होल्टेज सेन्सिंग, पॉवर हार्वेस्टिंग, कंडिशन मॉनिटरिंग, कम्युनिकेशन आणि संरक्षण नियंत्रण कार्ये सखोलपणे एकत्रित करते.

विशेषतः, उद्योग तांत्रिक सहमतीमध्ये हे समाविष्ट आहे: व्हॅक्यूम इंटरप्टरसह इलेक्ट्रॉनिक इन्स्ट्रुमेंट ट्रान्सफॉर्मरचे कॉम्पॅक्ट इंटिग्रेटेड डिझाइन; शॉर्ट-सर्किट दोष वेगाने ओळखण्याची आणि साफ करण्याची नियंत्रकाची क्षमता (सामान्यत: काही चक्रांमध्ये); जलद स्वयं-रिक्लोजिंगसाठी समर्थन; आणि फॉल्ट रेकॉर्डिंग आणि रिमोट कम्युनिकेशन क्षमता.

शिवाय, नूतनीकरणक्षम ऊर्जा ग्रिड एकत्रीकरणाच्या वाढत्या मागणीसह, उच्च DC घटकांमध्ये व्यत्यय आणण्यासाठी VCB ची आवश्यकता देखील वाढत आहे. सौर, पवन आणि ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या बाजूला असलेल्या शॉर्ट-सर्किट प्रवाहांमध्ये बहुतेक वेळा डीसी घटकांचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण असते, जे पारंपारिक एसी सिस्टमच्या पलीकडे तांत्रिक आव्हाने निर्माण करतात.

प्राथमिक-माध्यमिक एकात्मिक स्मार्ट VCB चे कार्यात्मक मॉड्यूल

स्मार्ट एकत्रीकरणाच्या विविध स्तरांची तुलना

IV. अत्यंत पर्यावरणीय अनुकूलता: उच्च प्रवेश संरक्षण हे आउटडोअर उत्पादनांसाठी महत्त्वाचे बनते

आउटडोअर पोल-माउंट केलेले व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर जटिल आणि परिवर्तनीय वातावरणात कार्य करतात. ओलावा, संक्षेपण, मीठ धुके, अति तापमान आणि धूळ ही उपकरणे निकामी होण्याची सामान्य कारणे आहेत. यापैकी, संक्षेपणामुळे होणारे इन्सुलेशन ऱ्हास आणि यंत्रणा गंज हे सर्वात प्रमुख मुद्दे आहेत.

या वेदना बिंदूला संबोधित करताना, संपूर्ण प्रवेश संरक्षण (IP) रेटिंग वाढवणे ही अलीकडच्या काही वर्षांत बाह्य VCB साठी एक प्रमुख तांत्रिक सुधारणा दिशा बनली आहे. उद्योग-अग्रणी पद्धतींनी संरक्षण रेटिंग पारंपारिक IP54 वरून IP67 किंवा अगदी IP68 पर्यंत वाढवले ​​आहे. IP67 म्हणजे उपकरणे पाण्यामध्ये तात्पुरते विसर्जन न करता तग धरू शकतात, तर IP68 निर्दिष्ट परिस्थितीत सतत बुडत असताना ऑपरेट करण्याची क्षमता दर्शवते.

उच्च आयपी रेटिंग्स प्राप्त करण्यासाठी मुख्य तंत्रज्ञानामध्ये हे समाविष्ट आहे: इंटरप्टर आणि मेकॅनिझम हाऊसिंग दरम्यान सीलिंग इंटरफेस डिझाइन, ऑपरेटिंग मेकॅनिझमची गंज-प्रतिरोधक उपचार आणि बुशिंग इन्सुलेटर आणि हाउसिंग दरम्यान सीलिंग स्ट्रक्चर्सचे ऑप्टिमायझेशन.

इनग्रेस प्रोटेक्शन रेटिंगनुसार आउटडोअर व्हीसीबीची तुलना