Von 126 kV auf 252 kV: Der Spannungssprung in der Vakuumunterbrechungstechnologie - Nachrichten

Why Must the Vacuum Interrupter Be Installed in a Unified Manner in Deep-Fusion Circuit Breakers with Embedded Poles?

Seit JahrzehntenVakuum-Leistungsschalterdominiert Mittelspannungsanwendungen bis 52kV. Die Ausweitung der Vakuumunterbrechung auf Übertragungsspannungsebenen, zunächst 126 kV und dann 252 kV, stellt eine der bedeutendsten technischen Errungenschaften der modernen Schaltanlagentechnik dar.

Durchbrechen der 126-kV-Grenze

Die erste Herausforderung war 126 kV. Frühe Konstruktionen verwendeten zwei in Reihe geschaltete Vakuum-Schaltkammern mit einer externen Isolierung durch SF₆-Gas und Staffelungskondensatoren, die eine gleichmäßige Spannungsverteilung über die Unterbrechungen gewährleisteten. Ein 126-kV-Prototyp mit zwei Unterbrechungen demonstrierte die Machbarkeit, doch Komplexität und Kosten trieben die Forschung in Richtung einer Lösung mit einer Unterbrechung. In den 2000er Jahren erreichten 126-kV-Vakuumschaltröhren mit einfacher Unterbrechung Nennströme von 2.000 A und 40 kA und bestanden dielektrische Tests und Kurzschlusstests. Der entscheidende Faktor war die axiale Magnetfeldelektrode, die den Vakuumlichtbogen bei Unterbrechungen mit hohem -Strom diffus hielt.

Warum 252 kV anders ist

Eine Verdoppelung der Spannung bedeutet nicht einfach nur eine Vergrößerung. Das entscheidende Hindernis ist ein Phänomen namens „Sättigung“ in langen Vakuumspalten. Ab einer bestimmten Kontaktlücke führt ein größerer Abstand zu einem geringeren Isolationsgewinn. Dies macht den herkömmlichen Entwurfsansatz für 252 kV unzureichend. Auch bei Vakuumschaltröhren besteht ein Problem der Wärmeleitung: Der lange interne Weg vom Kontakt zum Anschluss begrenzt die Strombelastbarkeit. Und bei größeren Kontakthüben und höheren Schließgeschwindigkeiten wird das Kontaktprellen schwerwiegender und erfordert spezielle Dämpfungstechniken.

Der Weg zur kommerziellen 252-kV-Stromversorgung

Im Jahr 2025 erfolgt die weltweit erste 252-kV-EinzelunterbrechungVakuum-Leistungsschalterhat alle Typtests abgeschlossen und ist in China in den Live--Netzbetrieb gegangen. Die Errungenschaft erforderte Fortschritte bei der Isolationsabstufung innerhalb des Unterbrechers, Herstellungsverfahren für große Keramikhüllen und neue Konditionierungstechniken für die interne Vakuumumgebung. Die 252-kV-Einheit verwendet reinen Stickstoff als Außenisolierung, wodurch SF₆ vollständig eliminiert wird. Da sich diese Spannungsklasse nun bewährt hat, richtet sich die Aufmerksamkeit auf 550 kV, wo Mehrfachunterbrechungskonfigurationen und Spannungsabstufungen von entscheidender Bedeutung sind.