Együtt az áramlattal - A vákuum gondoskodik az energiaellátás stabilitásáról

Együtt az áramlattal - A vákuum gondoskodik az energiaellátás stabilitásáról

A vákuumkapcsolók csak apró fogaskerekek a teljes energiaellátási rendszerben. Mégis kulcsfontosságúak annak biztosításában, hogy az elektromos energia megszakítás nélkül megbízhatóan rendelkezésre álljon.
05.3_Vakuumschalter.jpg

Az erőműtől a fogyasztóig
Amikor bekapcsoljuk a kávéfőzőt vagy feltöltjük okostelefonunkat, általában eszünkbe se jut az a rendkívül bonyolult infrastruktúra, amely ellát bennünket elektromos árammal. Például Németországban 1,8 millió kilométer hosszú vezetékrendszer juttatja el az energiát az erőművektől a végfelhasználókig. 220 000 vagy 380 000 Voltos nagyfeszültségű áram folyik a távvezetékekben.

A regionális elosztáshoz ezt általában átalakítják, először 110 000 Voltra. Utána ezt kisebb alállomásokon átalakítják 50 000 és 1000 Volt közötti közepes feszültségre, míg végül a villamos energia 230 Volt alacsony feszültségen eljut a települési és a helyi hálózatokhoz. Magas energiaigényeik miatt az ipari vállalatok, a kórházak, a nagyobb uszodák vagy adótornyok gyakran önálló transzformátor-állomással rendelkeznek, amelyek általában közvetlenül a közepes feszültségű hálózatról kapják a megtáplálást. A hálózati gazdálkodás a termelés és a fogyasztás közötti egyensúlytól is gondoskodik. Számtalan kapcsolót működtetnek bármely adott pillanatban a transzformálási eljárás és az áramellátás folyamatos szabályozása során.

Időnként láthatunk egy pici szikrát, amikor a sötétben megnyomunk egy egyszerű elektromos kapcsolót. Ezek a felvillanások akkor jönnek létre, amikor az érintkezők közelednek egymáshoz, vagy amikor éppen szétválnak. Az elektromosság ionizálja a levegőt az érintkezők között. Az áram egy bizonyos távolságban már ezen keresztül átfolyik az érintkezők között. A kicsi felvillanások parányi elektromos ívek. Jóllehet ez a fizikai jelenség veszélytelen, amikor otthon felkapcsoljuk a világítást, a nagyfeszültségű kapcsolókban pusztító erővé válhat. Az elektromos ív hőmérséklete akár az 5000 Celsius fokot is elérheti – ez elég forró ahhoz, hogy a legtöbb anyagot a másodperc törtrésze alatt meggyújtsa.

A vákuum megakadályozza az elektromos ívek keletkezését

Ám az érintkezők elégése azonnal veszélybe sodorná a teljes áramellátási hálózat működését. Ezenkívül a tűz átterjedhetne a nagyfeszültségű állomások más kapcsolóira vagy egyéb alkatrészeire is. Ezért már a gyártási eljárás során eltávolítják a levegőt a nagyfeszültségű kapcsolókból. Vákuumos megszakító van a kapcsoló érintkezői között. A vákuumban nincsenek levegőmolekulák, amelyeket az áram ionizálhatna és ezért az elektromos ív hordozóivá válhatnának.

De ennek ellenire is kialakul egy kicsi elektromos ív, mert egy kevés fém elpárolog az érintkezőkről a nagyfeszültségű áram hatására. Különleges alakjuk – hengeres forma, ferde hasítékokkal – és anyaguk gondoskodik arról, hogy ezek az elektromos ívek csak kevés hőt gerjeszthessenek. Ezenkívül a vákuumban elszigeteltek maradnak és nem okozhatnak károkat. Így tehát a vákuum a kapcsolóházban a hálózati stabilitás fontos előfeltétele.


Az erőművekben bekövetkező műszaki hibák az áramkimaradások nyilvánvaló okai közé tartoznak. De ha az egyik generátor meghibásodik, akkor a többi erőmű általában nagyon rövid idő alatt megfelelő mértékben megnöveli a termelését, és így kompenzálja a kieső mennyiséget. Néhány másodperces áramkimaradást az is előidézhet, hogy a villám belecsap a közepes feszültségű hálózat egyik tornyába. Ha az áramkimaradás percekig vagy akár órákig tart egy nagyobb területen, azt az energiaellátási szakértők áramszünetnek nevezik. Ezekben az esetekben teljes mértékben szünetel az áramellátás. Vannak olyan események, amelyek kiválthatnak ilyen hosszú áramszüneteket, például kidőlt fák, amelyek elszakítanak egy-egy fontos vezetéket, vagy rövidzárlatok. A szélsőséges téli időjárási viszonyok szintén súlyos következményekkel járhatnak. Ha az olvadó hó vagy egy hosszabb hideg időszak után hirtelen lezúduló eső miatt vastag jégréteg alakul ki az elektromos vezetékeken, a jég súlya miatt a vezeték elszakadhat, és így megszakíthatja az energia továbbítását. Időnként az érintett tornyok még ki is dőlnek, és a legrosszabb esetben dominóhatás alakul ki és más tornyok is felborulnak. De ha megvizsgáljuk az elmúlt idők nagyobb áramszüneteit, akkor azt találjuk, hogy ezeket leggyakrabban maguk a hálózatok idézték elő túlzott fogyasztás kilengésekkel vagy túlterheléssel, vagy a hálózat fontos elemeinek műszaki hibáival.

Európában az áramkimaradások gyakoriságát az úgynevezett SAIDI-értékkel jelzik (System Average Interruption Duration Index: a rendszerre jellemző átlagos kiesési időtartam mutatója). Ez meghatározza a kiesések hossza és a fogyasztók száma közötti arányszámot, és percben kifejezve megmutatja az éves teljes kiesés hosszát. 2013-ban Luxemburgban volt a legalacsonyabb a SAIDI-érték, alig érte el a tíz percet, szorosan követte Dánia, Svájc és Németország.


Iratkozzon fel „A vákuum világa" hírlevélre!
Iratkozzon fel most, és mindig rendelkezzen naprakész ismeretekkel a vákuum világának legújabb lenyűgöző híreiről.

FELIRATKOZÁS