ההבדל הליבה בין מפסקי אוויר למפסקים מסורתיים (במקרה של מפסקי ואקום) טמון בארבעה היבטים: מדיום לכיבוי קשת, פרמטרים של ביצועים, תרחישי יישום ומבנה עלויות. הניתוח הספציפי הוא כדלקמן:
כיבוי קשת בינוני ועיקרון: אוויר מול ואקום
מפסק אוויר (ACB)
בינוני: האוויר פועל כאמצעי בידוד ו-כיבוי קשת, פותח וסגירת נקודות מגע בלחץ אטמוספרי.
שיטת כיבוי קשת:
קשתות חשמל התפשטו וקיררו את האוויר. רשתות כיבוי קשת מחלקות את הקשת הארוכה למקטעים קצרים יותר ומגדילות את אזור פיזור החום.
לאחר הסעת אוויר מסלקת חום, הקשת נכבית וטמפרטורת הקשת יורדת מתחת לערך הקריטי הנדרש לשמירה על הבעירה.
מאפיינים: תהליך כיבוי הקשת תלוי בקירור טבעי, מהירות קירור איטית, בלאי קשת קל להתרחש.
מפסק ואקום (VCB)
מדיה: נגיעות עובדות בשפופרות ואקום גבוה. בסביבות ואקום חסרות מולקולות גז לשמירה על הקשת.
שיטת כיבוי קשת:
הקשת מתקררת במהירות בוואקום ונכבית במהירות על ידי היעדר מדיום מוליך. זמן כיבוי קשת קצר, בלאי מגע נמוך, חיים ארוכים.
מאפיינים: ביצועי כיבוי קשת חזקים, מתאים לפעולה בתדר גבוה.
ii. השוואת פרמטרים של ביצועים
פרמטר: מפסק אוויר (ACB) מפסק ואקום (VCB)
יכולת כיבוי קשת: חלש, רגיש להשפעות קשת; כיבוי קשת חזק במיוחד ומהיר; זרם מופרע: בדרך כלל פחות או שווה ל-6300A (סוג מסגרת במתח נמוך-); עד 40kA (יישומי מתח בינוני וגבוה);
מידות ומשקל: גדול (נדרש בידוד אוויר); קומפקטי (סביבת ואקום מופחתת נפח);
חיי שירות: משטח מגע בלאי מהיר, דורש תחזוקה שוטפת; חיי משטח מגע ארוכים, דורשים הארכת מרווחי תחזוקה;
התאמה סביבתית: מתאים לפיזור מתח נמוך, רגיש ללחות סביבתית; מתאים לחלוקת כוח במתח בינוני-וגבוה-, עמיד בפני סביבה קשה (למשל בגובה רב);
III. הבחנה בתרחיש יישומים: מפסק אוויר (ACB)
חלוקת מתח נמוך: בשימוש נרחב במערכות 380/220V כגון מעגלי עומס תעשייתיים והפצת מבנים מסחריים.
יישומים רגישים לעלות-: בשל המבנה הפשוט והעלות הנמוכה שלהם, הם מתאימים ליישומים עם דרישות שטח מוגבלות. מוצרים אופייניים: מפסקי שלדה (למעגלי הספק גבוה) ומפסקי מעגלים (עבור מעגלי עומס).
מפסקי ואקום (VCB)
רשתות חשמל במתח בינוני-וגבוה{{1}: משמשות לשקע תחנת כוח, מתג ראשי של תחנת משנה ומערכת אחרת של 6kV-500kV.
תרחישי פעולה בתדירות גבוהה-: יישומים הדורשים פתיחה וסגירה תכופים (למשל בקרת התנעת מנוע).
סביבה מיוחדת: מתאימה לגובה רב, לחות, ערפל מלח, סביבת ואקום מבטלת את הסיכון לקורוזיה.
IV. מבוא הבדלים בעלות ובתחזוקה
עלות ראשונית
כלורובנזן צלב-: נמוך יותר (ללא קשת מורכבת, לכן עלות חומר נמוכה יותר).
VCB: גבוה יותר (תהליך ייצור צינור ואקום מורכב, דרישות איטום גבוהות).
עלויות תפעול ותחזוקה
ACB: בלאי מגע וניקוי של תאי כיבוי קשת נדרשים מעת לעת כדי להגביר את תדירות התחזוקה.
VCB: מחזור תחזוקה ארוך, רק בדיקות רמת ואקום (חלק מהמוצרים אינם דורשים תחזוקה).
עלות מחזור חיים
תרחיש לחץ נמוך: למזרקי פחם פעילים עשויה להיות עלות מחזור חיים נמוכה בשל העלות הראשונית הנמוכה שלהם. תרחישי מתח מתונים וגבוהים: למרות של-VCM יש עלות ראשונית גבוהה, חיי השירות הארוכים ודרישות התחזוקה הנמוכות שלו הופכים את עלויות הבעלות הכוללות שלו לתחרותיות יותר.
V. המלצות בחירה
חלוקת מתח נמוך (פחות או שווה ל-1kV): שידור AC/DC נבחר עבור עלות ודרישות הגנה בסיסיות.
Medium and high voltage grids (>1kV): מבוסס VCB, עם יכולת כיבוי קשת חזקה ויכולת הסתגלות סביבתית.
תרחישי פעולה בתדירות גבוהה-: לדוגמה, כאשר המנוע מתניע ועוצר לעתים קרובות, כיבוי הקשת המהיר של תא כיבוי קשת הוואקום יכול להפחית בלאי מגע.
אילוצי מקום: העיצוב הקומפקטי של ה-VCB מתאים יותר לתחנות משנה קטנות או ארונות.
