|
Pariisi, 13.1.2012 – Nexans, kaapeliteollisuuden maailmanlaajuinen johtava asiantuntija, on ottanut onnistuneesti käyttöön maailman ensimmäisen resistiivisen suprajohtavan vikavirtarajoittimen (SCFL), joka perustuu toisen sukupolven suprajohtaviin nauhoihin. Karlsruhen teknologiainstituutin kanssa yhteistyössä kehitetyillä suprajohtavilla elementeillä varustettu vikavirtarajoitin on asennettu Vattenfall Europe Generation AG:lle suojaamaan oikosuluilta sisäistä keskijänniteteholähdettä, joka syöttää sähköä Boxbergin ruskohiilivoimaloille ja murskaimille Saksin osavaltiossa, Saksassa.
 Nexansin Boxbergiin vuonna 2009 asentama ensimmäisen sukupolven suprajohtaviin materiaaleihin perustuva vikavirtarajoitin kuului pitkäkestoiseen testausohjelmaan. Tämän projektin onnistuneesti päätyttyä Nexans on palannut voimalalle testaamaan uutta suprajohtavia nauhoja sisältävää SCFL-laitetta käytännössä. Nauhat vähentävät jo ennestään pieniä johdinmateriaalin häviöitä noin 90 prosentilla, mikä siten alentaa käyttökustannuksia. Ne myös reagoivat oikosulkuun vielä nopeammin kuin ensimmäisen sukupolven materiaalit.
"Meillä on nyt toinen suprajohtava materiaalivaihtoehto sähköjärjestelmien valmistamiseen, ja se tarjoaa meille todella kattavan sovellusvalikoiman vikavirtarajoittimiimme auttaaksemme asiakkaita parantamaan henkilöstön ja laitteiden turvallisuutta ja samalla pienentämään myös infrastruktuurikustannuksia. Sähköverkkojen uudistaminen ja laajentaminen asiakkaidemme nopeasti muuttuvia tarpeita vastaaviksi vaatii älykkäitä ratkaisuja ja uusia toimintoja", selittää Nexansin tekniikasta vastaava varatoimitusjohtaja Jean-Maxime Saugrain. "Voimalan sisäinen kuormitus on vain yksi SCFL-teknologian monista potentiaalisista sovelluksista. Esimerkiksi uusiutuvan energian sektorilla oikosulkuvirtojen taso rajoittaa usein uusiutuvista lähteistä peräisin olevan sähkönjakelun lisäämistä."
Nopea reagointi oikosulkuvirtoihin
Virtarajoitin toimii samoin kuin pienjännitteen turvakatkaisin kotitalouksissa, mutta tällä kertaa keski-/suurjänniteverkossa. Lisäksi toimittuaan se ei keskeytä sähkövirtaa täysin. Normaaleissa olosuhteissa sen suprajohtavat elementit sallivat sähkön esteettömän kulun ja käytännöllisesti katsoen ilman vastusta. Jos kriittinen virran taso ylitetään, kuten oikosulussa, johdin päästää suprajohtavasta tilastaan millisekunneissa toimiakseen vahvana sähkövastuksena. Tällöin kulkee vain tarkasti määritelty jäännösvirta. Näin laite pystyy suojaamaan kaikkia vikapaikan jälkeisiä komponentteja, esimerkiksi kytkinlaitteita, oikosulun vahingolliselta ylikuormitukselta.
Suprajohtavan vikavirtarajoittimen tärkeimpänä etuna on siihen sisältyvä turvallisuus, sillä se reagoi oikosulkuun ilman ulkoista liipaisusignaalia. Toisin kuin pyrotekniset laitteet, jotka on vaihdettava liipaisun jälkeen, tämä vikavirtarajoitin voi palautua normaalitilaan heti kun oikosulkuvika on korjattu, ja materiaali pystyy palautumaan suprajohtavaan tilaan.
Uusi suprajohtava vikavirtarajoitin on suunniteltu 560 A:n nimellisvirralle 12 000 V:n jännitteellä, mutta se sallii myös jopa 2 700 A:n virtojen hetkellisen kulun laitetta liipaisematta. Tämä on tärkeä toimintaedellytys, jotta hiilivoimalat voisivat ongelmitta ottaa runsaasti virtaa käynnistymiseen.
Kerrostetut johtimet ovat rajoittimen ydinelementtejä
Uusi virtarajoitin perustuu YBCO:sta (yttrium-barium-kuparioksidi) tehtyihin suprajohtaviin nauhoihin, ns. kerrostettuihin johtimiin. Alle -180 C:n lämpötiloissa ohut keraaminen kerros tulee suprajohtavaksi ja voi johtaa sähköä noin 10 000 kertaa kuparia paremmin.
Toisen sulkupolven suprajohtaviin nauhoihin perustuvat virranrajoituskomponentit on kehitetty kahden viime vuoden aikana ENSYSTROB-projektin osana. Projektikumppaneina ovat Nexans SuperConductors GmbH, Karlsruhen teknologiainstituutti, Cottbusin ja Dortmundin teknilliset yliopistot ja Vattenfallin energiaryhmä. Saksan talous- ja teknologiaministeriö antoi projektiin taloudellista tukea noin 1,3 miljoonaa euroa
|
