Bộ ngắt mạch SF6: hướng dẫn lựa chọn và quy tắc kết nối
Hoạt động của mạng điện cao áp xét về đặc tính dòng điện không thể so sánh với hoạt động của các thiết bị tương tự trong gia đình.Theo đó, trong trường hợp khẩn cấp, cần có những thiết bị mạnh hơn các thiết bị tự động tiêu chuẩn để tắt thiết bị và dập tắt hồ quang điện.
Bộ ngắt mạch SF6 (EGS) được sử dụng làm cấu trúc bảo vệ, có thể được điều khiển bằng tay và tự động. Chúng tôi đã mô tả chi tiết các đặc điểm thiết kế và nguyên lý hoạt động của thiết bị. Cung cấp các khuyến nghị để cài đặt, kết nối và bảo trì.
Nội dung của bài viết:
Định nghĩa và ứng dụng khí SF6
Khí SF6 là lưu huỳnh hexafluoride, được phân loại là khí điện. Do đặc tính cách điện của nó, nó được sử dụng tích cực trong sản xuất các thiết bị điện.
Ở trạng thái trung tính, khí SF6 là khí không cháy, không màu, không mùi. Nếu so sánh nó với không khí, chúng ta có thể nhận thấy mật độ cao (6,7) và trọng lượng phân tử của nó, cao gấp 5 lần không khí.
Một trong những ưu điểm của khí SF6 là khả năng chống lại các biểu hiện bên ngoài. Nó không thay đổi đặc điểm trong bất kỳ điều kiện nào. Nếu sự phân hủy xảy ra trong quá trình phóng điện thì sự phục hồi hoàn toàn cần thiết để vận hành sẽ sớm xảy ra.
Bí mật là các phân tử SF6 liên kết với các electron và tạo thành các ion âm. Chất lượng “điện hóa” mang lại cho 6-lưu huỳnh florua một đặc tính như độ bền điện.
Trong thực tế, cường độ điện của không khí yếu hơn 2-3 lần so với khí SF6 cùng loại.Trong số những thứ khác, nó có khả năng chống cháy, vì nó là chất không bắt lửa và có đặc tính làm mát.
Các đặc tính được liệt kê làm cho khí SF6 phù hợp nhất để sử dụng trong điện trường, đặc biệt trong các thiết bị sau:
- máy biến áp điện lực hoạt động theo nguyên lý cảm ứng từ;
- thiết bị đóng cắt loại hoàn chỉnh;
- đường dây điện cao thế kết nối lắp đặt từ xa;
- công tắc điện áp cao.
Nhưng một số tính chất của khí SF6 dẫn đến nhu cầu cải tiến thiết kế của công tắc. Nhược điểm chính liên quan đến sự chuyển pha khí sang pha lỏng và điều này có thể xảy ra dưới các tỷ lệ nhất định của các thông số áp suất và nhiệt độ.
Để thiết bị hoạt động không bị gián đoạn, cần phải cung cấp điều kiện thoải mái. Giả sử rằng để hoạt động của thiết bị SF6 ở -40°, cần có áp suất không quá 0,4 MPa và mật độ nhỏ hơn 0,03 g/cm³. Trong thực tế, nếu cần thiết, khí sẽ được làm nóng, điều này ngăn cản sự chuyển sang pha lỏng.
Thiết kế cầu dao SF6
Nếu chúng ta so sánh các thiết bị SF6 với các loại tương tự khác, thì về mặt thiết kế, chúng gần giống nhất với các thiết bị dầu. Sự khác biệt nằm ở việc lấp đầy các buồng để dập tắt hồ quang.
Là chất độn công tắc dầu hỗn hợp dầu được sử dụng, trong khi hỗn hợp SF6 sử dụng 6-lưu huỳnh florua. Ưu điểm của tùy chọn thứ hai là độ bền và bảo trì tối thiểu.
Các phương pháp dập tắt hồ quang điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó dòng điện và điện áp định mức cũng như các điều kiện sử dụng của thiết bị là yếu tố quyết định.
Tổng cộng có bốn loại xe điện:
- với vụ nổ điện từ;
- với vụ nổ khí SF6 – với 1 giai đoạn áp suất;
- với vụ nổ dọc – với 2 mức áp suất;
- với vụ nổ tự tạo ra.
Nếu trong các thiết bị không khí, khí đi vào khí quyển trong quá trình dập tắt hồ quang, thì trong các thiết bị SF6, khí vẫn ở trong một không gian kín chứa đầy hỗn hợp khí. Đồng thời, vẫn còn một áp lực dư thừa nhẹ.
Thiết bị cột và bể
Trong thực tế, có hai loại nhà máy khí SF6 được sử dụng:
- xe tăng;
- cốt lõi.
Sự khác biệt liên quan đến cả đặc điểm thiết kế và nguyên lý dập tắt hồ quang điện. Về cấu trúc bên ngoài, các thanh lõi giống với các chất tương tự ít dầu: chúng bao gồm hai bộ phận chức năng - dập tắt hồ quang và tiếp xúc, đồng thời có cùng kích thước thể tích.
Các thiết bị ngắt kết nối được thiết kế để hoạt động từ mạng 220 V và thuộc về thiết bị một pha. Một ví dụ về công tắc khí SF6 dạng cột là LF 10 Schneider Electric.
Thiết bị SF6 dạng bình chứa có kích thước nhỏ hơn và được trang bị bộ truyền động nhiều pha. Sự phân bổ này cho phép kiểm soát tốt hơn và điều chỉnh thông số điện áp một cách trơn tru.
Một ví dụ về thiết bị xe tăng là lắp đặt khí DT2-550 F3 Alstom Grid. Những thiết bị như vậy đã được chứng minh trong các hệ thống điện có điện áp 500 kV.
Cấu trúc được lắp ráp và trang bị sao cho nó hoạt động trơn tru ở nhiệt độ thấp (quan trọng), độ ẩm cao, cũng như ở những khu vực có hoạt động địa chấn và ô nhiễm không khí quá mức.
Nguyên lý dập tắt hồ quang
Hãy xem cách thiết bị hoạt động bằng ví dụ về công tắc LW36 của nhà sản xuất CHINT Trung Quốc.
Khi ngắt kết nối, lò xo tác dụng lên các phần tử động của xi lanh và chúng rơi xuống. Tất cả các tiếp điểm, ngoại trừ các tiếp điểm dập hồ quang, đều mở. Khi các tiếp điểm phóng điện mang dòng điện bị ngắt kết nối sẽ xảy ra hồ quang điện.
Khí nóng di chuyển vào buồng nhiệt và van một chiều được kích hoạt. Khi khí từ buồng nhiệt thổi vào khe hở, hồ quang sẽ bị dập tắt.
Nếu cắt dòng điện nhỏ thì áp suất trong buồng nhiệt không đủ nên áp suất từ buồng nén bị hút vào (luôn cao hơn). Van một chiều mở ra, khí tự do chảy vào khe hở và khi vượt qua điểm 0 sẽ dập tắt hồ quang.
Cài đặt lõi hiện đại có đặc điểm được cải thiện. Việc bảo trì được giảm đến mức tối thiểu, tuổi thọ chuyển mạch được tăng lên. Bộ ngắt mạch SF6 được đặc trưng bởi độ ồn thấp, cơ học đáng tin cậy và dễ lắp đặt và thử nghiệm.
Các mô hình xe tăng được điều chỉnh bằng cách sử dụng bộ truyền động và máy biến áp. Bộ truyền động lò xo hoặc lò xo thủy lực điều khiển quá trình bật/tắt và mức độ lưu giữ hồ quang.
Ổ đĩa dùng để làm gì?
Biến tần được thiết kế để thực hiện tất cả các thao tác liên quan đến bật/tắt hoặc giữ cài đặt ở một vị trí nhất định. Sơ đồ hiển thị chính xác vị trí ổ đĩa có thể được đặt. Đây thường là mặt đất hoặc giá đỡ thấp giúp nhân viên bảo trì dễ dàng tiếp cận các thiết bị điều khiển.
Bộ truyền động bao gồm cơ cấu kích hoạt, thiết bị khóa - chốt và cơ cấu nhả. Quá trình chuyển đổi phải diễn ra càng nhanh càng tốt để tránh hàn các tiếp điểm.
Trong quá trình bật, người ta phải nỗ lực rất nhiều để vượt qua lực ma sát của tất cả các phần tử liên quan. Việc vô hiệu hóa đơn giản hơn và bao gồm chuyển động ngược của chốt, đảm bảo kích hoạt và duy trì.
Có một số cách để bật/tắt:
- cơ khí;
- mùa xuân;
- hàng hóa;
- khí nén;
- điện từ.
Đối với hệ thống công suất thấp, điều khiển bằng tay được sử dụng. Trong trường hợp này, sức mạnh của một người vận hành là đủ. Cơ chế thủ công thường được tắt tự động. Bộ truyền động lò xo cũng được dẫn động bằng tay nhưng đôi khi sử dụng động cơ điện công suất thấp.
Hoạt động của bộ truyền động từ đòi hỏi nhiều năng lượng hơn và cần nguồn dòng điện không đổi khoảng 58 A ở 220 V. Cần gạt thủ công được cung cấp như một cơ chế ngắt dự phòng. Thiết bị điện từ Chúng đáng tin cậy nên được sử dụng thành công ở những vùng có mùa đông khắc nghiệt. Nhược điểm là cần có pin mạnh.
Bộ truyền động bằng khí nén khác ở chỗ thay vì nam châm điện, bộ phận làm việc chính là cặp xi lanh/piston. Nhờ khí nén nên tốc độ kích hoạt nhanh hơn rất nhiều so với các mẫu trước đây.
Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng xe điện
Cầu dao SF6, giống như các loại thiết bị phân phối điện khác, có một số ưu điểm và nhược điểm. Khi chọn cài đặt, các tính toán cần thiết sẽ được thực hiện và ngoài các đặc tính kỹ thuật và tính năng thiết kế, những ưu và nhược điểm của mô hình cũng được tính đến.
Công tắc loại SF6 hoạt động trong điều kiện khó khăn với các rung động định kỳ, nhiệt độ thấp (có hệ thống sưởi) và trong khu vực nguy hiểm hỏa hoạn.
Những nhược điểm bao gồm chi phí cao của chất độn - SF6, các chi tiết cụ thể của việc lắp đặt trên bảng hoặc nền và yêu cầu trình độ chuyên môn nhất định của nhân viên vận hành.
Quy tắc kết nối và bảo dưỡng xe điện
Tất cả các hành động liên quan đến lắp đặt, bật/tắt, sửa chữa và bảo trì thiết bị SF6 đều phải tuân theo các quy tắc nghiêm ngặt được quy định bởi PUE 1.8.21.
Để kết nối lắp đặt, cần kiểm tra sự hiện diện của áp suất tối thiểu trong buồng chứa đầy khí, nếu không công tắc sẽ bị hỏng. Để ngăn ngừa hư hỏng, một cảnh báo được cài đặt sẽ được kích hoạt khi các thông số áp suất giảm nghiêm trọng. Mức áp suất có thể được theo dõi bằng máy đo áp suất.
Tủ truyền động được trang bị các bộ phận làm nóng giúp ngăn chặn hiệu quả sự hình thành ngưng tụ trên các bộ phận cơ cấu. Người vận hành phải đảm bảo rằng máy sưởi luôn bật.
Trong quá trình kiểm tra cầu dao, cần kiểm tra lớp bảo vệ bên ngoài, loại bỏ bụi bẩn và khắc phục hư hỏng. Nếu các điểm tiếp xúc nóng lên, bạn nên tìm hiểu nguyên nhân.
Nếu có tiếng tanh tách hoặc tiếng động đáng ngờ, bạn cần xác định rõ nguồn gốc. Cấu trúc gắn kim loại cũng là một phần của vòng lặp mặt đất, do đó tính toàn vẹn của nó cần được kiểm tra.
Phải lấy số đo của đồng hồ đo áp suất. Áp suất phải tương ứng với định mức do nhà sản xuất tính toán.Cần kiểm tra khả năng sử dụng của các thiết bị điều tiết và giám sát, đồng thời nếu một hoặc nhiều bộ phận bị lỗi, hãy hành động - thay thế hoặc gửi đi sửa chữa.
Nếu áp suất khí giảm, buồng phải được nạp lại khí SF6. Lớp cách nhiệt không cần phải làm sạch vì cấu trúc được bịt kín hoàn toàn.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Bạn có thể tìm hiểu cách thiết kế công tắc SF6, tắt hồ quang theo nguyên tắc nào và có những loại thiết bị nào từ một video hữu ích và đầy thông tin.
Video số 1. Đánh giá công tắc SF6 kèm mô tả về thiết bị và nguyên lý hoạt động:
Video số 2. Đặc điểm của thiết kế lắp đặt:
Video số 3. Cách cài đặt công tắc:
Cầu dao SF6 rời khỏi dây chuyền lắp ráp của nhà máy ở trạng thái sẵn sàng hoạt động hoàn toàn và được thiết kế để hoạt động ở nhiều vùng khí hậu khác nhau, từ nhiệt đới đến lạnh, do đó được các công ty công nghiệp ở nhiều quốc gia tích cực sử dụng.
