Nhà sản xuất Aptomat Chân không Ngoài trời

Kiến thức ngành

Làm thế nào Máy cắt chân không ngoài trời Thực sự làm gián đoạn một Arc

Hầu hết người mua đều biết rằng cầu dao chân không dập tắt hồ quang trong chân không gần như hoàn hảo, nhưng cơ chế đằng sau quá trình đó rất đáng để hiểu — họ giải thích trực tiếp lý do tại sao công nghệ này vượt trội hơn các lựa chọn thay thế dầu hoặc SF₆ trong nhiều hệ thống lắp đặt ngoài trời.

Khi các tiếp điểm bên trong bộ ngắt chân không bắt đầu tách ra, một hồ quang kim loại hình thành từ vật liệu tiếp xúc bốc hơi. Bởi vì áp suất xung quanh thường thấp hơn 10⁻³ Pa , hầu như không có phân tử khí nào có thể duy trì quá trình ion hóa. Hồ quang plasma giãn nở nhanh chóng, nguội đi và suy giảm ở mức 0 đầu tiên của dòng điện - thường trong vòng nửa chu kỳ. Điều này mang lại cho bộ ngắt chân không một tốc độ phục hồi điện môi nhanh hơn khoảng 10 lần hơn so với thiết kế ngắt khí ở cùng cấp điện áp.

Các yếu tố chính quyết định chất lượng gián đoạn

• Thành phần vật liệu tiếp xúc - hợp kim đồng-crom (CuCr) là tiêu chuẩn công nghiệp để cân bằng độ dẫn điện với khả năng chống xói mòn hồ quang
• Khoảng cách tiếp xúc ở vị trí mở hoàn toàn - thường 8–12 mm đối với máy cắt cấp 12 kV, đủ để chịu được điện áp xung sét trên 75 kV
• Thiết kế ống thổi - ống thổi bằng thép không gỉ phải đáp ứng được hàng nghìn thao tác cơ học mà không bị rò rỉ chân không; tuổi thọ định mức thường là 30.000 chu kỳ cơ học
• Hình học của tấm chắn - tấm chắn ngưng tụ hơi bảo vệ lớp vỏ gốm hoặc thủy tinh khỏi cặn kim loại có thể làm giảm khả năng cách nhiệt

Hiểu được những vấn đề bên trong này khi so sánh chất lượng bộ ngắt giữa các nhà cung cấp - thiết bị có chi phí thấp hơn có thể sử dụng hợp kim tiếp xúc kém hơn hoặc thành ống xếp mỏng hơn, rút ngắn đáng kể tuổi thọ sử dụng trước khi đạt được số chu kỳ định mức. Quy trình sản xuất của chúng tôi yêu cầu mọi thiết bị ngắt phải được phát hiện rò rỉ khí heli và kiểm tra khả năng chịu điện áp cao trước khi lắp ráp, đó là một lý do khiến tốc độ quay trở lại hiện trường của chúng tôi luôn ở mức thấp.

Môi trường lắp đặt ngoài trời và xếp hạng bảo vệ quan trọng

Việc lựa chọn một cầu dao chân không ngoài trời chỉ dựa trên cấp điện áp là không đủ. Khả năng chống ẩm, ô nhiễm, bức xạ tia cực tím và tác động cơ học của vỏ bọc quyết định liệu cầu dao có hoạt động đáng tin cậy trong suốt thời gian sử dụng hay không. Bảng dưới đây tóm tắt các mức độ ô nhiễm do IEC xác định và cách chúng ánh xạ tới các kịch bản triển khai ngoài trời điển hình.

Ngoài khoảng cách đường dây, xếp hạng IP của vỏ bọc sẽ chi phối khả năng bảo vệ chống xâm nhập. IP65 là mức tối thiểu thực tế cho cầu dao gắn trên cột ngoài trời ; lắp đặt gần tia nước biển hoặc trong môi trường rửa trôi áp suất cao phải chỉ định IP67 hoặc cao hơn. Máy sưởi chống ngưng tụ là một phụ kiện bổ sung chi phí thấp đáng được chỉ định cho những khu vực có nhiệt độ dao động lớn vào ban ngày và ban đêm, vì hiện tượng theo dõi độ ẩm trên bề mặt bên trong là nguyên nhân hàng đầu gây ra hư hỏng cách nhiệt sớm.

Vỏ polyme ổn định tia cực tím và khung thép mạ kẽm nhúng nóng hoặc sơn tĩnh điện là tiêu chuẩn trên các dàn nóng được thiết kế tốt. Yêu cầu nhà cung cấp báo cáo thử nghiệm phun muối (IEC 60068-2-52) nếu cơ sở lắp đặt cách bờ biển trong phạm vi 5 km.

Các loại cơ chế vận hành và ý nghĩa bảo trì của chúng

Cơ chế vận hành là bộ phận có nhiều khả năng cần được chú ý nhất trong thời gian sử dụng của cầu dao, tuy nhiên nó ít được xem xét kỹ lưỡng hơn so với cầu dao trong quá trình mua sắm. Bộ ngắt mạch chân không ngoài trời sử dụng một trong ba loại cơ chế chính, mỗi loại có sự cân bằng riêng biệt.

Cơ chế tích điện bằng lò xo

Thiết kế chủ đạo dành cho máy cắt ngoài trời cấp phân phối. Lò xo đóng được tích điện trước sẽ giải phóng năng lượng để đóng các tiếp điểm; một lò xo mở riêng biệt xử lý vấp ngã. Hoạt động đóng và mở không phụ thuộc vào điện áp cung cấp khi lò xo được sạc , đó là một lợi thế đáng kể về độ tin cậy. Khoảng thời gian bảo trì thường tập trung vào việc kiểm tra độ mỏi của lò xo sau mỗi 2.000–5.000 lần vận hành và bôi trơn bề mặt cam và chốt.

Cơ chế nam châm vĩnh cửu (PMM)

PMM sử dụng nam châm vĩnh cửu để giữ các tiếp điểm ở cả vị trí mở và đóng, với các xung cuộn dây ngắn để chuyển trạng thái. Họ có ít bộ phận chuyển động hơn hơn cơ cấu lò xo - không có chốt, cam hoặc động cơ sạc - có nghĩa là tuổi thọ cơ học định mức vượt quá 100.000 lần vận hành trong một số thiết kế. Sự đánh đổi là độ nhạy cảm với chất lượng nguồn cung cấp phụ trợ; dàn tụ điện bị xuống cấp có thể dẫn đến năng lượng chuyển mạch không đủ. Do đó, việc theo dõi tình trạng tụ điện là một biện pháp bổ sung được khuyến nghị cho việc lắp đặt từ xa hoặc không cần giám sát.

Cơ chế thủy lực hoặc khí nén

Ngày nay ít phổ biến hơn ở phân khúc ngoài trời có điện áp trung thế, chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị cấp truyền tải. Gánh nặng bảo trì cao hơn do vòng đệm, sự xuống cấp của chất lỏng và độ nhạy nhiệt độ khiến điều này không phù hợp với hầu hết các ứng dụng phân phối.

Khi đánh giá độ tin cậy của cơ chế, hãy yêu cầu dữ liệu của nhà cung cấp về điện áp ngắt tối thiểu (thường ≤ 70% điện áp điều khiển định mức) và xác nhận rằng các tiếp điểm phụ cung cấp phản hồi vị trí đóng/mở rõ ràng để tích hợp SCADA. Đội ngũ R&D của chúng tôi đã tiêu chuẩn hóa cơ cấu lò xo với mạch chống bơm và dự phòng nạp động cơ, đặc biệt để đáp ứng kỳ vọng về độ tin cậy của các khách hàng công nghiệp và tiện ích hoạt động với số lượng nhân viên bảo trì tại chỗ tối thiểu.

Phối hợp bảo vệ: Nơi VCB ngoài trời phù hợp trong Chuỗi chọn lọc

Bộ ngắt mạch chân không ngoài trời không hoạt động độc lập - đặc tính cắt của nó phải phối hợp với các thiết bị bảo vệ phía thượng lưu và hạ lưu để đạt được giải quyết lỗi có chọn lọc : chỉ cách ly đoạn bị lỗi trong khi vẫn duy trì năng lượng cho phần còn lại của mạng. Sự phối hợp kém là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra tình trạng mất điện không cần thiết trong hệ thống phân phối trung thế.

Khái niệm cơ bản về phối hợp thời gian-hiện tại

Sự phối hợp dựa trên các đường cong thời gian hiện tại (TCC). Bộ ngắt gần lỗi nhất phải xóa nó trước khi bất kỳ thiết bị ngược dòng nào hoạt động. Biên độ phân loại điển hình giữa các thiết bị thuộc dòng này là:

• 0,2–0,4 giây giữa máy cắt rơ le điều khiển bằng cơ điện và máy cắt recloser ngược dòng
• 0,1–0,2 giây giữa các máy cắt điều khiển rơle kỹ thuật số (bằng số) trong đó thời gian vận hành rơle được xác định rõ ràng

Bộ ngắt mạch chân không có rơle bảo vệ số (thiết bị tương thích với IEC 61850 ngày càng trở thành tiêu chuẩn) cung cấp các phần tử quá dòng theo thời gian xác định và ngược thời gian, bảo vệ khi chạm đất và trình tự tự động đóng lại - tất cả đều có thể cấu hình được mà không cần thay đổi phần cứng. Tính linh hoạt này rất cần thiết khi cấu trúc liên kết mạng thay đổi theo mùa hoặc theo mức tăng tải.

Đóng lại và quản lý lỗi nhất thời

Các đường dây phân phối trên không có tỷ lệ sự cố nhất thời cao - tiếp xúc với cây, chim tấn công, sét - sẽ tự biến mất nếu hồ quang bị ngắt điện trong thời gian ngắn. Chức năng tự động đóng lại được tích hợp trong rơle của máy cắt cho phép máy cắt mở, tạm dừng (thường là thời gian chết 0,3–1 giây cho lần chụp đầu tiên ) và đóng lại. Nếu lỗi đã được xóa, nguồn điện sẽ tự động được khôi phục. Nếu tình trạng này vẫn tiếp diễn, cầu dao sẽ khóa sau một số lần thử có thể định cấu hình (thường là 3 lần chụp).

Chỉ định một máy cắt chân không ngoài trời có khả năng đóng ngắn mạch định mức ( I ma) và khả năng cắt ( I sc) phù hợp với dòng điện sự cố thực tế hiện có tại điểm lắp đặt — không chỉ đơn giản là thiết bị được xếp hạng cao nhất hiện có — ngăn chặn việc thực hiện kỹ thuật quá mức không cần thiết đồng thời đảm bảo thiết bị có thể xử lý các điều kiện trong trường hợp xấu nhất. Luôn xác minh tỷ lệ X/R của hệ thống : Mạng X/R cao (phổ biến ở gần các máy biến áp lớn) tạo ra dòng điện sự cố không đối xứng mà xếp hạng đối xứng tiêu chuẩn không nắm bắt được đầy đủ.

Chúng tôi làm việc trực tiếp với các kỹ sư dự án và nhà thầu EPC để cung cấp các đề xuất cài đặt chuyển tiếp và lớp phủ TCC dành riêng cho ứng dụng — một phần của hỗ trợ giải pháp tùy chỉnh giúp phân biệt đối tác kỹ thuật với nhà cung cấp sản phẩm đơn giản.