Bộ ngắt mạch chân không là gì?

Bộ ngắt mạch chân không Lugao (VCB) là một phần thiết yếu của thiết bị điện trong các hệ thống điện cao thế. Mục đích là để cắt đứt dòng điện trong trường hợp bị trục trặc, do đó bảo vệ mạch. Bộ ngắt mạch chân không Lugao được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại khác nhau, đặc biệt là trong các ứng dụng trung bình và điện áp cao trong đó bảo vệ đáng tin cậy và hiệu quả là rất quan trọng. Thông qua bài viết này, Lugao sẽ dẫn bạn khám phá nguyên tắc làm việc, các thành phần chính, lợi thế, ứng dụng và bảo trì các bộ ngắt mạch chân không Lugao của chúng tôi, cung cấp cái nhìn sâu sắc về lý do tại sao chúng trở thành một lựa chọn phổ biến trong các hệ thống điện điện ngày nay.

Nguyên tắc làm việc của bộ ngắt mạch chân không

Chức năng chính của bộ ngắt mạch chân không Lugao là làm gián đoạn dòng lỗi và bảo vệ các mạch điện khỏi thiệt hại tiềm tàng. Khi xảy ra sự cố, bộ ngắt mạch chân không sẽ nhanh chóng cắt đứt dòng điện để ngăn ngừa quá nóng, bắn hoặc các hậu quả nguy hiểm khác. Không giống như các loại ngắt mạch khác, bộ ngắt mạch chân không Lugao dập tắt các cung trong buồng chân không. Khi các tiếp điểm bên trong bộ ngắt mạch riêng biệt, một vòng cung sẽ hình thành giữa chúng. Trong bộ ngắt mạch chân không Lugao, chân không có thể ngăn ngừa ion hóa và nhanh chóng khôi phục cách điện giữa các tiếp điểm, do đó, cung có thể bị dập tắt gần như ngay lập tức.

Tại sao sử dụng chân không?

Buồng chân không của bộ ngắt mạch chân không Lugao là chìa khóa cho hiệu suất của nó. Hầu như không có các hạt trong chân không, và việc thiếu ion hóa làm cho hồ quang khó khăn kéo dài. Do đó, tốc độ dập tắt hồ quang nhanh hơn nhiều so với trong không khí hoặc khí. Sự gián đoạn hiện tại hiệu quả này là một trong những lý do chính tại sao các bộ ngắt mạch chân không được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng điện áp cao.

Các thành phần chính của bộ ngắt mạch chân không

1.Vacuum Interupter: Vòng cung chân không bị dập tắt buồng là lõi của bộ ngắt mạch chân không. Nó bao gồm hai liên hệ được đặt trong chân không. Khi hai tiếp điểm này tách rời, vòng cung chân không sẽ ngay lập tức dập tắt vòng cung trong môi trường chân không.  

2. Cơ chế vận hành:Cơ chế vận hành chịu trách nhiệm mở và đóng các liên hệ trong buồng dập tắt của vòng cung chân không. Nó có thể được vận hành bằng tay hoặc điện để kiểm soát chính xác hoạt động của bộ ngắt mạch chân không.

3. Vật liệu cách nhiệt:Do thực tế là bộ ngắt mạch chân không thường được sử dụng cho các ứng dụng điện áp trung bình đến cao, cách điện giữa các thành phần là rất quan trọng. Để đảm bảo hoạt động an toàn dưới điện áp cao, chúng tôi sử dụng vật liệu cách nhiệt chất lượng cao.

4. Nhà ở: Bộ ngắt mạch chân không thường được lắp đặt trong các vỏ cứng để bảo vệ chúng khỏi các yếu tố môi trường như độ ẩm và bụi, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng.

Ưu điểm của bộ ngắt mạch chân không

So với các loại ngắt mạch khác, bộ ngắt mạch chân không có nhiều lợi thế, khiến nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong các hệ thống điện:

1. Sức mạnh điện môi cao: Phòng chân không của bộ ngắt mạch chân không có độ bền điện môi tuyệt vời, do đó nó có thể ngắt kết nối các mạch điện áp cao mà không có nguy cơ bị hỏng.

2. Bảo trì tối thiểu:Bộ ngắt mạch chân không có ít bộ phận chuyển động hơn và yêu cầu bảo trì tối thiểu trong quá trình hoạt động. Điều này đặc biệt thuận lợi trong việc lắp đặt từ xa hoặc trạm biến áp điện áp cao, trong đó bảo trì thường xuyên là khó khăn.

3. Hoạt động nhanh: Bộ ngắt mạch chân không hoạt động nhanh chóng, khiến chúng có hiệu quả cao trong việc bảo vệ thiết bị khỏi các tác động của lỗi. Hoạt động nhanh này giảm thiểu thiệt hại và thời gian chết đến mức lớn nhất có thể, cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện.

4. Không giống như bộ ngắt mạch cách điện khí, bộ ngắt mạch chân không không yêu cầu các khí có hại như lưu huỳnh hexafluoride (SF6) trong quá trình hoạt động, khiến chúng trở thành bộ ngắt mạch thân thiện với môi trường.

5. Cuộc sống phục vụ lâu dài: Độ bền và hiệu quả của bộ ngắt mạch chân không giúp kéo dài tuổi thọ dịch vụ của họ. Do thực tế là mức độ chân không không giảm theo thời gian, các bộ ngắt mạch này có thể duy trì hiệu quả của chúng trong nhiều năm, do đó làm giảm nhu cầu thay thế thường xuyên.

Các ứng dụng của bộ ngắt mạch chân không

Bộ ngắt mạch chân không có thể được sử dụng trong các trường hợp khác nhau, chủ yếu cho các ứng dụng điện áp trung bình và cao. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:

1. Sản lượng điện: Trong các nhà máy điện, bộ ngắt mạch chân không rất quan trọng để bảo vệ máy phát điện, máy biến áp và các thiết bị quan trọng khác. Bộ ngắt mạch chân không đảm bảo rằng bất kỳ lỗi nào cũng có thể bị gián đoạn nhanh chóng để ngăn chặn thiệt hại quy mô lớn và thời gian chết tốn kém.

2. Các trạm biến áp: Bộ ngắt mạch chân không được sử dụng rộng rãi trong các trạm biến áp để quản lý các hệ thống điện áp trung bình và cao. Bộ ngắt mạch chân không có thể cắt đứt dòng lỗi nhanh chóng và hiệu quả, khiến chúng rất phù hợp với các môi trường này.

3. Cài đặt công nghiệp: Các cơ sở sản xuất và ngành công nghiệp nặng dựa vào bộ ngắt mạch chân không để bảo vệ thiết bị khỏi các tác động của lỗi. Bộ ngắt mạch chân không bền và yêu cầu bảo trì thấp, làm cho chúng rất phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao.

4. Tòa nhà thương mại: Các tòa nhà thương mại lớn và các khu phức hợp văn phòng thường sử dụng bộ ngắt mạch chân không để đảm bảo sự an toàn và độ tin cậy của hệ thống điện của chúng. Bộ ngắt mạch chân không được thiết kế nhỏ gọn, hiệu quả và dễ dàng tích hợp vào cơ sở hạ tầng điện hiện có.

5. Hệ thống đường sắt: Trong ngành công nghiệp đường sắt, bộ ngắt mạch chân không được sử dụng để bảo vệ các hệ thống cung cấp điện chạy các đoàn tàu. Thiết kế mạnh mẽ và độ tin cậy của họ làm cho họ phù hợp cho cơ sở hạ tầng quan trọng này.

Bảo trì bộ ngắt mạch chân không

Một tính năng quan trọng của bộ ngắt mạch chân không là các yêu cầu bảo trì cực thấp của họ. Tuy nhiên, kiểm tra và bảo trì thường xuyên có thể đảm bảo hiệu suất tối ưu và tuổi thọ dịch vụ. Các phương pháp bảo trì chính cho bộ ngắt mạch chân không bao gồm:

1. Kiểm tra danh bạ: Mặc dù sự hao mòn của bộ ngắt mạch chân không là tối thiểu, nhưng vẫn cần kiểm tra bất kỳ dấu hiệu ăn mòn nào trên các tiếp điểm. Thay thế kịp thời các tiếp xúc mòn giúp duy trì hiệu quả của bộ ngắt mạch.

2. Kiểm tra tính toàn vẹn chân không: Máy hút bụi trong buồng dập tắt hồ quang nên được duy trì nguyên vẹn để đảm bảo dập tắt hồ quang đáng tin cậy. Nên thường xuyên kiểm tra tính toàn vẹn chân không để xác minh rằng không có rò rỉ hoặc suy thoái.

3. Kiểm tra vận hành cơ học: Thử nghiệm thường xuyên cơ chế vận hành là cần thiết để đảm bảo mở và đóng máy hút bụi trơn tru. Các thành phần cơ học nên được bôi trơn thường xuyên để tránh hao mòn.

4. Kiểm tra điện: Thử nghiệm điện thường xuyên, chẳng hạn như điện trở cách nhiệt và thử nghiệm điện trở tiếp xúc, có thể giúp xác định bất kỳ vấn đề tiềm ẩn nào trong bộ ngắt mạch chân không.

So sánh với các loại ngắt mạch khác

Để hiểu được giá trị duy nhất của bộ ngắt mạch chân không, thật hữu ích khi so sánh nó với các loại ngắt mạch khác, chẳng hạn như bộ ngắt mạch không khí và bộ ngắt mạch cách nhiệt.

- Bộ ngắt mạch không khí (ACB): 

Các bộ ngắt mạch không khí dựa trên không khí khí quyển để dập tắt vòng cung, điều này làm cho chúng kém hiệu quả đối với các ứng dụng điện áp cao so với bộ ngắt mạch chân không. Bộ ngắt mạch chân không có cường độ điện môi cao hơn, cho phép chúng xử lý các điện áp cao hơn hiệu quả hơn.

- Bộ ngắt mạch cách nhiệt khí (GCB): 

Bộ ngắt mạch cách nhiệt thường sử dụng khí SF6 để dập tắt vòng cung. Mặc dù hiệu quả, SF6 là một loại khí nhà kính mạnh và các bộ ngắt cách nhiệt đòi hỏi các quy trình xử lý nghiêm ngặt. Ngược lại, bộ ngắt mạch chân không sử dụng một cách tiếp cận sạch sẽ và bền vững mà không có tác động môi trường.

Xu hướng và sự phát triển trong tương lai trong bộ ngắt mạch chân không

Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ, bộ ngắt mạch chân không dự kiến ​​sẽ trở nên hiệu quả hơn và được sử dụng rộng rãi hơn. Một số xu hướng và sự phát triển trong tương lai trong lĩnh vực này bao gồm:

1. Tích hợp với lưới thông minh: Với việc phổ biến các lưới thông minh, thiết kế của bộ ngắt mạch chân không ngày càng được trang bị khả năng giám sát và điều khiển tiên tiến. Điều này cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực và kiểm soát từ xa, do đó cải thiện độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống điện.

2. Vật liệu cải tiến: Nghiên cứu trong khoa học vật liệu đang thúc đẩy các vật liệu của bộ ngắt mạch chân không bền và hiệu quả hơn. Những vật liệu này được thiết kế để tiếp tục mở rộng tuổi thọ dịch vụ của họ và giảm yêu cầu bảo trì.

3. Thiết kế nhỏ gọn: Cấu trúc của các bộ ngắt mạch chân không đang ngày càng nhỏ gọn, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng có không gian hạn chế, chẳng hạn như các trạm biến áp đô thị và các tòa nhà thương mại.

4. Phát hiện lỗi nâng cao: Bộ ngắt mạch chân không trong tương lai có thể áp dụng công nghệ phát hiện lỗi nâng cao để cung cấp các phản hồi nhanh hơn và chính xác hơn đối với các lỗi. Điều này sẽ làm giảm thêm rủi ro thiệt hại và cải thiện độ tin cậy chung của hệ thống điện.

Phần kết luận

Bộ ngắt mạch chân không là một thành phần vô giá trong các hệ thống điện hiện đại, cung cấp sự bảo vệ đáng tin cậy và hiệu quả trong các ứng dụng điện áp trung bình và cao. Với cơ chế dựa trên chân không độc đáo, nó nhanh chóng dập tắt các cung và làm gián đoạn dòng lỗi, cung cấp cường độ điện môi vượt trội và tính bền vững môi trường so với các loại ngắt mạch khác. Các yêu cầu bảo trì tối thiểu, tuổi thọ dài và sự phù hợp cho một loạt các ứng dụng làm cho bộ ngắt mạch chân không trở thành một lựa chọn phổ biến cho việc phát điện, thiết lập công nghiệp và các tòa nhà thương mại. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, tương lai của bộ ngắt mạch chân không hứa hẹn cho hiệu quả cao hơn, tích hợp lưới thông minh và thiết kế nhỏ gọn.