Với sự phát triển không ngừng của hệ thống điện, việc ứng dụng máy cắt chân không cũng ngày càng tăng, điều này không thể tách rời khỏi những ưu điểm của chúng.Tuy nhiên, luôn có một số nhược điểm. Ví dụ, vấn đề quá điện áp của máy cắt chân không đã ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của chúng ở một mức độ nào đó. Vì vậy, chúng ta cần tìm cách giảm thiểu hoặc ngăn chặn hiện tượng quá điện áp trong máy cắt chân không. Dưới đây, Máy cắt chân không Huadian|Nhà sản xuất máy cắt chân không VS1 sẽ giải thích các loại quá áp và biện pháp bảo vệ liên quan đến máy cắt chân không.
I. Các loại máy cắt chân không quá áp chính
Quá điện áp khi vận hành máy cắt chân không chủ yếu xảy ra trong quá trình mở (ngắt) và thường gặp ba loại sau:
1. Cắt dòng điện quá áp
Cơ chế: Máy cắt chân không có khả năng dập tắt hồ quang-cực mạnh. Khi ngắt dòng điện xoay chiều nhỏ (chẳng hạn như dòng điện khởi động của máy biến áp hoặc động cơ không tải), dòng điện có thể bị cắt cưỡng bức (tức là cắt dòng điện) trước điểm giao nhau bằng 0 tự nhiên của nó. Lúc này, năng lượng từ trường tích trữ trong tải cảm ứng (như cuộn dây động cơ) sẽ chuyển hóa thành năng lượng điện trường, nạp điện dung tương đương của tải, từ đó tạo ra hiện tượng quá điện áp cực cao.
Đặc điểm: Biên độ quá điện áp có liên quan đến độ lớn của giá trị cắt-dòng điện và độ tự cảm của tải. Giá trị cắt dòng điện-càng lớn thì quá điện áp càng cao. Đây là loại quá điện áp phổ biến nhất trong máy cắt chân không.
2.Quá điện áp đánh lửa lại nhiều lần (Quá điện áp đánh lửa nhiều lần-tần số cao-)
Cơ chế: Sau khi cầu dao ngắt điện, khoảng cách giữa các tiếp điểm rất nhỏ. Nếu điện áp phục hồi (điện áp phục hồi tần số nguồn) giữa các tiếp điểm cao hơn cường độ cách điện của môi trường tiếp điểm trong thời gian gián đoạn thì khe hở sẽ lại bị thủng (đánh lửa lại). Do sự phục hồi cực kỳ nhanh chóng của môi trường chân không, quá trình này có thể xảy ra nhiều lần trong vòng micro giây (đánh lửa lại-tần số cao-). Mỗi lần đánh lửa lại đi kèm với việc tắt dòng điện tần số cao-và tái tạo năng lượng, liên tục bơm năng lượng vào tải thông qua hiệu ứng tích lũy, khiến quá điện áp tăng dần.
Đặc điểm: Loại quá điện áp này có độ dốc lớn và biên độ lớn, gây ra mối đe dọa đáng kể đối với cách điện-các vòng quay và cách điện dọc của động cơ. Lỗi này chủ yếu xảy ra khi làm gián đoạn động cơ-điện áp cao hoặc máy biến áp không tải.
3. Quá điện áp ngắt tải điện dung
Cơ chế: Khi ngắt tụ điện, quá điện áp-biên độ cao và tần số-cao sẽ được tạo ra do sự đánh lửa-hồ quang. Nếu cầu dao-bật lại sau khi bị gián đoạn, điều đó tương đương với việc một nhóm tụ điện đã tích điện phóng điện sang nhóm tụ điện khác qua hồ quang, tạo thành các dao động tần số-cao, dẫn đến điện áp tăng mạnh.
Đặc điểm: Tình trạng này có thể tạo ra điện áp quá cao (thường gấp 2-3 lần hoặc thậm chí cao hơn điện áp nối đất), đe dọa nghiêm trọng đến sự an toàn của chính tụ điện và cầu dao.
II. Các biện pháp bảo vệ quá áp cho máy cắt chân không
Đối với các loại quá điện áp-được đề cập ở trên, khả năng bảo vệ thường đạt được thông qua sự kết hợp giữa "chặn" (giảm-giá trị cắt hiện tại) và "rút" (cung cấp đường phóng điện hoặc hấp thụ năng lượng). Các biện pháp bảo vệ phổ biến bao gồm:
1. Lắp đặt Điện trở-Bộ hấp thụ tụ điện (Thiết bị hấp thụ RC)
Nguyên tắc: Gồm một điện trở (R) và một tụ điện (C) mắc nối tiếp và song song ở phía tải.
Tụ điện (C): Giảm trở kháng đột biến của tải, làm chậm quá trình tăng điện áp và do đó làm giảm thành phần tần số cao của hiện tượng quá điện áp tái kích hoạt.
Điện trở (R): Tiêu tán năng lượng, triệt tiêu dao động và ngăn chặn sự cộng hưởng giữa tụ điện và độ tự cảm của tải.
Các tình huống áp dụng: Chủ yếu được sử dụng để bảo vệ động cơ và máy biến áp, đặc biệt hiệu quả trong việc ngăn chặn tình trạng quá điện áp tái kích hoạt nhiều lần và quá điện áp-cắt dòng điện.
Ưu điểm: Hiệu quả bảo vệ ổn định, hạn chế cả biên độ và độ dốc của quá điện áp.
Nhược điểm: Kích thước lớn hơn, chi phí cao hơn và mức tiêu thụ năng lượng cao hơn do-làm nóng điện trở trong thời gian dài.
2. Lắp đặt thiết bị chống sét oxit kẽm (MOA)
Nguyên tắc: Sử dụng đặc tính ampe vôn{0}}phi tuyến tuyệt vời của điện trở biến đổi oxit kẽm. Trong điều kiện điện áp hoạt động bình thường, bộ chống sét ở trạng thái điện trở-cao (dòng rò mức microampe-); khi xảy ra quá điện áp và vượt quá ngưỡng vận hành, nó sẽ nhanh chóng tiến hành, xả năng lượng quá điện áp xuống đất, từ đó kẹp điện áp trong phạm vi mà lớp cách điện của thiết bị có thể chịu được.
Phân biệt loại:
Thiết bị chống sét loại phân phối thông thường: Chủ yếu được sử dụng để hạn chế quá điện áp do sét.
Thiết bị chống sét loại máy quay chuyên dụng: Được thiết kế đặc biệt để bảo vệ động cơ, có điện áp dư thấp hơn và phù hợp hơn với mức cách điện của động cơ.
Các tình huống áp dụng: Chủ yếu được sử dụng để hạn chế quá điện áp-cắt dòng điện. Cần lưu ý rằng các thiết bị chống sét thông thường có tốc độ phản ứng chậm với nhiều lần quá điện áp tái tạo ở mép đầu sóng dốc và hiệu quả bảo vệ có thể bị hạn chế; chúng thường cần được sử dụng cùng với RC (Bộ chống dòng điện kháng).
3. Lắp đặt bộ lọc cuộn cảm-tụ điện (L-C)
Nguyên tắc: Một cuộn cảm (L) mắc nối tiếp với tụ điện (C) mắc song song ở phía tải. Cuộn cảm chặn dòng điện tần số cao-và tụ điện làm giảm tốc độ thay đổi điện áp (du/dt). Sự kết hợp này lọc các thành phần dao động tần số cao-một cách hiệu quả, về cơ bản làm chậm quá trình tích tụ quá điện áp.
Tình huống áp dụng: Các vị trí có yêu cầu bảo vệ quá áp cực cao (ví dụ: động cơ đặc biệt, thiết bị quan trọng).
4. Chọn cầu dao chân không có giá trị cắt-dòng điện thấp
Nguyên tắc: Giải quyết tình trạng quá điện áp tại nguồn. Giá trị cắt hiện tại-của cầu dao chân không có liên quan chặt chẽ đến vật liệu tiếp xúc. Sử dụng vật liệu tiếp xúc có giá trị cắt-dòng điện-{5}}thấp (ví dụ: vật liệu CuCr (đồng-crom) được xử lý đặc biệt) có thể giảm giá trị cắt dòng điện-xuống mức rất thấp (ví dụ: 0,5A - 2A), do đó làm giảm đáng kể biên độ quá điện áp tại nguồn của nó.
Đánh giá: Đây là biện pháp bảo vệ lý tưởng nhất, nhưng do hạn chế về xử lý vật liệu và chi phí nên đôi khi cần sử dụng kết hợp với các thiết bị bảo vệ khác.
5. Lắp điện trở hoặc tụ điện song song
Nguyên tắc: Đấu song song một điện trở hoặc tụ điện qua các tiếp điểm của bộ ngắt mạch.
Điện trở song song: Giảm tốc độ tăng điện áp phục hồi trong quá trình đánh lửa lại, giảm khả năng đánh lửa lại.
Tụ song song: Giảm độ dốc của điện áp phục hồi giữa các tiếp điểm.
Đánh giá: Phương pháp này thường được tích hợp vào thiết kế bên trong của cầu dao; cài đặt hiện trường là hiếm.
Tóm tắt và khuyến nghị lựa chọn
Trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, một biện pháp đơn lẻ thường không được sử dụng riêng lẻ. Thay vào đó, việc kết hợp các biện pháp bảo vệ được áp dụng dựa trên giá trị và tầm quan trọng của đối tượng được bảo vệ:
Đối với máy biến áp/đường dây thông thường: Bộ ngắt mạch chân không có giá trị cắt-dòng điện-có giá trị cắt-thấp thường được chọn, cùng với-thiết bị chống sét oxit kẽm có mục đích chung được lắp đặt ở phía thanh cái để bảo vệ dự phòng.
Đối với động cơ-điện áp cao: Động cơ có mức cách điện thấp hơn và nhạy cảm với các dòng điện đột ngột. Nên sử dụng sơ đồ bảo vệ kết hợp sử dụng bộ hấp thụ RC (để ngăn chặn quá điện áp tái tạo và giảm độ dốc) và thiết bị chống sét chuyên dụng cho máy điện quay (để hạn chế quá điện áp loại năng lượng).
Đối với dàn tụ điện: Nên lắp đặt thiết bị chống sét oxit kẽm không khe hở (chuyên dụng để bảo vệ tụ điện) ở phía máy cắt, tốt nhất là gần tụ điện. Đôi khi, các cuộn kháng nối tiếp cũng cần thiết để triệt tiêu dòng điện khởi động và quá điện áp.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd., được thành lập năm 2007, đã tham gia sâu vào lĩnh vực thiết bị điều khiển công tắc phân phối điện trong mười lăm năm. Chúng tôi không chỉ tham gia vào hoạt động R&D của máy cắt chân không nam châm vĩnh cửu VS1/VEGM trong nước mà còn đầu tư gần 7%-8% doanh thu hàng năm của mình vào R&D, chỉ để khắc phục những điểm yếu trong ngành và bảo vệ hoạt động an toàn của hệ thống điện. Dòng VEGM chính của chúng tôi áp dụng thiết kế{10}cực kín chắc chắn. Bằng cách sử dụng công nghệ APG, bộ ngắt chân không và các đầu ra trên và dưới được nhúng hoàn toàn vào nhựa epoxy hiệu suất cao. Điều này không chỉ giải quyết hoàn toàn vấn đề ăn mòn do bụi và hơi ẩm của lớp cách nhiệt mà còn tăng cường khả năng chống sốc cơ học của cầu dao. Dù ở điều kiện cực lạnh ở độ cao hay môi trường bụi bặm của các nhà máy công nghiệp, cầu dao Shaanxi Huadian đều có thể hoạt động ổn định. Vui lòng liên hệ với chúng tôi:pannie@hdswitchgear.com.
