Buồng dập tắt hồ quang chân không-là những thiết bị điện quan trọng dùng để làm gián đoạn hồ quang điện trong mạch điện áp cao-. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống điện, bảo vệ thiết bị và đảm bảo an toàn cho con người. Việc dập tắt hồ quang đạt được thông qua một số phương pháp, cho phép thiết bị dập tắt hồ quang một cách an toàn và hiệu quả. Dưới đây là một số phương pháp dập tắt hồ quang-phổ biến được sử dụng trong buồng dập tắt hồ quang chân không-:
I. Nguyên tắc cơ bản cốt lõi: Điều kiện bảo trì và dập tắt hồ quang
Hồ quang điện có thể được duy trì vì ở nhiệt độ cao, môi trường giữa các điểm tiếp xúc (không khí, dầu, v.v.) bị ion hóa, tạo ra một số lượng lớn electron và ion tự do, tạo thành kênh dẫn điện. Vì vậy, những cách cơ bản để dập tắt hồ quang điện là:
Làm nguội: Hạ nhiệt độ hồ quang, khiến các hạt khí chuyển từ trạng thái ion hóa trở lại phân tử hoặc nguyên tử trung hòa (quá trình này gọi là "khử ion").
Thổi bay hồ quang: Sử dụng luồng khí hoặc dòng chất lỏng-tốc độ cao để loại bỏ nhiệt và các hạt tích điện khỏi vùng hồ quang.
Kéo dài hồ quang: Tăng chiều dài hồ quang, đòi hỏi điện áp cao hơn để duy trì.
Chia hồ quang thành các cung ngắn hơn: Chia một cung dài thành một loạt các cung ngắn hơn, tận dụng hiệu ứng-điện cực gần (cần giảm điện áp cao hơn ở gần cực âm) để tăng độ khó duy trì hồ quang.
II. Các phương pháp và công nghệ dập tắt hồ quang chính
Dựa trên các phương tiện và nguyên tắc khác nhau, một số công nghệ dập tắt hồ quang hoàn thiện đã được phát triển:
1. Dập tắt hồ quang chân không (dùng trong máy cắt chân không)
Đây hiện là công nghệ tiên tiến và phổ biến nhất trong lĩnh vực trung thế{0}}điện áp (10-35kV).
Nguyên tắc: Các điểm tiếp xúc được bịt kín trong buồng dập tắt hồ quang-ở chân không cao (<10^-4 Pa). Due to the extremely low number of gas molecules in a vacuum, the metal vapor arc generated when the contacts separate diffuses and condenses at an extremely rapid rate when the current crosses zero, causing the medium strength to recover quickly.
Đặc trưng:
Ưu điểm: Khả năng dập hồ quang mạnh, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ, không có nguy cơ cháy nổ,{0}}không cần bảo trì (so với cầu dao dầu).
Nhược điểm: Khó phát hiện độ chân không, yêu cầu cao đối với quy trình sản xuất.
2. Dập tắt hồ quang khí lưu huỳnh hexafluoride (SF₆) (dùng trong máy cắt SF₆)
Được sử dụng rộng rãi trong các trường điện áp cao-và điện áp siêu-cao{2}}(72,5kV trở lên).
Nguyên tắc:
Điện tích âm tuyệt vời: Các phân tử khí SF₆ có khả năng hấp thụ mạnh các electron tự do, làm giảm nhanh các hạt tích điện trong hồ quang.
Hiệu ứng thổi hồ quang: Trong buồng dập tắt hồ quang nén hoặc tự cấp năng lượng, dòng khí SF₆ áp suất- cao được tạo ra bằng chuyển động cơ học hoặc năng lượng của chính hồ quang, thổi mạnh về phía hồ quang để làm mát và khử ion mạnh mẽ.
Đặc trưng:
Ưu điểm: Hiệu suất cách nhiệt và dập hồ quang tuyệt vời, gấp hơn 100 lần so với không khí. Dòng điện ngắt đơn-lớn.
Nhược điểm: SF₆ là một loại khí nhà kính mạnh; rò rỉ phải được ngăn chặn nghiêm ngặt và yêu cầu tái chế sau khi ngừng hoạt động.
3. Dập tắt hồ quang bằng dầu-(dùng trong cầu dao dầu, hiện nay hiếm khi được sử dụng)
Nguyên tắc: Các tiếp điểm được ngâm trong dầu cách điện. Khi hồ quang được tạo ra, dầu bị phân hủy và bay hơi nhanh chóng, tạo ra khí hydro, chiếm khoảng 70% tổng lượng khí. Khí hydro có tính dẫn nhiệt và đặc tính dập tắt hồ quang- cao. Đồng thời, dưới thiết kế buồng dập tắt hồ quang-, các khí này tạo ra áp suất cực lớn, tạo thành bong bóng đẩy dòng dầu thổi đi và làm mát hồ quang.
Đặc trưng:
Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, công nghệ trưởng thành.
Nhược điểm: Dễ cháy nổ, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ; yêu cầu thay dầu và bảo dưỡng thường xuyên; cồng kềnh.
4. Dập tắt hồ quang khí nén (dùng trong máy cắt khí, hiện nay ít dùng)
Nguyên tắc: Khí nén áp suất cao-được lưu trữ trước. Khi ngắt, van mở ra và không khí áp suất cao -được thổi mạnh về phía hồ quang, không chỉ mang đi một lượng nhiệt lớn mà còn phân tán các hạt tích điện và nhanh chóng lấp đầy khoảng trống bằng không khí lạnh,-trong lành, cao.
Đặc trưng:
Ưu điểm: Khả năng dập hồ quang mạnh, tốc độ phản hồi nhanh.
Nhược điểm: Độ ồn cao, yêu cầu hệ thống khí nén phức tạp và cần bảo trì nhiều.
5. Dập tắt hồ quang khí rắn-được tạo ra (được sử dụng trong công tắc tải, cầu chì, v.v.)
Nguyên tắc: Một vật liệu cách điện hữu cơ đặc biệt (như polyoxymethylene, plexiglass, v.v.) được đặt bên trong buồng dập tắt hồ quang-. Nhiệt độ cao do hồ quang điện tạo ra khiến nó bị phân hủy, tạo ra một lượng lớn khí. Điều này tạo ra áp suất cao bên trong buồng dập tắt hồ quang-hẹp, sau đó áp suất này được đẩy ra khỏi vòi phun, dập tắt hồ quang.
Đặc trưng:
Ưu điểm: Cấu trúc rất đơn giản, chi phí thấp.
Nhược điểm: Khả năng phá vỡ hạn chế; mỗi hoạt động tiêu thụ nguyên liệu-tạo khí; thường được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu về khả năng phá vỡ không cao.
6. Dập tắt hồ quang khe & Dập tắt hồ quang lưới (được sử dụng trong-bộ ngắt mạch, công tắc tơ điện áp thấp)
Đây là một ứng dụng điển hình của nguyên lý “phân đoạn và làm mát”.
Dập tắt hồ quang khe: Hồ quang điện được đưa vào một khe làm bằng-vật liệu cách điện chịu nhiệt độ cao (chẳng hạn như đất sét, mica). Các thành khe làm mát hồ quang và đưa nó tiếp xúc với môi trường rắn, tăng cường khả năng khử ion.
Dập tắt hồ quang lưới: Hồ quang điện được đưa vào một tập hợp các lưới kim loại song song. Hồ quang điện được chia thành nhiều hồ quang ngắn mắc nối tiếp, mỗi hồ quang có điện áp giảm ở cực âm và cực dương riêng (khoảng 20-30V). Nếu tổng điện áp cực âm và cực dương của tất cả các hồ quang ngắn vượt quá điện áp nguồn thì hồ quang không thể duy trì được và sẽ tắt. Điều này đặc biệt có thể áp dụng cho hồ quang DC hoặc hồ quang AC điện áp thấp.
Tóm tắt và so sánh
| Phương pháp dập tắt hồ quang | Nguyên tắc chính | Ứng dụng | Đặc trưng |
|---|---|---|---|
| Dập tắt hồ quang chân không | Tận dụng tốc độ phục hồi điện môi cao của chân không | Phân phối điện áp-trung thế (10-35kV) | An toàn, nhỏ gọn, tuổi thọ cao, không cần bảo trì- |
| Dập tắt hồ quang khí SF₆ | Hấp phụ điện tử âm + làm mát bằng thổi khí | Điện áp-cao và điện áp-cao{2}}cực cao (72,5kV+) | Hiệu suất tuyệt vời, nhưng mối quan tâm đáng kể về môi trường |
| Dập tắt hồ quang bằng dầu- | Thổi và làm mát hồ quang bay hơi dầu (hydro) | Thiết bị điện áp cao-kiểu{1}}cũ | Đơn giản và rẻ tiền nhưng dễ cháy, nổ và cồng kềnh |
| Dập tắt hồ quang khí nén | Làm mát bằng khí thổi áp suất cao- | Thiết bị điện áp cao-kiểu{1}}cũ | Tốc độ cao nhưng hệ thống phức tạp và độ ồn cao |
| Dập tắt hồ quang khí rắn-được tạo ra | Tạo khí vật liệu để tạo thành luồng khí thổi | Công tắc tải, cầu chì | Cấu trúc đơn giản, khả năng phá vỡ hạn chế |
| Dập tắt hồ quang dạng khe/lưới | Hiệu ứng làm mát và{0}}gần điện cực được phân đoạn | Bộ ngắt mạch, công tắc tơ điện áp thấp- | Chi phí thấp, phù hợp với-điện áp DC/AC thấp |
Tóm lại, thiết bị ngắt chân không sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để dập tắt hồ quang điện, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng và các tình huống áp dụng. Việc sử dụng kết hợp hơi kim loại, ngắt chân không và khí nén có thể dập tắt hồ quang một cách nhanh chóng và đáng tin cậy, đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn và ổn định. Việc liên tục đổi mới và áp dụng các phương pháp dập tắt hồ quang-này mang lại sự hỗ trợ quan trọng cho sự phát triển và an toàn của ngành điện.
Buồng ngắt chân không Thiểm Tây Huadian có khả năng dập tắt hồ quang nhanh chóng, loại bỏ lỗi sạch và hiệu quả, tuổi thọ cơ học dài, vận hành-không cần bảo trì và tiết kiệm chi phí. Thông tin liên hệ:
E-mail:pannie@hdswitchgear.com.
Whatsapp/Wechat:+8618789455087
