Bộ ngắt mạch chân không: thiết bị và nguyên lý hoạt động + sắc thái lựa chọn và kết nối

TIÊU CHÍ VÀ GIỚI HẠN ĐỐI VỚI MỘT NHÀ NƯỚC AN TOÀN

Phiên bản khí hậu và loại vị trí U2 theo GOST 1550, điều kiện hoạt động trong trường hợp này:

• độ cao lớn nhất lên đến 3000 m;
• Giá trị làm việc trên của nhiệt độ không khí xung quanh trong thiết bị đóng cắt (KSO) được giả định là cộng 55 ° C, giá trị hiệu dụng của nhiệt độ không khí xung quanh của thiết bị đóng cắt và KSO là cộng 40 ° C;
• giá trị làm việc thấp hơn của nhiệt độ không khí xung quanh là âm 40 ° С;
• giá trị trên của độ ẩm không khí tương đối 100% ở cộng với 25 ° С;
• môi trường không cháy nổ, không chứa khí và hơi có hại cho cách điện, không bão hòa bụi dẫn điện ở nồng độ làm giảm thông số độ bền điện của cách điện công tắc.

Vị trí làm việc trong không gian - bất kỳ. Đối với các phiên bản 59, 60, 70, 71 - cơ bản giảm hoặc cao hơn.Các công tắc được thiết kế để hoạt động trong các hoạt động "O" và "B" và trong các chu kỳ O - 0,3 s - VO - 15 s - VO; O - 0,3 giây - VO - 180 giây - VO.
Các thông số của các tiếp điểm phụ của máy cắt được cho trong Bảng 3.1.
Về khả năng chống lại các yếu tố cơ học bên ngoài, bộ ngắt mạch tương ứng với nhóm M 7 theo GOST 17516.1-90, trong khi bộ ngắt mạch hoạt động khi tiếp xúc với dao động hình sin trong dải tần (0,5 * 100) Hz với biên độ gia tốc lớn nhất 10 m / s2 (1 q) và tác động nhiều lần với gia tốc 30 m / s2 (3 q).

Bảng 3.1 - Các thông số của các tiếp điểm phụ của máy cắt

Hình 3.1

Công tắc đáp ứng các yêu cầu của GOST687, IEC-56 và thông số kỹ thuật TU U 25123867.002-2000 (cũng như ITEA 674152.002 TU; TU U 13795314.001-95).
Sự phụ thuộc của tuổi thọ đóng cắt của bộ ngắt mạch vào cường độ của dòng điện bị ngắt được thể hiện trong hình. 3.1.

Công tắc đáp ứng các yêu cầu của GOST 687, IEC-56 và thông số kỹ thuật TU U 25123867.002-2000 (cũng như ITEA 674152.002 TU; TU U 13795314.001-95).
Sự phụ thuộc của tuổi thọ đóng cắt của bộ ngắt mạch vào cường độ của dòng điện bị ngắt được thể hiện trong hình. 3.1.

Công nghệ ngắt mạch chân không.

Đường bao phủ ngang chính trong "phòng sạch". VIL, Finchley, 1978.

Việc sản xuất máng dẫn chân không diễn ra trong các cơ sở lắp đặt đặc biệt sử dụng công nghệ hiện đại - "phòng sạch", lò chân không, v.v.

Xưởng ngắt mạch chân không ở Nam Phi, 1990

Việc sản xuất buồng chân không là một quá trình sản xuất công nghệ cao. Sau khi lắp ráp, các buồng ngắt mạch được đặt trong tủ sấy chân không, nơi chúng được làm kín.

Bốn điểm chính trong sản xuất máng hồ quang chân không:

1. chân không đầy đủ
2. tính toán chi tiết các thông số điện.
3. hệ thống điều khiển hồ quang
4. tài liệu nhóm liên hệ

Bốn điểm chính trong sản xuất bộ ngắt mạch chân không:

1. chất lượng xây dựng tổng thể hoàn hảo của thiết bị.
2. tính toán chính xác các thông số điện từ của thiết bị. Trong trường hợp có lỗi trong thiết kế của thiết bị, có thể xảy ra nhiễu điện từ giữa các bộ ngắt kết nối.
3. cơ chế. Nó là cần thiết để đảm bảo một hành trình ngắn của cơ chế và mức tiêu thụ năng lượng thấp. Ví dụ, khi chuyển sang 38kV, hành trình yêu cầu của cơ cấu là 1/2 ″, đồng thời, năng lượng tiêu thụ không vượt quá 150 J.
4. Các đường hàn kín hoàn hảo.

Thiết bị của một máng hồ quang chân không cổ điển.
máng hồ quang V8 15 kV (4 đường kính 1/2 ″). Đầu những năm 70.

Hình ảnh cho thấy các thành phần chính của thiết kế của máng hồ quang chân không.

Điều khiển hồ quang điện: từ trường hướng tâm.

Khung hình chụp tốc độ cao (5000 khung hình / giây).
pad cầu dao. đường kính 2 ”.
Từ trường hướng tâm
31,5kArms 12kVrms.
Quá trình này xảy ra do hiện tượng tự cảm ứng của từ trường hướng tâm (vectơ trường hướng dọc theo hướng xuyên tâm), tạo ra chuyển động hồ quang trên tiếp điểm điện, đồng thời làm giảm sự phát nóng cục bộ của đệm tiếp xúc. Vật liệu của các tiếp điểm phải sao cho hồ quang điện chuyển động tự do trên bề mặt. Tất cả điều này làm cho nó có thể thực hiện dòng chuyển đổi lên đến 63 kA.

Điều khiển hồ quang: từ trường dọc trục.

Khung hình chụp tốc độ cao (9000 khung hình / giây).
Hình ảnh của từ trường dọc trục
40kArms 12kVrms

Quá trình sử dụng hiện tượng tự cảm ứng của từ trường dọc theo trục của hồ quang điện không cho hồ quang co lại và bảo vệ đệm tiếp xúc không bị quá nhiệt, loại bỏ năng lượng dư thừa. Trong trường hợp này, vật liệu của vùng tiếp xúc không được góp phần vào chuyển động của hồ quang dọc theo bề mặt tiếp xúc. Trong điều kiện công nghiệp có khả năng thực hiện chuyển đổi dòng điện trên 100 kA.

Hồ quang điện trong chân không là vật chất của các nhóm tiếp xúc.
Khung hình chụp tốc độ cao (5000 khung hình / giây).
Hình ảnh miếng đệm có đường kính 35mm.
Từ trường hướng tâm.
20kArms 12kVrms

Khi các tiếp điểm được mở trong chân không, kim loại bốc hơi khỏi các bề mặt tiếp xúc, tạo thành hồ quang điện. Trong trường hợp này, các đặc tính của hồ quang thay đổi tùy thuộc vào vật liệu mà từ đó các tiếp điểm được tạo ra.

Các thông số đề xuất của tấm tiếp xúc:

vật liệu

Hình ảnh vi mô.

Ban đầu, một hợp kim của đồng và crom được sử dụng để sản xuất các tấm tiếp xúc. Vật liệu này được phát triển và cấp bằng sáng chế bởi English Electric vào những năm 1960. Ngày nay, nó là kim loại được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất máng hồ quang chân không.

Nguyên lý hoạt động của cơ chế.

Cơ chế của bộ ngắt mạch chân không được thiết kế theo cách mà lượng năng lượng dành cho việc đóng cắt không đóng bất kỳ vai trò nào - chỉ có một chuyển động đơn giản của các tiếp điểm. Một bộ đóng ngắt tự động điển hình cần 150-200 Joules năng lượng để điều khiển, không giống như một công tắc đường trục cách điện bằng khí cần 18,000-24,000 Joules để thực hiện một lần thay đổi. Thực tế này đã cho phép sử dụng nam châm vĩnh cửu trong công việc.

Truyền động từ tính.

Nguyên lý hoạt động của ổ từ

Giai đoạn nghỉ ngơi Giai đoạn vận động là một mô hình của sự vận động.

Lịch sử của bộ ngắt mạch chân không

Thập niên 50. Lịch sử phát triển: tất cả bắt đầu như thế nào ...
Một trong những công tắc cao áp đầu tiên của mạng điện chính. Bức ảnh chụp một máy cắt chân không 132 kV AEI, hoạt động ở West Ham, London, từ năm 1967. Giống như hầu hết các thiết bị tương tự, nó hoạt động cho đến những năm 1990.

Lịch sử phát triển: Máy cắt chân không 132kV VGL8.
- kết quả của sự phát triển chung của CEGB (Central Power Board - nhà cung cấp điện chính ở Anh) và General Electric Company.
- sáu thiết bị đầu tiên được đưa vào hoạt động trong giai đoạn 1967-1968.
- điện áp được phân phối bằng cách sử dụng các tụ điện mắc song song và một cơ cấu di chuyển phức tạp.
- mỗi nhóm được bảo vệ bằng sứ cách điện và được điều áp trong khí SF6.

Cấu hình bộ ngắt mạch chân không "T" với bốn máng hồ quang chân không trong mỗi nhóm - tương ứng, một loạt 8 máng hồ quang chân không được kết nối trên mỗi pha.

Lịch sử hoạt động của máy này:
- hoạt động liên tục ở London trong 30 năm. Vào những năm 1990, nó đã bị rút khỏi hoạt động vì không cần thiết và bị tháo dỡ.
- Máy cắt chân không kiểu này được sử dụng cho đến những năm 1980 tại nhà máy điện Tir John (Wales), sau đó, do kết quả của việc tái thiết mạng lưới, chúng đã được tháo dỡ ở Devon.

Lịch sử phát triển: những vấn đề của thập niên 60.

Đồng thời, cùng với sự phát triển của máy cắt chân không cao áp, các công ty sản xuất đã thay đổi máy cắt dầu và không khí sang máy cắt SF6. Thiết bị chuyển mạch SF6 hoạt động đơn giản hơn và rẻ hơn vì những lý do sau:
- việc sử dụng 8 bộ ngắt mạch chân không mỗi pha trong bộ ngắt mạch chân không cao áp đòi hỏi một cơ chế phức tạp để đảm bảo hoạt động đồng thời của 24 tiếp điểm trong một nhóm.
- việc sử dụng các bộ ngắt mạch dầu hiện có không khả thi về mặt kinh tế.

Công tắc chân không.

Máy cắt chân không đầu tiên sử dụng máy ngắt chân không dòng V3 và sau đó là dòng V4.
Máng hồ quang chân không của dòng V3 ban đầu được phát triển để sử dụng trong mạng phân phối ba pha, với điện áp 12 kV. Tuy nhiên, chúng đã được sử dụng thành công trong các mạch điện kéo của đầu máy điện và các kết nối theo cách "phù hợp" - trong mạng một pha, với điện áp 25 kV.

Thiết bị ngắt mạch chân không:

Bộ ngắt mạch chân không bao gồm một buồng chính 7/8 "(22,2mm) và một buồng bổ sung 3/8" (9,5mm) để vận hành các lò xo tiếp xúc.
- tốc độ đóng buồng trung bình là 1-2 m / giây.
- tốc độ mở buồng trung bình - 2-3 m / giây.

Vậy những vấn đề gì đã được các nhà sản xuất cầu dao cao áp chân không trong những năm 60 giải quyết?

Thứ nhất, điện áp chuyển mạch của các máy cắt chân không đầu tiên được giới hạn ở 17,5 hoặc 24 kV.
Thứ hai, công nghệ thời đó đòi hỏi số lượng lớn các máng hồ quang chân không mắc nối tiếp. Điều này, đến lượt nó, kéo theo việc sử dụng các cơ chế phức tạp.
Một vấn đề khác là việc sản xuất bình chữa cháy hồ quang chân không vào thời điểm đó được thiết kế cho sản lượng tiêu thụ lớn. Việc phát triển các thiết bị chuyên dụng cao không khả thi về mặt kinh tế.

Các mô hình phổ biến nhất

Dưới đây là một số mô hình phổ biến nhất VVE-M-10-20, VVE-M-10-40, VVTE-M-10-20 và hình cho thấy cách giải mã chúng và cấu trúc huyền thoại, vì các mô hình có thể chứa tối đa 10–12 chữ cái và số trong tên của chúng. Hầu như tất cả chúng đều là sự thay thế cho các bộ ngắt mạch dầu đã lỗi thời, và chúng có thể hoạt động cả để chuyển mạch AC và DC.

Thiết lập, lắp đặt và đưa vào vận hành máy cắt chân không cao áp là một quá trình tốn nhiều công sức, tất cả các hoạt động tiếp theo của hệ thống điện cũng như tất cả các phần tử và thiết bị kết nối với chúng đều phụ thuộc trực tiếp, vì vậy tốt hơn là nên đặt tất cả làm việc trên vai của nhân viên kỹ thuật điện có trình độ. Việc điều khiển máy cắt chân không phải được thực hiện rõ ràng và theo một số mệnh lệnh nhất định, tính mạng và sức khỏe của những người làm việc trên thiết bị được cấp điện phụ thuộc vào điều này.

Bật công tắc

Trạng thái mở ban đầu của các tiếp điểm 1, 3 của máng hồ quang chân không của máy cắt được đảm bảo bằng cách tác động lên tiếp điểm di động 3 của lò xo mở 8 thông qua chất cách điện kéo 4. Khi tín hiệu “BẬT” được áp dụng, mạch Bộ điều khiển cầu dao tạo ra một xung điện áp có cực tính dương, được áp dụng cho các cuộn dây 9 của nam châm điện. Đồng thời, một lực hút điện từ xuất hiện trong khe hở của hệ thống từ tính, khi nó tăng lên, vượt qua lực của lò xo ngắt kết nối 8 và tải trước 5, do đó, dưới ảnh hưởng của sự chênh lệch. Trong các lực này, phần ứng của nam châm điện 7 cùng với chất cách điện của lực kéo 4 và 2 tại thời điểm 1 bắt đầu chuyển động theo phương cố định tiếp xúc 1, đồng thời nén lò xo 8 mở.

Sau khi đóng các tiếp điểm chính (thời gian 2 trên đồ thị), phần ứng nam châm điện tiếp tục chuyển động lên trên, nén thêm lò xo tải trước 5. Chuyển động của phần ứng tiếp tục cho đến khi khe hở làm việc trong hệ thống từ trường nam châm điện bằng không (thời gian 2a trên các đồ thị dao động).Hơn nữa, nam châm vòng 6 tiếp tục lưu trữ năng lượng từ trường cần thiết để giữ bộ ngắt mạch ở vị trí đóng, và cuộn dây 9, khi đạt đến thời điểm 3, bắt đầu khử năng lượng, sau đó biến tần được chuẩn bị cho hoạt động mở. Do đó, công tắc trở thành một chốt từ tính, tức là nguồn điều khiển để giữ các tiếp điểm 1 và 3 ở vị trí đóng không bị tiêu hao.

Trong quá trình bật công tắc, tấm 11, được bao gồm trong rãnh của trục 10, quay trục này, di chuyển nam châm vĩnh cửu 12 được lắp trên nó và đảm bảo hoạt động của công tắc cây lau 13, đi ra bên ngoài các mạch phụ.

Lịch sử hình thành

Sự phát triển đầu tiên của thiết bị ngắt mạch chân không được bắt đầu vào những năm 30 của thế kỷ XX, các mô hình hiện tại có thể cắt dòng điện nhỏ ở điện áp lên đến 40 kV. Những năm đó, bộ ngắt mạch chân không đủ mạnh đã không được tạo ra do sự không hoàn hảo của công nghệ sản xuất thiết bị chân không và trên hết là do những khó khăn kỹ thuật nảy sinh vào thời điểm đó trong việc duy trì chân không sâu trong một buồng kín.

Một chương trình nghiên cứu sâu rộng đã phải được thực hiện để tạo ra các máng dẫn hồ quang chân không làm việc đáng tin cậy có khả năng phá vỡ dòng điện cao ở điện áp cao của mạng điện. Trong quá trình thực hiện những công trình này, khoảng năm 1957, các quá trình vật lý chính xảy ra trong quá trình đốt cháy hồ quang trong chân không đã được xác định và giải thích một cách khoa học.

Việc chuyển đổi từ các nguyên mẫu đơn lẻ của bộ ngắt mạch chân không sang sản xuất công nghiệp nối tiếp của chúng mất thêm hai thập kỷ nữa, vì nó đòi hỏi nghiên cứu và phát triển chuyên sâu bổ sung nhằm mục đích tìm ra một cách hiệu quả để ngăn chặn quá áp chuyển mạch nguy hiểm phát sinh do sự gián đoạn sớm của dòng điện đến điểm không tự nhiên của nó, để giải quyết các vấn đề phức tạp liên quan đến phân phối điện áp và sự nhiễm bẩn bề mặt bên trong của các bộ phận cách điện với hơi kim loại lắng đọng trên chúng, các vấn đề về che chắn và tạo ra các ống thổi mới có độ tin cậy cao, v.v.

Hiện nay, công nghiệp sản xuất máy cắt chân không tốc độ cao có độ tin cậy cao có khả năng ngắt dòng điện cao trong mạng điện trung bình (6, 10, 35 kV) và điện áp cao (lên đến 220 kV) đã được tung ra trên thế giới.

Thiết bị và thiết kế của bộ ngắt mạch không khí

Hãy xem xét cách bố trí bộ ngắt mạch không khí bằng cách sử dụng ví dụ về công tắc nguồn VVB, sơ đồ cấu trúc đơn giản của nó được trình bày dưới đây.

Thiết kế điển hình của máy cắt không khí dòng VVB

Chỉ định:

• A - Bộ thu, một bình chứa không khí được bơm vào cho đến khi tạo thành mức áp suất tương ứng với mức danh định.
• B - Bể kim loại của máng hồ quang.
• C - Mặt bích cuối.
• D - Tụ phân áp (không dùng trong các thiết kế công tắc hiện đại).
• E - Thanh gá của nhóm tiếp điểm di động.
• F - Sứ cách điện.
• G - Tiếp điểm phóng điện hồ quang bổ sung để đóng cắt.
• H - Điện trở shunt.
• I - Van phản lực khí.
• J - Ống dẫn xung lực.
• K - Nguồn cung cấp hỗn hợp không khí chính.
• L - Nhóm van.

Như bạn thấy, trong loạt bài này, nhóm tiếp điểm (E, G), cơ cấu bật / tắt và van quạt gió (I) được bao bọc trong một hộp kim loại (B). Bản thân bồn chứa được làm đầy bằng hỗn hợp khí nén. Các cực của công tắc được ngăn cách bằng một vật cách điện trung gian. Vì trên tàu có điện áp cao nên việc bảo vệ cột đỡ có tầm quan trọng đặc biệt. Nó được tạo ra với sự trợ giúp của những chiếc "áo" sứ cách nhiệt.

Hỗn hợp không khí được cung cấp qua hai ống dẫn khí K và J. Ống chính thứ nhất dùng để bơm không khí vào bình, ống thứ hai hoạt động ở chế độ xung (cung cấp hỗn hợp không khí khi chuyển đổi danh bạ và đặt lại khi Khép kín).

Tình hình hôm nay thế nào?

Những thành tựu khoa học đạt được trong hơn bốn mươi năm qua đã cho phép kết hợp, trong việc sản xuất thiết bị ngắt kết nối chân không, các khoang 38 kV và 72/84 kV thành một. Điện áp tối đa có thể có trên một bộ ngắt kết nối ngày nay đạt 145 kV - do đó, mức điện áp chuyển đổi cao và mức tiêu thụ điện năng thấp cho phép sử dụng các thiết bị đáng tin cậy và rẻ tiền.

Cầu dao trong ảnh bên trái được thiết kế để làm việc dưới điện áp 95 kV, và trong ảnh bên phải nó được thiết kế để làm việc dưới điện áp 250 kV. Cả hai thiết bị đều có cùng chiều dài. Sự tiến bộ như vậy đã trở nên khả thi do sự cải tiến của vật liệu mà từ đó các bề mặt tiếp xúc điện được tạo ra.

Các sự cố xuất hiện khi sử dụng bộ ngắt mạch chân không trên mạng có điện áp cao hơn:
Hoạt động đòi hỏi kích thước vật lý lớn của buồng chân không, dẫn đến giảm năng suất và giảm chất lượng xử lý của chính các buồng.
Việc tăng kích thước vật lý của thiết bị làm tăng các yêu cầu đảm bảo độ kín của chính thiết bị và để kiểm soát quá trình sản xuất.
Khoảng cách dài (dài hơn 24 mm) giữa các tiếp điểm ảnh hưởng đến khả năng điều khiển hồ quang với từ trường hướng tâm và hướng trục, đồng thời làm giảm hiệu suất của thiết bị.
Các vật liệu ngày nay được sử dụng để sản xuất các tiếp điểm được thiết kế cho điện áp trung bình. Để làm việc ở những khoảng trống lớn như vậy giữa các điểm tiếp xúc, cần phải phát triển các vật liệu mới.
Sự hiện diện của tia X phải được tính đến.

Liên quan đến điểm cuối cùng, một số sự kiện khác cần được lưu ý:

Khi công tắc tơ tắt, không có phát tia X.
Ở điện áp trung bình (đến 38 kV), bức xạ tia X bằng không hoặc không đáng kể. Theo quy định, trong các công tắc điện áp lên đến 38 kV, bức xạ tia X chỉ xuất hiện ở điện áp thử nghiệm.
Ngay sau khi điện áp trong hệ thống tăng lên 145 kV, công suất của bức xạ tia X sẽ tăng lên và ở đây nó đã là cần thiết để giải quyết các vấn đề an toàn.
Câu hỏi mà các nhà thiết kế bộ ngắt chân không phải đối mặt hiện nay là mức độ tiếp xúc với không gian xung quanh và điều này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến các polyme và thiết bị điện tử được gắn trực tiếp trên bộ chuyển mạch.

Hiện nay.
Máy hút bụi máy cắt điện áp cao, được thiết kế để vận hành 145 kV.

Máng hồ quang chân không hiện đại.

Việc sản xuất máy cắt chân không được thiết kế để vận hành trong mạng 145 kV đơn giản hóa rất nhiều việc sản xuất máy cắt chân không 300 kV. với hai lần gián đoạn mỗi pha.Tuy nhiên, các giá trị điện áp cao như vậy đặt ra các yêu cầu riêng của chúng đối với vật liệu của các tiếp điểm và phương pháp điều khiển hồ quang điện. Kết luận:
Về mặt công nghệ, có thể sản xuất công nghiệp và vận hành máy cắt chân không trên mạng điện áp đến 145 kV.
Chỉ sử dụng các công nghệ được biết đến ngày nay, có thể vận hành bộ ngắt chân không trên mạng lên đến 300-400 kV.
Ngày nay, có những sự cố kỹ thuật nghiêm trọng không cho phép sử dụng bộ ngắt chân không trên các mạng trên 400 kV trong tương lai gần. Tuy nhiên, công việc theo hướng này đang được tiến hành, mục đích của công việc đó là sản xuất máng hồ quang chân không để vận hành trên mạng đến 750 kV.
Cho đến nay, không có vấn đề lớn khi sử dụng máng hồ quang chân không trên các đường dây chính. Bộ ngắt mạch chân không, trong 30 năm, đã được sử dụng thành công trong truyền dòng điện trên mạng điện áp đến 132 kV.

Bẫy hơi nhiệt (dạng nắp)

Nguyên lý hoạt động của bẫy hơi ổn nhiệt dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi nước và nước ngưng.

Phần tử làm việc của bẫy hơi ổn nhiệt là một con nhộng có ghế nằm ở phần dưới, có tác dụng như một cơ cấu khóa. Viên nén được cố định trong thân bẫy hơi, với đĩa nằm ngay phía trên yên xe, ở đầu ra của bẫy hơi. Khi nguội, có một khoảng trống giữa đĩa nang và yên xe để cho phép nước ngưng, không khí và các khí không ngưng tụ khác thoát ra khỏi bẫy mà không bị cản trở.

Khi bị đốt nóng, thành phần đặc biệt trong viên nang nở ra, tác động lên đĩa đệm, khi nở ra sẽ rơi xuống yên xe, ngăn cản hơi nước thoát ra ngoài. Loại bẫy hơi này ngoài chức năng loại bỏ nước ngưng còn cho phép bạn loại bỏ không khí và các chất khí ra khỏi hệ thống, tức là được sử dụng như một lỗ thông hơi cho hệ thống hơi nước. Có ba sửa đổi của viên nang điều nhiệt cho phép bạn loại bỏ nước ngưng tụ ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hóa hơi 5 ° C, 10 ° C hoặc 30 ° C.

Các mẫu bẫy hơi ổn nhiệt chính: TH13A, TH21, TH32Y, TSS22, TSW22, TH35 / 2, TH36, TSS6, TSS7.

Phạm vi áp dụng

Nếu các mô hình đầu tiên, được phát hành trở lại Liên Xô, cung cấp khả năng tắt tải tương đối nhỏ do sự không hoàn hảo trong thiết kế của buồng chân không và các đặc tính kỹ thuật của các tiếp điểm, thì các mô hình hiện đại có thể tự hào về chất liệu bề mặt bền và chịu nhiệt hơn nhiều . Điều này giúp cho hầu hết các ngành công nghiệp và nền kinh tế quốc dân đều có thể lắp đặt các khối chuyển mạch như vậy. Ngày nay máy cắt chân không được sử dụng trong các lĩnh vực sau:

• Trong lắp đặt phân phối điện của cả trạm điện và trạm biến áp phân phối;
• Trong luyện kim để cấp điện cho máy biến áp lò cung cấp thiết bị luyện thép;
• Trong công nghiệp dầu khí, hóa chất tại các điểm bơm, điểm đóng cắt và trạm biến áp;
• Đối với sự vận hành của mạch sơ cấp và mạch thứ cấp của trạm biến áp sức kéo trong giao thông đường sắt, cung cấp điện cho các thiết bị phụ trợ và các hộ tiêu thụ không dùng sức kéo;
• Tại các xí nghiệp khai thác để cấp điện cho máy liên hợp, máy xúc và các loại thiết bị hạng nặng khác từ các trạm biến áp hoàn chỉnh.

Trong bất kỳ lĩnh vực nào trên đây của nền kinh tế, máy cắt chân không đang thay thế các kiểu máy dầu và không khí lỗi thời ở khắp mọi nơi.

Nguyên lý hoạt động

Máy cắt chân không (10 kV, 6 kV, 35 kV - không thành vấn đề) có một nguyên tắc hoạt động nhất định. Khi các tiếp điểm mở, trong khe hở (trong chân không) dòng chuyển mạch tạo ra phóng điện - hồ quang. Sự tồn tại của nó được hỗ trợ bởi kim loại bay hơi từ bề mặt của các điểm tiếp xúc vào khe hở với chân không. Plasma được hình thành bởi hơi của kim loại bị ion hóa là một nguyên tố dẫn điện. Nó duy trì các điều kiện cho dòng điện chạy qua. Tại thời điểm khi đường cong dòng điện xoay chiều đi qua điểm không, hồ quang điện bắt đầu đi ra ngoài và hơi kim loại gần như ngay lập tức (trong mười micro giây) khôi phục cường độ điện của chân không, ngưng tụ trên bề mặt tiếp xúc và bên trong hồ quang máng trượt. Tại thời điểm này, điện áp được khôi phục trên các tiếp điểm, mà tại thời điểm đó đã được tách ra. Nếu các khu vực cục bộ quá nóng vẫn còn sau khi khôi phục điện áp, chúng có thể trở thành nguồn phát xạ các hạt tích điện, gây ra sự cố chân không và dòng điện. Để làm điều này, điều khiển hồ quang được sử dụng, thông lượng nhiệt được phân bố đều trên các tiếp điểm.

Một bộ ngắt mạch chân không, giá cả tùy thuộc vào nhà sản xuất, do tính chất hoạt động của nó, có thể tiết kiệm một lượng đáng kể tài nguyên. Tùy thuộc vào điện áp, nhà sản xuất, cách điện, giá cả có thể dao động từ 1500 c.u. lên đến 10000 c.u.

Thông số thiết bị

Các thiết bị đóng cắt phụ tải bằng cách mở mạch điện có các đặc tính kỹ thuật khác nhau

Tất cả chúng đều quan trọng và trở nên quyết định khi lựa chọn một đơn vị phù hợp để mua và lắp đặt sau đó.

Chỉ báo điện áp danh định phản ánh điện áp hoạt động của thiết bị điện mà nó được nhà sản xuất thiết kế ban đầu.

Giá trị điện áp hoạt động tối đa cho biết điện áp cao nhất có thể cho phép mà tại đó bộ ngắt mạch có thể hoạt động ở chế độ bình thường mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Thông thường con số này vượt quá kích thước của điện áp danh định từ 5-20%.

Dòng điện chạy qua mà mức độ đốt nóng của lớp phủ cách điện và các bộ phận của ruột dẫn không cản trở hoạt động bình thường của hệ thống và có thể được duy trì bởi tất cả các phần tử trong thời gian không giới hạn, được gọi là dòng danh định hiện hành. Giá trị của nó phải được tính đến khi chọn và mua một công tắc phụ tải.

Giá trị cường độ dòng điện qua giới hạn cho phép thể hiện cường độ dòng điện chạy qua mạng ở chế độ ngắn mạch, công tắc phụ tải lắp đặt trong hệ thống có thể chịu được là bao nhiêu.

Dòng điện kháng điện động phản ánh độ lớn của dòng điện ngắn mạch, tác dụng lên thiết bị trong một vài giai đoạn đầu, không có bất kỳ ảnh hưởng tiêu cực nào đến thiết bị và không làm hỏng thiết bị theo bất kỳ cách nào.

Dòng điện chịu nhiệt xác định mức dòng điện giới hạn mà hoạt động gia nhiệt trong một khoảng thời gian nhất định không làm vô hiệu hóa bộ ngắt công tắc.

Cũng rất quan trọng là việc thực hiện kỹ thuật của ổ đĩa và các thông số vật lý của thiết bị, xác định kích thước và trọng lượng tổng thể của thiết bị.Tập trung vào chúng, bạn có thể hiểu được vị trí đặt các thiết bị sẽ thuận tiện hơn để chúng hoạt động chính xác và thực hiện rõ ràng nhiệm vụ của chúng.

Trong số các phẩm chất tích cực vô điều kiện của các thiết bị chịu trách nhiệm ngắt tải là các vị trí sau:

• tính đơn giản và sẵn có trong sản xuất;
• cách thức hoạt động sơ cấp;
• giá thành thành phẩm rất thấp so với các loại công tắc khác;
• khả năng kích hoạt / hủy kích hoạt thoải mái dòng điện danh định của tải;
• khe hở giữa các tiếp điểm có thể nhìn thấy bằng mắt, đảm bảo an toàn hoàn toàn cho bất kỳ công việc nào trên đường dây đi (không cần lắp thêm bộ ngắt kết nối);
• Bảo vệ chống quá dòng giá rẻ bằng cầu chì, thường được đổ đầy cát thạch anh (loại PKT, PK, PT).

Trong số các điểm hạn chế của tất cả các loại công tắc, khả năng chỉ chuyển đổi công suất định mức mà không hoạt động với dòng điện khẩn cấp thường được đề cập nhất.

Mặc dù chi phí và bảo trì thấp, các mô-đun khí tự động được coi là lỗi thời và trong quá trình bảo trì theo lịch trình hoặc trong quá trình xây dựng lại mạng lưới và trạm biến áp, chúng được thay thế có chủ đích bằng các phần tử chân không hiện đại hơn.

Các mô-đun khí tự động thường được thay thế vì tuổi thọ làm việc hạn chế do sự đốt cháy dần dần của các bộ phận bên trong tạo ra khí trong máng hồ quang.

Tuy nhiên, thời điểm này hoàn toàn có thể được giải quyết và chỉ tốn ít tiền, vì các phần tử tạo khí và các tiếp điểm ghép nối được thiết kế để hấp thụ hồ quang rất rẻ và có thể dễ dàng thay thế, không chỉ bởi các chuyên gia mà còn bởi những người lao động có trình độ thấp.