Điều gì là Vacuum Switchgear?

Thiết bị đóng cắt chân không là gì?

Định nghĩa Thiết bị đóng cắt chân không

Thiết bị đóng cắt chân không được định nghĩa là loại thiết bị đóng cắt điện sử dụng chân không làm môi trường dập hồ quang, cung cấp độ tin cậy cao và ít bảo trì.

Độ bền điện môi

Với khoảng cách tiếp xúc nhất định, chân không cung cấp khoảng tám lần độ bền điện môi hơn so với không khí và bốn lần hơn so với khí SF6 ở một bar. Do độ bền điện môi rất cao, khoảng cách tiếp xúc của thiết bị đóng cắt chân không có thể được duy trì rất nhỏ. Trong khoảng cách tiếp xúc nhỏ này, việc dập hồ quang có thể diễn ra an toàn do độ bền điện môi cao và cũng vì chân không có khả năng phục hồi nhanh về giá trị điện môi đầy đủ sau khi dập hồ quang hoàn toàn tại điểm dòng điện bằng không. Điều này khiến thiết bị đóng cắt chân không phù hợp nhất cho việc chuyển mạch tụ điện.

Năng lượng hồ quang thấp

Năng lượng tiêu tán trong quá trình hồ quang trong chân không chỉ khoảng một phần mười so với dầu và một phần tư so với khí SF6. Năng lượng tiêu tán thấp này là do thời gian ngắt ngắn và chiều dài hồ quang nhỏ, cả hai đều do khoảng cách tiếp xúc nhỏ. Điều này có nghĩa là thiết bị đóng cắt chân không trải qua sự mài mòn tiếp xúc tối thiểu, khiến nó gần như không cần bảo trì. Ngoài ra, việc ngắt dòng điện yêu cầu ít năng lượng hơn trong thiết bị đóng cắt chân không so với thiết bị đóng cắt không khí và thiết bị đóng cắt dầu.

Mechanism vận hành đơn giản

Trong thiết bị đóng cắt SF6, dầu và không khí, chuyển động của tiếp xúc bị kháng cự mạnh bởi môi trường nén cao của buồng dập hồ quang. Nhưng trong thiết bị đóng cắt chân không, không có môi trường nào, và chuyển động của tiếp xúc cũng ít hơn do khoảng cách tiếp xúc nhỏ, do đó năng lượng vận hành cần thiết nhỏ hơn nhiều. Đó là lý do tại sao cơ chế vận hành lò xo-lò xo đơn giản là đủ cho hệ thống thiết bị đóng cắt này, không cần cơ chế thủy lực hoặc khí nén. Cơ chế vận hành đơn giản hơn mang lại tuổi thọ cơ khí cao cho thiết bị đóng cắt chân không.

Dập hồ quang nhanh chóng

Trong quá trình mở tiếp xúc trong điều kiện mang dòng điện, hơi kim loại được tạo ra giữa các tiếp xúc, và hơi kim loại này cung cấp đường dẫn cho dòng điện tiếp tục chảy cho đến điểm dòng điện bằng không tiếp theo. Hiện tượng này còn được gọi là hồ quang chân không. Hồ quang này được dập tắt gần điểm dòng điện bằng không, và hơi kim loại dẫn điện được tái ngưng tụ trên bề mặt tiếp xúc trong vài micro giây. Đã được quan sát thấy rằng chỉ có 1% hơi kim loại tái ngưng tụ trên thành bên của buồng hồ quang, và 99% hơi kim loại tái ngưng tụ trên bề mặt tiếp xúc từ nơi nó được bay hơi.

Từ cuộc thảo luận trên, có thể thấy rõ rằng độ bền điện môi của thiết bị đóng cắt chân không phục hồi rất nhanh và sự mài mòn tiếp xúc hầu như không đáng kể.

Lên tới 10 KA, hồ quang trong thiết bị đóng cắt chân không vẫn phân tán, xuất hiện như phóng điện hơi trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc. Trên 10 KA, hồ quang tập trung ở trung tâm bề mặt tiếp xúc do trường từ, gây ra quá nhiệt. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách thiết kế bề mặt tiếp xúc để cho phép hồ quang di chuyển khắp diện tích bề mặt. Các nhà sản xuất sử dụng nhiều thiết kế khác nhau để đạt được điều này, đảm bảo sự mài mòn tiếp xúc tối thiểu và đồng đều.