Công tắc cách ly không khí áp suất cao AC theo tiêu chuẩn IEC 62271-102
Các công tắc cách ly điện áp cao và công tắc nối đất: Chức năng, Loại và Kiểm tra Thường xuyên
Chức năng của Công tắc Cách ly Điện áp Cao
Công tắc cách ly điện áp cao đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện áp cao bằng cách cung cấp sự cách ly điện và nhìn thấy giữa các phần khác nhau của hệ thống. Sự cách ly này là cần thiết cho cả hoạt động hàng ngày bình thường và hoạt động bảo trì hoặc sửa chữa. Hai hình thức chính của sự cách ly là:
Cách ly cho Hoạt động Bình thường: Trong quá trình hoạt động bình thường, một số thành phần của hệ thống điện, như tụ bù, có thể chỉ được yêu cầu trong thời gian tải nhẹ. Các thành phần này có thể được chuyển đổi ra khỏi hệ thống bằng cầu chì và sau đó được cách ly bằng công tắc cách ly khi chúng không cần thiết (ví dụ: trong thời gian tải cao). Điều này cho phép quản lý hiệu quả nguồn lực của hệ thống điện.
Cách ly cho Bảo trì và Sửa chữa: Khi đường dây truyền tải, biến áp, cầu chì, hoặc thiết bị trạm khác cần bảo trì hoặc sửa chữa, việc cách ly các thành phần này khỏi phần còn lại của hệ thống là rất quan trọng để đảm bảo an toàn. Công tắc cách ly cung cấp một điểm ngắt nhìn thấy, cho phép công nhân xác nhận rằng phần hệ thống họ đang làm việc đã được ngắt điện và an toàn để tiếp cận.
Loại Công tắc Cách ly Điện áp Cao và Công tắc Nối Đất
Công tắc cách ly điện áp cao và công tắc nối đất có nhiều loại và cách bố trí lắp đặt khác nhau. Bốn loại thông dụng nhất là:
Loại Ngắt Dọc: Trong loại này, tiếp điểm di chuyển dọc để mở hoặc đóng công tắc. Thiết kế này phù hợp cho các ứng dụng có không gian hạn chế, vì nó đòi hỏi ít khoảng cách ngang hơn.
Loại Ngắt ở Giữa Bên: Tiếp điểm di chuyển trong loại này ngắt ở giữa công tắc, với các tiếp điểm bên cạnh giữ nguyên vị trí. Thiết kế này cung cấp một dấu hiệu trực quan rõ ràng về vị trí mở và thường được sử dụng trong các ứng dụng tủ điện.
Loại Ngắt Đôi Bên: Loại này có tiếp điểm di chuyển ngắt ở cả hai bên của công tắc. Nó cung cấp sự cách ly mạnh mẽ hơn và thường được sử dụng trong các trạm điện áp cao nơi cách ly đáng tin cậy là quan trọng.
Loại Pantograph: Loại pantograph sử dụng cơ chế giống kéo cắt để di chuyển các tiếp điểm. Thiết kế này đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng điện áp cao nơi yêu cầu khoảng cách lớn giữa các tiếp điểm để đảm bảo cách ly thích hợp.
Kiểm tra Thường xuyên Công tắc Cách ly Điện áp Cao và Công tắc Nối Đất
Kiểm tra thường xuyên được thực hiện để đảm bảo rằng công tắc cách ly điện áp cao và công tắc nối đất đáp ứng các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật yêu cầu. Các kiểm tra này được thiết kế để phát hiện bất kỳ lỗi nào trong vật liệu hoặc cấu tạo mà không làm giảm tính chất hoặc độ tin cậy của thiết bị. Theo tiêu chuẩn IEC 62271-1 và IEC 62271-102, các mục kiểm tra thường xuyên sau đây thường được thực hiện:
Kiểm tra Điện môi trên Đường Dẫn Chính: Một thử nghiệm tần số dòng điện khô, ngắn hạn với tần số 50 hoặc 60 Hz được áp dụng cho đường dẫn chính. Điện áp kiểm tra được quy định trong các tiêu chuẩn IEC liên quan và nên được điều chỉnh dựa trên yếu tố độ cao.
Mục đích của thử nghiệm này là xác minh sức chịu đựng cách điện của công tắc cách ly và đảm bảo rằng nó có thể chịu được điện áp định mức mà không bị hỏng. Các giá trị điện áp kiểm tra được cung cấp trong các bảng tiêu chuẩn, và phải xem xét yếu tố độ cao để tính đến sức chịu đựng điện môi giảm tại độ cao lớn hơn.
Thử nghiệm Hoạt động Cơ khí: Thử nghiệm này đảm bảo rằng công tắc cách ly có thể hoạt động đúng đắn trong điều kiện vận hành bình thường. Nó kiểm tra sự mượt mà của cơ chế mở và đóng, cũng như sự căn chỉnh của các tiếp điểm. Thử nghiệm cũng xác minh rằng công tắc cách ly có thể xử lý số lần hoạt động được chỉ định mà không gặp sự cố.
Thử nghiệm Tăng Nhiệt: Thử nghiệm này đo nhiệt độ tăng của công tắc cách ly dưới điều kiện dòng điện định mức. Mục tiêu là đảm bảo rằng nhiệt độ tăng không vượt quá giới hạn cho phép, điều này có thể dẫn đến quá nhiệt và gây hư hại cho thiết bị.
Thử nghiệm Chịu Lỗi Đoản Lộ: Thử nghiệm này đánh giá khả năng chịu đựng của công tắc cách ly trước các tác động nhiệt và điện động của lỗi đoản lộ. Mặc dù công tắc cách ly không được thiết kế để ngắt lỗi đoản lộ, nhưng chúng phải có thể giữ nguyên và cách ly an toàn phần hệ thống bị lỗi.
Thử nghiệm Hoạt động Công tắc Nối Đất: Đối với công tắc nối đất, một thử nghiệm riêng biệt được thực hiện để đảm bảo rằng công tắc có thể kết nối hệ thống với đất một cách chính xác. Thử nghiệm này kiểm tra độ tin cậy của chức năng nối đất, điều này rất quan trọng cho an toàn trong quá trình bảo trì và sửa chữa.
Thử nghiệm Kháng Cách Điện: Thử nghiệm này đo kháng cách điện giữa các phần sống và đất để đảm bảo không có dòng rò. Kháng cách điện cao cho thấy cách điện của công tắc cách ly đang trong tình trạng tốt.
Kiểm tra Thị giác: Một cuộc kiểm tra thị giác kỹ lưỡng được thực hiện để kiểm tra bất kỳ hư hỏng vật lý, ăn mòn hoặc mòn mỏng nào trên công tắc cách ly và các thành phần của nó. Cuộc kiểm tra này giúp xác định các vấn đề có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc an toàn của thiết bị.
Tầm quan trọng của Kiểm tra Thường xuyên
Kiểm tra thường xuyên là cần thiết để đảm bảo rằng công tắc cách ly điện áp cao và công tắc nối đất hoạt động đúng đắn và có thể thực hiện chức năng cách ly của chúng một cách an toàn. Các kiểm tra này thường được thực hiện tại cơ sở của nhà sản xuất, nhưng theo thỏa thuận, chúng cũng có thể được thực hiện tại chỗ. Các kiểm tra giúp xác định bất kỳ khuyết tật hoặc yếu kém nào của thiết bị trước khi được lắp đặt hoặc đưa vào sử dụng, đảm bảo rằng hệ thống điện hoạt động đáng tin cậy và an toàn.
Bằng cách tuân thủ các tiêu chuẩn IEC 62271-1 và IEC 62271-102, nhà sản xuất và người vận hành có thể duy trì tính toàn vẹn và hiệu suất của công tắc cách ly điện áp cao và công tắc nối đất, do đó nâng cao tổng thể an toàn và hiệu quả của hệ thống điện.
Khi cách điện của công tắc cách ly và công tắc nối đất chỉ được cung cấp bởi các cách điện rắn và không khí ở áp suất môi trường, thử nghiệm chịu điện áp tần số dòng điện có thể được bỏ qua nếu các kích thước giữa các phần dẫn điện - giữa các pha, qua các thiết bị chuyển mạch mở và giữa các phần dẫn điện và khung - được kiểm tra bằng các phép đo kích thước.
Thử nghiệm Điện môi của Công tắc Nối Đất và Mạch Phụ/Điều khiển trong Công tắc Cách ly Điện áp Cao
Thử nghiệm Điện môi trên Công tắc Nối Đất
Khi thực hiện thử nghiệm điện môi trên công tắc nối đất, điện áp kiểm tra được áp dụng khi công tắc nối đất ở vị trí mở. Thử nghiệm được thực hiện dưới hai điều kiện cụ thể để đảm bảo cách điện thích hợp giữa các phần khác nhau của công tắc:
Giữa Các Đầu Kết Nối Cách Điện Gần Nhau (với Đế Được Gắn Đất): Điện áp kiểm tra được áp dụng giữa các đầu kết nối cách điện gần nhau trong khi đế của công tắc được gắn đất. Điều này đảm bảo rằng có đủ cách điện giữa các đầu kết nối để ngăn chặn bất kỳ đoản mạch hoặc hỏng hóc điện nào xảy ra.
Giữa Tất cả Các Đầu Kết Nối Cách Điện Được Kết Nối Cùng Nhau (với Đế Được Gắn Đất): Trong điều kiện này, tất cả các đầu kết nối cách điện được kết nối cùng nhau, và điện áp kiểm tra được áp dụng giữa nhóm đầu kết nối này và đế được gắn đất. Thử nghiệm này kiểm tra tính toàn vẹn cách điện tổng thể của công tắc, đảm bảo rằng không có dòng rò giữa các đầu kết nối và đất.
2. Thử nghiệm Điện môi trên Mạch Phụ và Mạch Điều khiển trong Cơ chế Hoạt động
Kiểm tra và Xác minh Tuân thủ
Chất lượng Vật liệu và Lắp ráp: Tính chất của các vật liệu được sử dụng trong mạch phụ và mạch điều khiển, chất lượng lắp ráp, bề mặt hoàn thiện và bất kỳ lớp phủ chống ăn mòn nào được kiểm tra. Điều này đảm bảo rằng các thành phần phù hợp cho mục đích sử dụng của chúng và sẽ không bị xuống cấp theo thời gian.
Cách nhiệt Nhiệt: Một cuộc kiểm tra thị giác được thực hiện để xác minh việc lắp đặt cách nhiệt nhiệt một cách thỏa đáng. Cách nhiệt nhiệt thích hợp là rất quan trọng để ngăn ngừa quá nhiệt và đảm bảo tuổi thọ lâu dài của thiết bị.
Đường đi của Dây Dẫn và Dây Cáp: Đường đi của dây dẫn, dây cáp và bộ sưởi được kiểm tra để đảm bảo chúng được lắp đặt đúng cách và không gây nguy cơ hư hại hoặc can thiệp. Các kiểm tra điện trở cũng được thực hiện trên bộ sưởi để đảm bảo chúng hoạt động đúng.
Thử nghiệm Chức năng
Chức năng Mạch Điện Áp Thấp: Một thử nghiệm chức năng của tất cả các mạch điện áp thấp, bao gồm rơ-le, tiếp điểm và nam châm khóa, được thực hiện để xác minh rằng mạch phụ và mạch điều khiển hoạt động đúng đắn cùng với các phần khác của công tắc cách ly. Cơ chế khóa cũng phải được kiểm tra để đảm bảo nó hoạt động như mong muốn.
Bảo vệ Trước Sự Chấn Động Điện: Các cuộc kiểm tra thị giác được thực hiện để xác minh rằng có đủ bảo vệ trước sự tiếp xúc trực tiếp với mạch chính và các phần của thiết bị phụ trợ và điều khiển, có thể chạm vào trong quá trình vận hành bình thường, là an toàn để tiếp cận. Điều này đảm bảo rằng người vận hành được bảo vệ khỏi sự chấn động điện.
Thử nghiệm Điện môi trên Mạch Phụ và Mạch Điều khiển
Các thử nghiệm tần số dòng điện: Chỉ các thử nghiệm tần số dòng điện được thực hiện trên mạch phụ và mạch điều khiển. Điện áp kiểm tra là 1 kV hoặc 2 kV với thời gian 1 giây ở tần số 50 hoặc 60 Hz. Thử nghiệm này đảm bảo rằng cách điện của mạch điện áp thấp có thể chịu được điện áp định mức mà không bị hỏng.
3. Đo Điện trở của Mạch Chính
Trong thử nghiệm thường xuyên, điện áp rơi DC hoặc điện trở của mỗi cực của mạch chính được đo trong điều kiện càng giống với những điều kiện được sử dụng trong thử nghiệm mẫu càng tốt. Cụ thể: Nhiệt độ không khí môi trường và các điểm đo nên càng gần với những điều kiện trong thử nghiệm mẫu càng tốt.
Điện trở đo được không nên vượt quá 1,2 × Ru, trong đó Ru là điện trở đo được trước thử nghiệm tăng nhiệt. Điều này đảm bảo rằng điện trở của mạch chính vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận, cho thấy các tiếp điểm đang trong tình trạng tốt và mạch có thể mang dòng điện định mức mà không gây quá nhiệt.
4. Kiểm tra Thiết kế và Thị giác
Công tắc cách ly và công tắc nối đất phải trải qua các kiểm tra thiết kế và thị giác kỹ lưỡng để đảm bảo chúng tuân thủ thông số kỹ thuật mua. Điều này bao gồm:
Xác minh Tuân thủ: Đảm bảo rằng tất cả các thành phần, vật liệu và cấu tạo đều đáp ứng các yêu cầu được nêu trong đơn đặt hàng hoặc hợp đồng.
Kiểm tra Thành phần: Kiểm tra bất kỳ khuyết tật nào có thể nhìn thấy, như nứt, ăn mòn hoặc lắp ráp không đúng, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc an toàn của thiết bị.
Nhãn và Dấu hiệu: Xác minh rằng tất cả các nhãn, dấu hiệu và thẻ định danh cần thiết đều có và dễ đọc, bao gồm điện áp định mức, hướng dẫn vận hành và cảnh báo an toàn.
5. Thử nghiệm Hoạt động Cơ khí
Các thử nghiệm hoạt động cơ khí được thực hiện để đảm bảo rằng công tắc cách ly hoặc công tắc nối đất hoạt động đúng đắn trong phạm vi điện áp và áp suất cung cấp được chỉ định của cơ chế hoạt động của chúng. Các thử nghiệm này được thực hiện mà không có điện áp hoặc dòng điện chảy qua mạch chính. Các khía cạnh sau được xác minh:
Hiệu suất Cơ chế Hoạt động
