LTB so với DTB so với GIS: So sánh cầu chì điện áp cao

Ý nghĩa cơ bản của cầu chì điện áp cao, đơn giản nói, là dưới điều kiện bình thường, nó được sử dụng để mở (ngắt, đóng mạch) và đóng (tạo, tái kết nối) các mạch, đường dây cấp hoặc tải cụ thể—như những tải được kết nối với biến áp hoặc ngân hàng tụ. Khi xảy ra sự cố trong hệ thống điện, rơle bảo vệ kích hoạt cầu chì để ngắt dòng tải hoặc dòng ngắn mạch, do đó đảm bảo vận hành an toàn của hệ thống điện.

Cầu chì điện áp cao là một loại thiết bị chuyển mạch điện áp cao—cũng thường được gọi là "cầu chì điện áp cao"—và là một trong những thiết bị quan trọng trong trạm biến áp. Tuy nhiên, do yêu cầu an toàn nghiêm ngặt của trạm biến áp điện áp cao, nhân viên thường không thể vào trạm để tiếp cận hoặc thao tác trực tiếp với các thiết bị này. Trong cuộc sống hàng ngày, người ta thường chỉ thấy các đường dây truyền tải điện áp cao từ xa và hiếm khi được quan sát hoặc chạm vào các công tắc như vậy.

Vậy, cầu chì điện áp cao thực sự trông như thế nào? Hôm nay, chúng ta sẽ thảo luận ngắn gọn về các phân loại và kiểu cấu trúc thông thường của cầu chì. Không giống như các công tắc điện áp thấp mà chúng ta gặp hàng ngày—thường chỉ sử dụng không khí làm môi trường dập hồ quang—cầu chì điện áp cao đòi hỏi hiệu suất cực kỳ cao về cách điện và dập hồ quang, và do đó cần các môi trường dập hồ quang đặc biệt để đảm bảo an toàn điện, tính toàn vẹn cách điện và dập hồ quang hiệu quả. (Để biết thêm chi tiết về môi trường cách điện, xin vui lòng tham khảo các bài viết sắp tới của chúng tôi.)

Có hai phương pháp phân loại chính cho cầu chì điện áp cao:

1. Phân loại theo môi trường dập hồ quang:

(1) Cầu chì dầu: Được chia thành hai loại dầu khối lượng lớn và dầu tối thiểu. Trong cả hai, các tiếp điểm mở và đóng bên trong dầu, sử dụng dầu biến áp làm môi trường dập hồ quang. Do hiệu suất hạn chế, các loại này đã hầu như bị loại bỏ.

(2) Cầu chì SF₆ hoặc khí thân thiện với môi trường: Sử dụng hexafluorua sunfat (SF₆) hoặc các khí thân thiện với môi trường khác làm môi trường cách điện và dập hồ quang.

(3) Cầu chì chân không: Các tiếp điểm mở và đóng trong chân không, nơi dập hồ quang xảy ra trong điều kiện chân không.

(4) Cầu chì dập hồ quang bằng vật liệu rắn: Sử dụng vật liệu dập hồ quang rắn, phân hủy dưới nhiệt độ cao của hồ quang, tạo ra khí để dập hồ quang.

(5) Cầu chì dùng khí nén: Sử dụng khí nén áp suất cao để thổi tắt hồ quang.

(6) Cầu chì dùng từ trường: Sử dụng từ trường trong không khí để đẩy hồ quang vào máng hồ quang, nơi nó được kéo dài, làm mát và dập tắt.

Ngày nay, cầu chì điện áp cao chủ yếu sử dụng khí—như SF₆ hoặc các lựa chọn thân thiện với môi trường—làm môi trường cách điện và dập hồ quang. Trong phạm vi điện áp trung bình, cầu chì chân không chiếm ưu thế trên thị trường. Công nghệ chân không thậm chí đã được mở rộng đến mức điện áp 66 kV và 110 kV, nơi các cầu chì chân không đã được phát triển và triển khai.

2. Phân loại theo vị trí lắp đặt:

Loại trong nhà và loại ngoài trời.

Ngoài ra, dựa trên phương pháp cách điện so với đất, cầu chì điện áp cao có thể được phân loại thành ba kiểu cấu trúc:

1) Cầu chì dạng bình sống (LTB):
Cũng đơn giản gọi là LTB. Theo định nghĩa, đây là cầu chì trong đó buồng ngắt được chứa trong vỏ cách điện từ đất. Về cấu trúc, nó có thiết kế cách điện cột. Buồng ngắt ở điện thế cao, được bao bọc trong cách điện sứ hoặc composite, và cách điện từ đất thông qua cách điện hỗ trợ.

Ưu điểm chính: Có thể đạt được điện thế định mức cao hơn bằng cách nối nhiều đơn vị ngắt mạch theo chuỗi và tăng chiều cao của cách điện hỗ trợ. Nó cũng tương đối rẻ.

Thiết bị dựa trên LTB hình thành Thùng chuyển mạch cách điện bằng không khí (AIS), và các trạm biến áp được xây dựng bằng AIS được gọi là trạm biến áp AIS. Chúng có đầu tư thấp và bảo dưỡng đơn giản nhưng đòi hỏi diện tích đất lớn và bảo dưỡng thường xuyên. Chúng phù hợp cho các vùng nông thôn hoặc miền núi, nơi có nhiều không gian, điều kiện môi trường thuận lợi và ngân sách hạn chế.

2) Cầu chì dạng bình chết (DTB):
Cũng được viết tắt là DTB. Định nghĩa là cầu chì trong đó buồng ngắt được chứa trong bình kim loại tiếp đất. Đường dẫn điện được đưa ra thông qua các cổng.

Quan trọng nhất, sự khác biệt cơ bản giữa LTB và DTB nằm ở việc tiếp đất: trong DTB, bình được ở điện thế đất.

Ưu điểm bao gồm khả năng tích hợp trực tiếp các biến áp dòng (CTs) lên các cổng, cấu trúc nhỏ gọn, diện tích nhỏ hơn đáng kể so với LTB, khả năng chịu đựng môi trường tốt hơn (phù hợp với điều kiện khắc nghiệt) và trọng tâm thấp hơn—kết quả là khả năng chịu động đất tốt hơn. Nhược điểm chính là chi phí cao hơn.

Thiết bị chuyển mạch dựa trên DTB được gọi là Thiết bị chuyển mạch cách điện khí lai (HGIS), và trạm biến áp kết quả được gọi là trạm biến áp HGIS.

3) Cấu trúc kết hợp hoàn toàn kín—Thiết bị chuyển mạch cách điện khí bằng kim loại, thường được gọi là GIS (Thiết bị chuyển mạch cách điện khí) trong ứng dụng điện áp cao. Thuật ngữ này bao quát thiết bị như vậy. Thành phần cầu chì itself cũng có thể được gọi cụ thể là GCB (Cầu chì cách điện khí).

Trong khi tương tự như DTB ở chỗ buồng ngắt được kín, GIS khác ở chỗ nó tích hợp không chỉ cầu chì mà còn các thành phần trạm biến áp thiết yếu khác—bao gồm các công tắc cách ly, công tắc tiếp đất, biến áp đo, chống sét, và thanh cái—all được niêm phong trong vỏ kim loại tiếp đất chứa khí SF₆ (hoặc khí cách điện thay thế) dưới áp lực. Kết nối với các đường dây treo bên ngoài được thực hiện thông qua các cổng hoặc các ngăn khí chuyên dụng.

Các trạm biến áp được xây dựng theo cách này được gọi là trạm biến áp GIS (hoặc Trạm biến áp cách điện khí theo tiêu chuẩn IEE-Business). GIS lý tưởng cho các khu vực đô thị, nơi đất đai đắt đỏ, hoặc cho các cơ sở quan trọng như các nhà máy thủy điện hoặc hạt nhân lớn đòi hỏi độ tin cậy cực cao.

Tới đây, sự phân biệt giữa các loại cầu chì điện áp cao—LTB, DTB, GCB—and các cấu hình trạm biến áp tương ứng—AIS, HGIS, GIS—nên đã rõ ràng.