การใช้งานของเบรกเกอร์สุญญากาศแรงดันสูงภายในอาคาร

ในช่วงครึ่งปีแรกของปี 2007 ในฐานะผู้เข้าร่วมโครงการจากบริษัทอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องกลของกลุ่มเหมืองฮวาไบ เราริเริ่มการปรับปรุงทางเทคนิคของสถานีไฟฟ้าแรงสูง 10kV ในพื้นที่โรงงานฝั่งตะวันออก ภารกิจหลักของเราคือการแทนที่วงจรตัดไฟเดิมที่เป็นสวิตช์แยก - วงจรตัดไฟแบบแช่น้ำมันด้วยวงจรตัดไฟสูญญากาศภายในรุ่น ZN20

ก่อนหน้านี้ สวิตช์ตัดไฟแบบแช่น้ำมันรุ่น SN10-10 ได้ทำงานมาเป็นเวลานาน ทำให้เกิดการรั่วน้ำมันอย่างรุนแรงในระบบกลไก ซึ่งจำเป็นต้องเติมน้ำมันทุก 6 เดือน ทำให้มีภาระในการบำรุงรักษามาก นอกจากนี้ ระบบกลไกยังเป็นการควบคุมด้วยมือ และอุปกรณ์ป้องกันเป็นรีเลย์แบบดั้งเดิม ซึ่งมีความน่าเชื่อถือต่ำและมีอัตราการชำรุดสูง อีกทั้งยังต้องทำการสอบเทียบระบบป้องกันรีเลย์ทุกปี ซึ่งเป็นงานที่ใช้แรงงานมากและซับซ้อน

เพื่อรับประกันความปลอดภัยในการผลิต เราตัดสินใจเปลี่ยนสวิตช์ตัดไฟเหล่านี้เป็นสวิตช์ตัดไฟสูญญากาศ การปรับปรุงนี้ไม่เพียงแต่แก้ไขปัญหาในการทำงานที่มีอยู่ แต่ยังสร้างพื้นฐานที่มั่นคงสำหรับการทำงานที่เสถียรและมีประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าในอนาคต

ลักษณะโครงสร้างของสวิตช์ตัดไฟสูญญากาศ

ในการปรับปรุงทางเทคนิคของสถานีไฟฟ้าแรงสูง 10kV ในพื้นที่โรงงานฝั่งตะวันออก เราได้ศึกษาลักษณะโครงสร้างของสวิตช์ตัดไฟสูญญากาศรุ่น ZN20 อย่างละเอียด สวิตช์ตัดไฟรุ่นนี้ประกอบด้วยระบบกลไก ตัวถัง ท่อสูญญากาศ โครงกระดูกฉนวน และฉนวน ออกแบบเป็นรูปทรงสามมิติโดยติดตั้งระบบกลไกไว้ด้านหน้า

ภายในตัวถังที่ทำจากแผ่นเหล็กบาง ส่วนไฟฟ้าแรงสูงถูกติดตั้งไว้ด้านหลัง ระบบกลไกเชื่อมต่อกับเพลาหลักผ่านแผ่นเชื่อมต่อ เมื่อเพลาหลักหมุน แขนข้อเหวี่ยงที่ติดตั้งบนเพลาจะดันฉนวน ขับเคลื่อนแท่งนำไฟฟ้าที่เคลื่อนไหวของท่อสูญญากาศให้ทำงานเปิด-ปิด สามารถควบคุมการเปิด-ปิดได้ทั้งด้วยมือและด้วยไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีมอเตอร์เก็บพลังงานแบบ AC/DC กลไกติดต่อเสริม และเครื่องนับการดำเนินการ มีตัวบ่งชี้สถานะ "ON" และ "OFF" บนแผงควบคุมช่วยให้ตรวจสอบสถานะการทำงานของสวิตช์ตัดไฟได้อย่างชัดเจน

สวิตช์ตัดไฟนี้ใช้ท่อสูญญากาศในการตัดวงจรไฟฟ้าแรงสูง ดังแสดงในรูปที่ 1 ท่อสูญญากาศประกอบด้วยแท่งนำไฟฟ้าที่เคลื่อนไหว แท่งนำไฟฟ้าที่คงที่ ตัวติดต่อที่เคลื่อนไหวและคงที่ โลหะแผ่นกันสะท้อน ท่อระบาย และบรรจุภัณฑ์เซรามิก ภายในบรรจุภัณฑ์เซรามิกมีสภาพสูญญากาศสูงโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 10⁻⁴ ถึง 10⁻⁷ ทอร์ (หมายเหตุ: ข้อความในต้นฉบับ "104 - 10⁻⁷ ทอร์" อาจเป็นข้อผิดพลาด ช่วงที่ถูกต้องควรเป็น 10⁻⁴ ถึง 10⁻⁷ ทอร์) ท่อระบายเชื่อมต่อกับแท่งนำไฟฟ้าที่เคลื่อนไหวที่ปลายหนึ่งและฝาครอบที่เคลื่อนไหวที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ชิ้นส่วนนี้ช่วยให้สามารถควบคุมตัวติดต่อจากภายนอกได้โดยยังคงสภาพสูญญากาศอย่างสมบูรณ์ โลหะแผ่นกันสะท้อนรอบตัวติดต่อช่วยดูดซับไอโลหะที่เกิดจากการอาร์คไฟฟ้าในสภาพสูญญากาศขณะตัดกระแส ป้องกันการปนเปื้อนของบรรจุภัณฑ์ฉนวน

จากการปฏิบัติงานจริงในโครงการปรับปรุง เราได้เห็นประโยชน์ของสวิตช์ตัดไฟสูญญากาศเมื่อเทียบกับสวิตช์ตัดไฟแบบแช่น้ำมันแบบดั้งเดิม:

• ช่องว่างระหว่างตัวติดต่อเล็ก ต้องการพลังงานในการทำงานน้อยและสามารถทำงานได้รวดเร็ว

• ระยะเวลาอาร์คไฟฟ้าสั้นและการสึกหรอของตัวติดต่อเมื่อตัดกระแสไฟฟ้าผิดปกติน้อย

• ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และลดความต้องการในการบำรุงรักษามาก

• ทนทานต่อการไหม้และระเบิด และมีเสียงรบกวนในการทำงานต่ำ

• ประโยชน์เหล่านี้มีความสำคัญในการเพิ่มความน่าเชื่อถือของการทำงานของสถานีไฟฟ้าและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

ผลจากการใช้งาน

ในฐานะผู้เข้าร่วมโครงการ เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าระบบกลไกของสวิตช์ตัดไฟสูญญากาศจะปิดตัวติดต่อของท่อสูญญากาศโดยใช้พลังงานยืดหยุ่นของสปริงเก็บพลังงาน ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วในการเก็บพลังงานด้วยมือ ทำให้มั่นใจได้ว่าการปิดจะรวดเร็ว ระบบกลไกมีสถานะการเคลื่อนไหวสามสถานะ: การเก็บพลังงาน การปิด และการเปิด

สวิตช์ตัดไฟสูญญากาศตัดกระแสโดยการดับอาร์คไฟฟ้าในสภาพสูญญากาศเมื่อกระแสลดลงถึงศูนย์ ในขณะที่อาร์คไฟฟ้าดับ ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ไอออนบวก และอนุภาคอื่นๆ ระหว่างตัวติดต่อจะลดลงอย่างรวดเร็ว ภายในไมโครวินาที ช่องว่างระหว่างตัวติดต่อจะกลับคืนสู่สภาพสูญญากาศสูงและมีความต้านทานแรงดันสูง สามารถทนแรงดันฟื้นฟูโดยไม่แตกเพื่อให้การตัดกระแสเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้น แม้จะมีแรงดันสูงถูกนำไปใช้ในเวลาสั้น ๆ หลังจากกระแสผ่านศูนย์ ช่องว่างระหว่างตัวติดต่อจะไม่แตกอีก หมายความว่าอาร์คไฟฟ้าสามารถดับได้ทันทีที่กระแสผ่านศูนย์

ผลจากการใช้งาน

ตั้งแต่สวิตช์ตัดไฟสูญญากาศแรงสูง 10kV รุ่น ZN20 ถูกนำมาใช้งานในเดือนมิถุนายน 2007 หลังจากการปรับปรุง ได้แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม สวิตช์ตัดไฟมีความเร็วในการเปิด-ปิดสูง เสียงรบกวนต่ำ และการดำเนินการที่แม่นยำและน่าเชื่อถือ

เมื่อเทียบกับสวิตช์ตัดไฟแบบแช่น้ำมันที่ต้องเติมน้ำมันบ่อยและมีภาระในการบำรุงรักษามาก สวิตช์ตัดไฟสูญญากาศได้ลดภาระงานและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาลงอย่างมาก ทำให้ได้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ชัดเจน ในช่วงการทำงานกว่า 20 ปีก่อนการปรับปรุง สถานีไฟฟ้าประสบกับอุบัติเหตุจากการทำงานผิดพลาดหลายครั้ง (เช่น การเปิดสวิตช์แยกโดยบังคับขณะที่สวิตช์ตัดไฟแบบแช่น้ำมันอยู่ในตำแหน่งปิด) ทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ในระดับต่างๆ

หลังจากการปรับปรุง อุปกรณ์สวิตช์แรงสูงได้กำจัดสวิตช์แยกออกไป โดยวงจรแต่ละวงจรควบคุมด้วยสวิตช์ตัดไฟสูญญากาศเพียงตัวเดียว เมื่อสวิตช์ตัดไฟเปิด รถสวิตช์สามารถถูกดึงออก ทำหน้าที่เป็นสวิตช์แยกแรงสูง นอกจากนี้ อุปกรณ์สวิตช์ยังมีล็อคทางกลและทางไฟฟ้าตามข้อกำหนด "ห้าป้องกัน" ช่วยป้องกันการทำงานผิดพลาด ลดอัตราการเกิดอุบัติเหตุ และรับประกันการทำงานอย่างปลอดภัย