Các Loại và Sự Cố Thường Gặp của Thiết Bị Ngắt Điện Trung Thế

Thiết bị đóng cắt điện áp cao là thiết bị điện quan trọng trong hệ thống điện. Sự suy giảm điều kiện hoạt động của thiết bị đóng cắt là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự cố trong hệ thống điện. Vậy, những lỗi phổ biến trong thiết bị đóng cắt điện áp cao là gì?

I. Phân loại Thiết bị đóng cắt điện áp cao

(1) Loại Ngoài trời và Trong nhà

Dựa trên vị trí lắp đặt, thiết bị đóng cắt điện áp cao có thể được phân loại thành loại ngoài trời hoặc trong nhà. Thiết bị đóng cắt trong nhà thường được sử dụng cho các hệ thống 10 kV và dưới. Theo cấu hình mạch chính, chúng có thể được phân loại thêm thành thiết bị đóng cắt đường vào/đường ra, thiết bị đóng cắt liên kết dầu, thiết bị đóng cắt đoạn bus, v.v. Trong thiết bị đóng cắt đường vào/đường ra 10 kV, thường được lắp đặt các cầu chì ngập dầu hoặc cầu chì chân không. Các cầu chì này thường được trang bị cơ cấu vận hành bằng lò xo hoặc điện từ, mặc dù một số sử dụng cơ cấu vận hành bằng tay hoặc nam châm vĩnh cửu. Cấu trúc của các thiết bị đóng cắt khác nhau đáng kể, điều này ảnh hưởng đến việc lựa chọn và lắp đặt cảm biến.

(2) Loại Cố định và Có thể rút ra

Dựa trên mục đích sử dụng, thiết bị đóng cắt điện áp cao có thể được chia thành loại cố định và loại có thể rút ra (loại rút ra). Trong quá khứ, các nhà máy điện thường ưu tiên sử dụng thiết bị đóng cắt có thể rút ra cho hệ thống dịch vụ nhà máy, trong khi loại cố định phổ biến hơn trong hệ thống cung cấp điện công cộng. Với sự phát triển công nghệ và phát triển sản phẩm mới, các phương pháp truyền thống đang thay đổi. Ví dụ, thiết bị đóng cắt có thể rút ra bọc kim loại đã phát triển từ thiết bị đóng cắt cố định truyền thống. Loại này có thiết kế hoàn toàn kín với các khoang chức năng được tách biệt. Nó cung cấp độ an toàn vận hành tốt hơn, khả năng khóa chống nhầm lẫn cao hơn, bảo trì dễ dàng hơn và đáng tin cậy hơn đáng kể trong vận hành.

(3) Phát triển của Thiết bị đóng cắt điện áp cao

Trong những năm gần đây, với sự phát triển và ứng dụng rộng rãi của cầu chì chân không nhỏ gọn, thiết bị đóng cắt trung gian (còn gọi là thiết bị đóng cắt có cầu chì được lắp đặt ở khoang giữa) đã phát triển nhanh chóng như một loại thiết bị đóng cắt có thể rút ra bọc kim loại, bọc thép mới. Thiết bị đóng cắt trung gian mang lại nhiều lợi ích, quan trọng nhất là việc thu nhỏ đơn vị có thể rút ra và cơ giới hóa quy trình sản xuất, dẫn đến độ chính xác cao hơn trong việc chế tạo xe đẩy và ray dẫn hướng.

Một số nhà sản xuất thậm chí còn vận chuyển xe đẩy (bao gồm cầu chì chính) và tủ thiết bị đóng cắt riêng biệt, cho phép lắp ráp và đưa vào sử dụng dễ dàng tại hiện trường, đảm bảo việc đưa vào và rút ra mượt mà. Do khả năng hoán đổi tuyệt vời, hiệu suất ít bị ảnh hưởng bởi điều kiện sàn không đồng đều tại hiện trường. Loại thiết bị đóng cắt có thể rút ra bọc kim loại này cung cấp vận hành an toàn, đáng tin cậy và bảo trì thuận tiện, dẫn đến việc sử dụng ngày càng tăng trong hệ thống cung cấp điện.

II. Phân tích Lỗi Thường Gặp trong Thiết bị Đóng Cắt Điện Áp Cao

Phân tích lỗi cho thấy hầu hết các sự cố của thiết bị đóng cắt bắt nguồn từ vấn đề về cách điện, dẫn điện và cơ khí.

(1) Không Hoạt Động hoặc Hoạt Động Sai

Đây là lỗi phổ biến nhất trong thiết bị đóng cắt điện áp cao, với nguyên nhân chia thành hai loại. Thứ nhất là sự cố cơ khí trong cơ cấu vận hành và hệ thống truyền động, như cơ cấu bị kẹt, biến dạng, dịch chuyển hoặc hỏng, cuộn hút đóng/mở bị lỏng hoặc kẹt, chốt bị gãy hoặc lỏng, và hỏng chốt khóa. Loại thứ hai xuất phát từ mạch điều khiển và mạch phụ trợ, bao gồm tiếp xúc kém trong dây thứ cấp, đầu nối bị lỏng, đấu dây sai, cuộn đóng/mở bị cháy (do cơ cấu bị kẹt hoặc công tắc chọn sai), công tắc phụ hoạt động không linh hoạt, và sự cố nguồn điện điều khiển, tiếp xúc đóng, và công tắc giới hạn.

(2) Lỗi Mở và Đóng

Những lỗi này bắt nguồn từ chính cầu chì. Trong cầu chì ngập dầu, các vấn đề phổ biến bao gồm phun dầu trong trường hợp ngắn mạch, hỏng buồng hồ quang, khả năng cắt không đủ, và nổ khi đóng. Trong cầu chì chân không, các vấn đề điển hình là rò rỉ bộ phận ngắt chân không hoặc màng chắn, mức chân không giảm, tái kích thích khi chuyển đổi ngân hàng tụ, và vỡ vỏ sứ.

(3) Lỗi Cách Điện

Hiệu suất cách điện liên quan đến việc cân bằng các điện áp khác nhau (bao gồm điện áp hoạt động bình thường và điện áp quá tải thoáng qua), biện pháp bảo vệ (ví dụ: cầu chì chống sét), và sức mạnh cách điện để đạt được thiết kế an toàn và kinh tế. Lỗi cách điện chủ yếu biểu hiện như: phóng điện bề mặt bên ngoài xuống đất, phóng điện bề mặt bên trong xuống đất, phóng điện giữa pha, phóng điện do sét, phóng điện, phóng điện do ô nhiễm, đục hoặc nổ của sứ hoặc bộ phận tụ, phóng điện, đục hoặc nổ của biến dòng (CT), cũng như vỡ sứ cách điện.

(4) Lỗi Dẫn Điện

Đối với thiết bị đóng cắt có điện áp định mức 7.2–12 kV, nguyên nhân chính của lỗi dẫn điện là tiếp xúc kém tại các chốt cách ly, dẫn đến quá nhiệt và chảy của các điểm tiếp xúc.

(5) Lực Ngoại vi và Các Lỗi Khác

Những lỗi này bao gồm tác động từ vật thể lạ, thiên tai, ngắn mạch do động vật nhỏ, và các lỗi ngoại vi hoặc tình cờ khác không thể dự đoán trước.