Áp-tơ hút chân không trong nhà: Vận hành & Bảo trì
Bảo vệ quá áp
Các công tắc điện chân không có hiệu suất ngắt dòng tuyệt vời. Tuy nhiên, khi ngắt tải cảm, sự thay đổi nhanh chóng của dòng điện có thể tạo ra điện áp quá cao trên cuộn cảm, điều này cần được chú ý.
Khi chuyển mạch các động cơ có công suất nhỏ, dòng khởi động tương đối cao; cần có biện pháp để giảm dòng xung.
Đối với biến áp, nhu cầu bảo vệ thay đổi tùy theo thiết kế. Biến áp ngâm dầu có khả năng chịu điện áp xung cao và dung lượng rò lớn, thường không yêu cầu thêm thiết bị bảo vệ. Tuy nhiên, đối với biến áp khô có mức chịu xung thấp hơn hoặc biến áp lò điện thường xuyên chuyển mạch và dòng trễ, các biện pháp bảo vệ như arrester oxit kim loại, dung lượng cáp phân tán, hoặc thêm tụ shunt được khuyến nghị.
Đối với công tắc điện chân không sử dụng trong bảo vệ đường dây, độ dài đường dây dài cung cấp đủ dung lượng rò, và nhiều thiết bị kết nối giúp ức chế điện áp quá cao khi tái kích. Do đó, các biện pháp bảo vệ đặc biệt thường không cần thiết.
Đối với ngân hàng tụ điện, các thử nghiệm thực tế cho thấy điện áp quá cao trong quá trình đóng thường không vượt quá hai lần điện áp hệ thống. Ở Trung Quốc, tụ shunt thường được sử dụng ở điện áp dưới 60 kV, nơi mà mức cách điện của thiết bị đủ để chịu đựng điện áp quá cao mà không bị hỏng. Tuy nhiên, các công tắc điện chân không có hiệu suất cơ khí kém có thể xuất hiện rung động tiếp xúc kéo dài trong quá trình hoạt động, dẫn đến điện áp quá cao—hiện tượng đã được quan sát trong các thử nghiệm trong và ngoài nước và do đó cần được chú ý.
Kiểm soát chặt chẽ tốc độ đóng và mở
Nếu tốc độ đóng của công tắc điện chân không quá thấp, thời gian tiền hồ quang tăng lên, làm tăng mài mòn tiếp xúc. Ngoài ra, vì các bộ ngắt chân không thường sử dụng hàn đồng và quy trình thoát khí ở nhiệt độ cao, sức mạnh cơ học của chúng tương đối thấp và nhạy cảm với rung động. Tốc độ đóng quá cao có thể gây ra sốc cơ học lớn, đặt lực mạnh lên bellow và giảm tuổi thọ. Thông thường, tốc độ đóng của công tắc điện chân không nằm trong khoảng 0,6 đến 2 m/s, với giá trị tối ưu phụ thuộc vào thiết kế cụ thể.
Trong quá trình ngắt, thời gian hồ quang rất ngắn—thường ít hơn 1,5 chu kỳ nửa tần số điện. Để đảm bảo đủ sức mạnh điện môi tại điểm dòng đầu tiên, thường yêu cầu rằng hành trình tiếp xúc đạt 50%–80% tổng hành trình trong nửa chu kỳ đầu. Do đó, tốc độ mở phải được kiểm soát chặt chẽ.
Ngoài ra, cả bộ giảm chấn đóng và mở đều nên có đặc tính hiệu suất tốt để giảm thiểu tác động cơ học trong quá trình hoạt động, từ đó kéo dài tuổi thọ của bộ ngắt chân không.
Kiểm soát chặt chẽ hành trình tiếp xúc
Sai lầm khi giả định rằng khoảng cách tiếp xúc lớn hơn có lợi cho việc dập hồ quang và tùy tiện tăng hành trình tiếp xúc. Các công tắc điện chân không có hành trình tiếp xúc tương đối ngắn. Đối với điện áp định mức 10–15 kV, hành trình tiếp xúc điển hình chỉ là 8–12 mm, với hành trình vượt quá 2–3 mm. Tăng hành trình tiếp xúc quá mức có thể gây áp lực quá lớn lên bellow sau khi đóng, có thể làm hỏng bellow và làm suy yếu niêm phong chân không của bộ ngắt.
Kiểm soát chặt chẽ dòng tải
Các công tắc điện chân không có khả năng quá tải hạn chế. Do chân không giữa các tiếp xúc và vỏ hoạt động như một chất cách nhiệt, nhiệt từ các tiếp xúc và thanh dẫn chủ yếu được tỏa qua truyền dẫn dọc theo thanh. Để đảm bảo nhiệt độ hoạt động nằm trong giới hạn cho phép, dòng điện làm việc phải được kiểm soát chặt chẽ và giữ dưới giá trị định mức.
Thử nghiệm nghiệm thu nghiêm ngặt trước khi đưa vào sử dụng
Mặc dù các công tắc điện chân không đã được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi xuất xưởng, sau khi vận chuyển và lắp đặt tại hiện trường, các thông số chính phải được đo lại và xác minh để phát hiện bất kỳ thay đổi nào do xử lý hoặc lệch hướng giữa công tắc và cơ cấu điều khiển. Các thông số chính cần xác minh bao gồm:
Rung động đóng
Đồng bộ hóa mở
Khoảng cách tiếp xúc (khoảng cách mở)
Hành trình nén
Tốc độ đóng và mở
Thời gian đóng và mở
Điện trở tiếp xúc DC
Mức cách điện của bộ ngắt
Thử nghiệm hoạt động cơ khí
Tất cả kết quả phải đáp ứng các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất trước khi công tắc được đưa vào sử dụng.
Khoảng cách bảo dưỡng cho công tắc điện chân không
Khoảng cách bảo dưỡng nên tuân theo các quy định đã được thiết lập và điều chỉnh dựa trên điều kiện hoạt động thực tế. Đó là một sai lầm khi cho rằng công tắc điện chân không không cần bảo dưỡng. Các hướng dẫn cụ thể bao gồm:
Thực hiện các bài kiểm tra chịu điện áp tần số nguồn qua các cực của bộ ngắt trong quá trình bảo dưỡng phòng ngừa theo mùa hoặc hàng năm để đánh giá độ chân không.
Sau 2.000 chu kỳ hoạt động bình thường (đóng/ngắt dòng tải) hoặc 10 lần ngắt dòng ngắn mạch định mức, kiểm tra tất cả các vít có lỏng không. Bảo dưỡng nên theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Nếu tất cả các thông số vẫn nằm trong giới hạn cho phép, công tắc có thể tiếp tục sử dụng.
Nếu một công tắc điện chân không đã ngừng hoạt động hoặc được lưu trữ trong 20 năm, mức chân không của nó nên được kiểm tra bằng phương pháp được chỉ định cho các bộ ngắt chân không. Nếu mức chân không không đáp ứng yêu cầu, bộ ngắt phải được thay thế.
Bộ ngắt chân không
Bộ ngắt chân không là thành phần cốt lõi của công tắc điện chân không. Nó sử dụng vỏ bằng thủy tinh hoặc gốm để hỗ trợ cấu trúc và niêm phong hermetic, chứa các tiếp xúc di chuyển và tĩnh cùng với màn chắn. Bên trong có độ chân không cao, thường là 1,33 × 10⁻⁵ đến 1 Pa, đảm bảo khả năng ngắt hồ quang và hiệu suất cách điện đáng tin cậy.
Một khi mức chân không giảm, khả năng ngắt sẽ giảm đáng kể. Do đó, bộ ngắt chân không phải được bảo vệ khỏi mọi tác động bên ngoài—không được đập, gõ, hoặc dùng lực trong quá trình xử lý hoặc bảo dưỡng. Không bao giờ đặt vật gì lên trên công tắc điện để tránh va chạm tình cờ.
Nhà sản xuất thực hiện kiểm tra song song nghiêm ngặt và lắp ráp chính xác trước khi giao hàng. Trong quá trình bảo dưỡng, tất cả các vít gắn bộ ngắt phải được siết chặt đồng đều để đảm bảo phân phối lực đều và ngăn chặn hư hỏng.
