Ở các mức điện áp cao hơn (thường là 72.5 kV và cao hơn, đặc biệt là ở mức 110 kV, 220 kV và UHV), cầu chì SF6 (sulfur hexafluoride) chiếm ưu thế, trong khi cầu chì chân không (VCBs) ít được sử dụng hơn. Điều này chủ yếu được xác định bởi các đặc tính cách điện vật lý và cơ chế dập hồ quang của chân không so với khí SF6 dưới điện áp rất cao.
Các lý do cốt lõi có thể được tóm tắt như sau:
1. Giới hạn Điện áp Chịu được của Một Khoảng Cách và "Hiệu ứng Bão hòa Cách điện"
-
Giới hạn của Cầu chì Chân không: Trong chân không, cường độ cách điện cực kỳ cao khi khoảng cách giữa các tiếp điểm nhỏ. Tuy nhiên, khi khoảng cách giữa các tiếp điểm được tăng lên để chịu được điện áp cao hơn, điện áp bể không còn tăng theo tuyến tính, dẫn đến "hiệu ứng bão hòa." Nếu khoảng cách trở nên quá lớn, trường điện cao vi mô trên bề mặt tiếp điểm gây ra phát xạ trường, dẫn trực tiếp đến bể và có thể tạo ra tia X có hại. Do đó, giới hạn thực tế thương mại cho một bộ ngắt chân không thường nằm trong khoảng 72.5 kV đến 145 kV.
-
Lợi ích của SF6: Khí SF6 có tính âm điện mạnh, nhanh chóng bắt giữ các electron tự do trong hồ quang để hình thành ion âm nặng, cho phép khoảng cách hồ quang phục hồi cường độ cách điện rất nhanh sau khi dòng điện về không. Khi áp suất khí tăng, khả năng chịu điện áp của SF6 tăng gần như tuyến tính. Các cầu chì SF6 hiện đại có thể dễ dàng đạt được điện áp chịu được của một khoảng cách là 252 kV hoặc thậm chí 550 kV.
Rockwill RHD Series 170kV Dead-Tank SF6 Circuit Breaker
2. Độ Phức tạp Cơ học và Độ Tin cậy Hoạt động
Để áp dụng cầu chì chân không ở 220 kV hoặc điện áp cao hơn, nhiều bộ ngắt chân không phải được nối tiếp. Điều này yêu cầu không chỉ các tụ phân áp song song để ngăn chặn bất kỳ khoảng cách nào nhận điện áp quá mức mà còn một cơ chế truyền động cơ khí cực kỳ chính xác để đảm bảo "đồng bộ tuyệt đối" khi mở và đóng tất cả các khoảng cách nối tiếp. Nhiều thành phần cơ khí hơn dẫn đến rủi ro bị kẹt hoặc hoạt động không đồng bộ cao hơn.
Ngược lại, các cầu chì SF6 ở 220 kV hoặc thậm chí 500 kV thường chỉ cần thiết kế một hoặc hai khoảng cách, làm đơn giản hóa đáng kể cơ chế truyền động và cải thiện đáng kể độ tin cậy tổng thể của thiết bị.
3. Nguy cơ Áp suất Quá cao Khi Ngắt Dòng
Cầu chì chân không dập hồ quang quá "mạnh mẽ." Khi ngắt các dòng cảm nhỏ (ví dụ, cho máy biến áp hoặc cuộn cảm không tải), hồ quang thường bị ép tắt trước khi dòng điện tự nhiên về không. Hiện tượng này được gọi là cắt dòng. Việc cắt dòng có thể gây ra áp suất quá cao trong lưới điện cao áp, đe dọa nghiêm trọng cách điện của hệ thống.
Rockwill RVD Series 72.5kV Dead-Tank Vacuum Circuit Breaker
Cầu chì SF6 có đặc tính dập hồ quang tương đối mềm, thường dập hồ quang chính xác tại thời điểm dòng điện về không, dẫn đến mức cắt dòng rất thấp và hiệu quả trong việc ức chế áp suất quá cao trong hệ thống điện cao áp.
4. Tản Nhiệt và Kiểm soát Nhiệt Độ Tăng
Các hệ thống điện áp cao thường mang dòng định mức rất cao. Trong bộ ngắt của cầu chì chân không, môi trường chân không hầu như không có đối lưu, vì vậy nhiệt chỉ có thể được dẫn đi qua thanh dẫn tiếp điểm, khiến việc kiểm soát nhiệt độ tăng dưới dòng cao rất khó khăn.
Khí SF6 có trọng lượng phân tử cao và độ dẫn nhiệt cao. Đối lưu mạnh của nó giúp làm mát hiệu quả các tiếp điểm sinh nhiệt, dễ dàng xử lý dòng liên tục vài nghìn ampe.
5. Kinh tế Tổng Thể và Kích thước
Ở điện áp trung bình và thấp (10 kV – 35 kV), các cầu chì chân không một khoảng cách đơn giản, không cần bảo trì và chi phí thấp, mang lại lợi thế tuyệt đối.
Tuy nhiên, ở điện áp cao, nhu cầu kết nối nhiều khoảng cách nối tiếp làm cho các cầu chì chân không điện áp cao cồng kềnh và đắt đỏ. Cầu chì SF6, với cấu hình đơn hoặc đôi đơn giản hơn, có ưu điểm vượt trội về kích thước và chi phí sản xuất.
Giải pháp Rockwill: Tận dụng Sức mạnh Nghiên cứu và Phát triển Chín Muồi để Dẫn đầu Thời đại Mới của Điện Áp Cao Thân thiện với Môi trường
Đáp ứng nhu cầu cấp bách toàn cầu về tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải trong các hệ thống điện hiện đại, Rockwill, với sự hỗ trợ của chuyên môn R&D sâu rộng, tự hào ra mắt RVD-145 công tắc cao áp không chứa SF₆. Thiết bị này sử dụng hỗn hợp khí thân thiện với môi trường g3, thành công vượt qua các thách thức về cách điện và dập hồ quang ở mức điện áp cao. Không hề thỏa hiệp về hiệu suất điện, nó đạt được việc giảm đến 99% lượng carbon thải. Với thiết kế nhỏ gọn, cấu trúc tương tự, sản phẩm cho phép thay thế trạm biến áp nhanh chóng, vận hành và bảo dưỡng phổ quát, và cân bằng tổng chi phí sở hữu trong suốt vòng đời. Rockwill cung cấp giải pháp "nâng cấp liền mạch" có tính kinh tế cao cho quá trình làm xanh lưới điện cao áp.
Chỉnh sửa từ：Garca
Đăng nhập
