Vấn đề quan trọng nhất trong xử lý ngắt là gì

Hiện nay, các thiết bị đóng cắt trung thế được lựa chọn để sử dụng hầu hết trong các hệ thống điện công nghiệp. Các kỹ sư điện cần nắm được những vấn đề liên quan đến thiết bị đóng cắt trung thế thường xảy ra để có hướng xử lý chính xác nhất.

Trong thiết kế hệ thống điện thì bảo vệ an toàn là yếu tố được quan tâm nhất. Vì vậy, các công ty luôn cố gắng hết sức để nâng cấp các thiết bị bảo vệ thành các thiết bị tốt hơn. Điều này sẽ giúp đảm bảo an toàn hơn và có hiệu quả hơn.

Điều này là hiển nhiên trong sự phát triển của thiết bị đóng cắt. Có lẽ bạn biết thiết bị đóng cắt là gì, nhưng bạn không biết lý do tại sao thiết bị đóng cắt có tên này. Cũng không biết những vấn đề được gặp nhiều nhất trong các thiết bị đống cắt trung thế là gì.

Qua bài viết này,  kỹ sư điện sẽ giải thích cho chúng ta:

Thiết bị đóng cắt điện: Vì sao lại cái tên gọi này?
 

Trước đây, các thiết bị ngắt kết nối đơn giản, cầu dao mở, để cách điện hay ngắt điện cho thiết bị đã được sử dụng các nhà máy điện. Tuy nhiên, với sự gia tăng liên tục của các mức năng lượng, yêu cầu về việc sử dụng các thiết bị đóng ngắt điện ngày càng cao hơn và việc tạo thành một “thiết bị đóng cắt” có sự thông minh, hiệu quả cao là điều rất cần thiết.

Chính vì thế, các thiết bị chuyển mạch đã được thiết kế và phát triển hiện đại hơn. Nó bao gồm tất cả các thiết bị điều chỉnh, điều khiển, đo sáng và chuyển đổi trong một thiết bị.

Thiết bị đóng cắt điện trung thế là gì?
 

Như trong hình.1, nó có một thiết bị trong cấu trúc được thiết kế bọc kim loại được sử dụng để cách ly và ngắt điện cho thiết bị điện. Thiết bị này có vai trò bảo vệ và cách ly, bảng điều khiển cho mục đích điều khiển và máy biến áp dòng điện và điện thế cho mục đích đo lường. Nó có sự kết hợp của các bộ ngắt, cầu chì hoặc bộ ngắt mạch và rơle. Khi mới ra đời, thiết bị này được thiết kế chứa đầy dầu. Tuy nhiên, hiện nay, nó đã được thay thế bằng không khí, khí cách điện. Ví như SF6 hoặc chân không nhằm mang đến hiệu suất cao.

Hình 1. Bên trong thiết bị đóng cắt trung thế

Có thể thấy, thiết bị đóng cắt trung thế có vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống và mạch điện. Vì vậy, chúng ta không muốn làm hư hại nó. Cũng vì tầm quan trọng này mà việc nắm được những vấn đề nó thường gặp là rất hữu ích để có thể né tránh.

Vấn đề điện áp trung thế thường phải đối mặt
 

Trong thiết bị đóng cắt trung thế thường xảy ra 2 lỗi cơ bản sau:

Hình.2 Các loại lỗi khác nhau được báo cáo trong các thiết bị đóng cắt

Sự hỏng hóc cơ học
 

Như đã thấy trong hình.2, lỗi hỏng hóc cơ học được đánh giá là điều mà thiết bị đóng cắt trung thế thường xuyên gặp nhất. Nó chiếm tỷ lệ gần 30%. Trong trường hợp thiết bị đóng cắt chạy sai cách thì con số này sẽ tăng lên 38%. Vì vậy, việc phát hiện các vấn đề vì lỗi cơ học càng sớm sẽ giúp việc bảo vệ thiết bị trong hệ thống điện được tốt hơn.

Trong các cuộc khảo sát được thực hiện bởi IEEE, được nêu ra trong Tiêu chuẩn IEEE 493-1997, Thực hành theo khuyến nghị của IEEE về Thiết kế hệ thống điện công nghiệp và thương mại đáng tin cậy. Nó đã được báo cáo rằng 30% sự cố hư hỏng của thiết bị đóng cắt trung thế xảy ra khi thiết bị tiếp xúc với độ ẩm.

Do việc tiếp xúc với điều kiện độ ẩm caosẽ khiến thiết bị  hấp thụ độ ẩm. Trong khi đó, thiết kế của bề mặt cách nhiệt thường kỵ nước sẽ bị tấn công bởi các ứng suất điện áp được thiết kế để ngăn chặn sự hấp thụ độ ẩm. Điều này sẽ dẫn đến tình trạng ngắn mạch và kết quả là làm hư hỏng cách điện cũng như ăn mòn thành phần kim loại dài hạn.

Ngoài ra, bụi cũng là một yếu tố góp phần gây ra hư hỏng khoảng 19% cho thiết bị đóng cắt.

Sự phóng điện một phần
 

Như đã thấy trong hình.2, 26% tỷ lệ hư hỏng của thiết bị đóng cắt trung thế là do phóng điện. Đây là sự dẫn điện của hai điện cực và sự phóng điện đi qua chúng. Thực tế thì việc phóng điện một phần có thể xảy ra ở bất kỳ vị trí nào trong lớp cách điện khi cường độ của điện trường lớn hơn sự hư hỏng của vật liệu cách điện.

Các kết nối bị lỗi trong thiết bị đóng cắt trung thế sẽ gây ra sự gia tăng điện trở. Khi đó, nó sẽ gây nên tình trạng gia tăng nhiệt dẫn đến lỗi mạch điện. Lỗi Vị trí  cáp mồi khởi động, các đường dẫn và đầu dây cáp sẽ là những điểm dễ bị sự cố lỗi nhất.

Việc phóng điện một phần tạo ra các tín hiệu thường được xem như một cảnh báo trước khi hỏng hoàn toàn cách điện. Vì vậy, thực hiện kiểm tra hồng ngoại thường xuyên của tất cả các thiết bị đóng cắt sẽ có thể kiểm tra hoạt động phóng điện một phần bề mặt.

Để kết luận vấn đề này, tôi muốn nói rằng hàng tỷ đô la được chi mỗi năm cho việc bảo trì thiết bị. Vì vậy, việc phát hiện các lỗi trong thiết bị và cố gắng khắc phục nó là điều bắt buộc để đảm bảo tính liên tục của dịch vụ. Đồng thời, nó cũng giúp tiết kiệm tiền của bạn và thời gian của bạn rất đáng kể.