Tìm hiểu về thiết bị ngắt kết nối điện: Các loại, tiêu chuẩn và tóm tắt ứng dụng

1. Định nghĩa và tiêu chuẩn

MỘT Bộ ngắt điện (hoặc công tắc cách ly) là một thiết bị cơ điện có các tiếp điểm nhìn thấy được dùng riêng để cách ly các mạch điện bằng cách tạo ra một khe hở có thể quan sát rõ ràng, đảm bảo ngắt điện hoàn toàn trước khi bảo trì.
Chúng là các thiết bị chuyển mạch không tải không có cơ chế dập hồ quang và chỉ được vận hành sau khi ngắt dòng điện bằng máy cắt hoặc công tắc tải.
Trên bình diện quốc tế, cầu dao cách ly được tiêu chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEC 62271-102 , trong đó đặt ra các yêu cầu đối với cầu dao cách ly AC và cầu dao nối đất có điện áp định mức trên 1 kV khi lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.

2. Cấu hình cơ học

Dao cách ly được chọn dựa trên cách bố trí và không gian trạm biến áp:

• Trung tâm: Hai cánh tay bản lề ở giữa, mở ra ở một vị trí.

• Ngắt kép: Cung cấp hai khoảng cách để nâng cao hiệu suất điện môi.

• Pantograph: Thiết kế cánh tay gấp để hạn chế khoảng trống theo chiều dọc.

• Gãy ngang (đầu gối): Bản lề theo chiều ngang, lý tưởng cho các phần thanh cái.

• Ngắt dọc: Các liên hệ được phân tách theo chiều dọc, phổ biến trên các đoạn đường.

• Đồng trục: Thiết kế nội tuyến, nhỏ gọn với các tiếp điểm trên một trục.

2.1 Bộ ngắt kết nối

Bộ ngắt mạch kết hợp khả năng cách ly nhìn thấy được với khả năng đóng/cắt tải hạn chế, cho phép vận hành an toàn dưới dòng điện danh định nhưng vẫn yêu cầu ngắt hồ quang ngược dòng.

2.2 Bộ ngắt mạch tích hợp

Một số cầu dao hiện đại tích hợp các cầu dao cách ly trong cùng một vỏ ('cầu dao ngắt kết nối'), giảm bớt các thành phần riêng biệt nhưng cần có công tắc nối đất bắt buộc do các khoảng trống không nhìn thấy được.

3. Tính năng vận hành và an toàn

Bộ ngắt kết nối có thể được điều khiển bằng tay (thông qua tay quay có hộp số hoặc tay cầm có thể tháo rời) hoặc vận hành bằng động cơ (điều khiển từ xa).
Các quy định an toàn chính bao gồm:

• Danh bạ hiển thị: Dấu hiệu rõ ràng về trạng thái mở/đóng.

• Lockout-Tagout (LOTO): Tay cầm có thể khóa hoặc khóa liên động bằng phím bị mắc kẹt giúp ngăn chặn việc vô tình đóng lại.

• Lưỡi nối đất: Lưỡi nối đất tùy chọn để xả các phần bị cô lập một cách an toàn.
  Trình tự vận hành điển hình: mở máy cắt phía nguồn, nhả khóa liên động, vận hành dao cách ly, nối đất, sau đó áp dụng khóa móc.

4. Khoảng thời gian bảo trì

Bộ ngắt mạch ngoài trời thường yêu cầu bảo trì phòng ngừa 5 năm một lần (hoặc 2 năm trong môi trường ô nhiễm nặng), trong khi bộ ngắt mạch hiện đại có thể kéo dài chu kỳ bảo trì lên 15 năm.

5. Ứng dụng

1. Trạm biến áp cao thế: Cách ly máy biến áp , máy cắt và đường dây để vận hành an toàn.

2. Phân phối điện công nghiệp: Ngắt điện động cơ và thiết bị đóng cắt trong quá trình sửa chữa.

3. Lắp đặt năng lượng tái tạo : Cách ly an toàn bộ biến tần và máy biến áp tuabin để bảo trì.

4. Cách ly khẩn cấp: Tắt thủ công nhanh chóng trong điều kiện lỗi hoặc nguy hiểm.

6. Cân nhắc lựa chọn

Khi chỉ định một bộ ngắt kết nối, hãy đánh giá:

• Điện áp định mức (Ue): Phù hợp với điện áp hệ thống (ví dụ: 11 kV, 33 kV, 132 kV).

• Dòng điện định mức (Ie): Đảm bảo khả năng mang dòng danh nghĩa phù hợp với tải.

• Cấu hình cực: Một cực cho hệ thống DC; ba cực cho điện xoay chiều ba pha.

• Điều kiện môi trường: Mức độ ô nhiễm và độ cao ảnh hưởng đến khoảng trống cần thiết.

• Kiểu lắp đặt: Trạm biến áp ngoài trời so với vỏ thiết bị đóng cắt trong nhà.

• Yêu cầu về khóa liên động & nối đất: Đảm bảo tuân thủ LOTO và trình tự nối đất.