Phân tích nguyên lý hoạt động và đặc điểm kỹ thuật của cầu chì loại rơi

Cầu chì cao áp là thiết bị bảo vệ quá dòng được sử dụng rộng rãi trong mạng lưới phân phối điện. Chức năng cốt lõi của nó là ngắt mạch bằng cách làm nóng chảy cầu chì, do đó cô lập khu vực lỗi và đảm bảo an toàn cho thiết bị điện. Bài viết này sẽ phân tích nguyên lý cấu trúc, cơ chế hoạt động, đặc điểm kỹ thuật và các tình huống ứng dụng điển hình.

Cầu chì thả ra bao gồm ống nóng chảy, cầu chì, thiết bị dập hồ quang, tiếp điểm trên và dưới và giá đỡ. Ống nóng chảy thường được làm bằng vật liệu nhựa epoxy có đặc tính sinh khí, bên trong có cầu chì cố định và chứa cát thạch anh làm môi trường dập hồ quang. Khi dòng điện hệ thống vượt quá ngưỡng đã đặt, cầu chì sẽ được nung nóng và nóng chảy, vật liệu sinh khí trong ống cầu chì sẽ phân hủy dưới nhiệt độ cao của hồ quang để tạo ra khí áp suất cao, tạo thành hiệu ứng thổi hồ quang theo chiều dọc, buộc hồ quang nhanh chóng nguội và dập tắt trong khe hở cát thạch anh.

Trong điều kiện làm việc bình thường, ống cầu chì duy trì tiếp xúc chặt chẽ với tiếp điểm tĩnh phía trên thông qua lực căng của lò xo để tạo thành đường dẫn điện. Sau khi cầu chì nóng chảy, ống cầu chì mất đi lực căng cơ học và lật xuống dưới tác động của trọng lực, tạo thành điểm ngắt kết nối có thể nhìn thấy rõ ràng. Tính năng thả cơ học này không chỉ cung cấp chỉ báo lỗi trực quan mà còn đảm bảo rằng người vận hành có thể nhanh chóng xác định vị trí lỗi.

2. Đặc điểm tác động và cơ chế dập hồ quang
‍‌​​‌‌‌‌ Đặc điểm hoạt động của cầu chì phụ thuộc vào về đặc tính vật liệu và cấu trúc hình học của cầu chì. Cầu chì thường được làm bằng hợp kim bạc-đồng, có điện trở suất thấp và điểm nóng chảy ổn định. Các đặc tính thời gian-dòng điện có thể được tùy chỉnh bằng cách thiết kế chính xác diện tích mặt cắt ngang và chiều dài của cầu chì. Khi xảy ra ngắn mạch trong hệ thống, dòng điện ngắn mạch sẽ làm bốc hơi cầu chì trong vòng 1-10 mili giây. Tại thời điểm này, vật liệu tạo khí phân hủy nhanh chóng để tạo ra các khí cách điện như hydro và carbon dioxide. Với hiệu ứng hấp phụ của cát thạch anh, quá trình dập hồ quang có thể hoàn thành trong vòng một nửa chu kỳ tần số điện.

Đối với dòng điện quá tải, cầu chì đạt được sự nóng chảy chậm thông qua hiệu ứng tích tụ nhiệt. Tính năng bảo vệ phân cấp này không chỉ có thể tránh hoạt động sai do biến động tải tức thời mà còn ngăn ngừa hiệu quả thiết bị bị hỏng do quá tải trong thời gian dài. Khả năng ngắt định mức của cầu chì có thể đạt 12,5kA-20kA, có thể đáp ứng các yêu cầu bảo vệ của hệ thống phân phối 10kV trở xuống.

‍‌​​‌‌​‌​‌​​‍‌​​​‌‌​‌​‌​‌​‍‌​​‌‌​‌‌​‍‌​‌ ...‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌‌​� tính năng
‍‌​​‌​‌​‌​​‍‌​​​‌‌​​ ​‍‌​​‌​‌​‌​‌​‌​‍‌​‌‌​‌‌​‌​‍‌​‌ ...‌​‍‌​‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌‌​‍‌​‌‌‌​... Tiết kiệm và dễ dàng để bảo trì: So với máy cắt mạch, cầu chì rơi không yêu cầu nguồn điện vận hành và chi phí bảo trì giảm hơn 60%. Hoạt động thay thế cầu chì có thể được hoàn thành trên mặt đất thông qua thanh kéo cách điện, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả vận hành và bảo trì.

Khả năng thích ứng với môi trường: Cầu chì chống mưa được thiết kế đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ môi trường từ -40°C đến +80°C và chất dập hồ quang có thể duy trì hiệu suất ổn định ở những khu vực dưới 2.000 mét so với mực nước biển.

‍‌​‌‌​‌​‌​‌​‌‌​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌‌​‌... Bảo vệ đường dây phân phối: Được lắp đặt tại nút nhánh đường dây trên không 10kV làm thiết bị bảo vệ phân đoạn đường dây. Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch pha-pha do sét đánh, rào chắn cây cối, v.v., cầu chì có thể cắt dòng điện sự cố trong vòng 0,1 giây.

Bảo vệ máy biến áp phân phối: Là bảo vệ quá dòng phía sơ cấp của máy biến áp dưới 35kV, dòng điện định mức của nó được chọn bằng 1,5-2 lần dòng điện định mức của máy biến áp, có thể ngăn ngừa hiệu quả các sự cố bên trong như đoản mạch giữa các vòng dây quấn.

Bảo vệ cụm tụ điện song song: Do hiệu ứng khuếch đại sóng hài của cụm tụ điện, cầu chì có đặc tính thời gian nghịch đảo được sử dụng để ngăn ngừa sự cố cách điện của tụ điện do quá điện áp.

‍‌​​‌‌​‌​‌​​‍‌​​‌​‌​‌​‍‌​​‌​‌​‍‌​​‌‌​‌‌​‍‌ ...

5. Những điểm chính khi lắp đặt, vận hành và bảo trì
‍‌​‌‌​‌‌​‌​‍‌​​‍‌​​‌‌​ ​‌‌​​‍​​​‌​‌​‍​​‌​​‌​‍‌​​‌​‍‌​‌‌​‌‌‌‌‌‌​‌​‌​‌‌​‌‌​‌​‍‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‌​‌ ​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‍‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‍‌​‌​​‌‌‌​ ... VI. Tóm tắt
Là một thành phần bảo vệ quan trọng của hệ thống phân phối điện, cầu chì tự ngắt NBM đã được sử dụng rộng rãi trong mạng lưới điện do đặc tính hoạt động đáng tin cậy và lợi thế kinh tế của nó. Với việc ứng dụng vật liệu dập hồ quang nano-composite mới, khả năng ngắt và tuổi thọ của nó tiếp tục được cải thiện, cung cấp sự đảm bảo cơ bản cho việc xây dựng mạng lưới phân phối thông minh. Trong tương lai, đặc tính tự phục hồi của vật liệu cầu chì cần được nghiên cứu sâu hơn để thích ứng với các điều kiện làm việc phức tạp do sự tiếp cận năng lượng mới mang lại.