Phân tích đặc điểm hoạt động của cầu chì rơi và các điểm chính kiểm soát hoạt động

Là thiết bị cốt lõi để cô lập sự cố trong mạng lưới phân phối, hành động thả đáng tin cậy của cầu chì rơi đóng vai trò quyết định trong việc bảo vệ có chọn lọc hệ thống điện. Bài viết này tiến hành phân tích chuyên nghiệp theo ba chiều: cơ chế hoạt động, các thông số chính và kiểm soát hoạt động.

1、 Cơ chế hoạt động rơi và cân bằng năng lượng
Điều kiện kích hoạt hành động
Khi dòng điện sự cố đạt 1,3-2,1 lần dòng điện định mức của cầu chì, chất nóng chảy trải qua quá trình chuyển pha và nóng chảy dưới tác dụng làm nóng Joule. Tại thời điểm này, một hồ quang được hình thành bên trong ống nóng chảy và vật liệu tạo khí được làm nóng và phân hủy để tạo ra khí áp suất cao, thiết lập một gradient áp suất thổi hồ quang dọc. Khi áp suất bên trong của ống nóng chảy đạt giá trị tới hạn 0,25-0,4 MPa, cơ chế giải phóng ống nóng chảy hoạt động và tiếp điểm chuyển động hoàn thành quá trình tách rơi dưới tác động kết hợp của trọng lực và lưu trữ năng lượng lò xo.

Đặc điểm thời gian tác động
Quá trình rơi hoàn chỉnh bao gồm bốn giai đoạn: thời gian nóng chảy (t1), thời gian thiết lập hồ quang (t2), thời gian phục hồi môi trường (t3) và thời gian ngắt cơ học (t4). Theo tiêu chuẩn IEC 60282, thời gian đóng/mở hoàn toàn của cầu chì rơi 10kV phải được kiểm soát trong phạm vi 50-150ms. Giai đoạn t3 bị ảnh hưởng đáng kể bởi hiệu suất của môi trường dập hồ quang và tốc độ phục hồi của môi trường sử dụng ống dập hồ quang amoni borat nhanh hơn 40% so với cát thạch anh thông thường.

2、 Kiểm soát thông số tác động chính
Điều chỉnh góc đóng
Độ lệch của góc đóng của tiếp điểm chuyển động ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy tách. Khi góc nghiêng lắp đặt vượt quá 3 °, áp suất tiếp xúc của các tiếp điểm giảm 28% -35%, điều này có thể dẫn đến độ lệch pha không đầy đủ. Nên sử dụng thiết bị định vị laser để hiệu chuẩn để đảm bảo độ lệch theo chiều dọc của đường tâm tiếp xúc là ≤ 1,5mm/m.

Tối ưu hóa lưu trữ năng lượng lò xo
Áp suất trước của lò xo nhả phải được duy trì trong phạm vi 80-120N · m. Khi hệ số độ cứng K của lò xo giảm xuống còn 85% giá trị ban đầu, cần phải thay thế ngay lập tức, nếu không có thể khiến thời gian lưu trú của ống nóng chảy vượt quá giới hạn trên là 200ms được chỉ định trong DL/T 640. Dữ liệu đo thực tế của trạm biến áp 110kV cho thấy độ trễ hành động do mỏi lò xo chiếm 23% tổng số lỗi.

3、 Phân tích hiện tượng rơi bất thường
Giảm pha không đầy đủ
Hầu hết xảy ra trong các cấu trúc sắp xếp ngang ba pha, khi pha B tác động trước, sự khuếch tán khí mà nó tạo ra sẽ ảnh hưởng đến sự phân bố áp suất của các buồng dập hồ quang pha liền kề. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng khi khoảng cách giữa các pha nhỏ hơn 350mm, khả năng nhiễu chéo tăng 60%. Nên áp dụng cấu trúc sắp xếp hình tam giác để giảm nhiễu điện từ giữa các pha xuống dưới 12%.

Giảm chậm
Độ ẩm trong môi trường dập tắt là nguyên nhân chính. Khi độ ẩm vượt quá 0,3%, cường độ phục hồi của môi trường giảm 50% -60%, dẫn đến tăng số lần hồ quang cháy lại. Sử dụng xử lý sấy chân không (50 ℃/24 giờ) có thể khôi phục độ ẩm của môi trường về ngưỡng an toàn là 0,1%.

Giảm va chạm
Sóng xung đóng đường dây có thể gây ra hoạt động sai. Khi thời gian của sóng xung lớn hơn 15ms và biên độ lớn hơn 80% dòng điện định mức của cầu chì, cần lắp bộ phản ứng giới hạn dòng điện nối tiếp. Đã được thử nghiệm rằng việc lắp bộ phản ứng 7mH có thể ngăn chặn dòng điện đột biến trong phạm vi 72% phạm vi an toàn.

4、 Biện pháp kỹ thuật để kiểm soát hoạt động
Hệ thống giám sát thông minh
Lắp đặt cảm biến áp suất và máy đo gia tốc để theo dõi những thay đổi áp suất theo thời gian thực bên trong ống nóng chảy (tốc độ lấy mẫu ≥ 1kHz) và tốc độ tách tiếp xúc (độ phân giải 0,01m/giây). Khi phát hiện thấy những biến động bất thường về đỉnh áp suất vượt quá ± 15%, hệ thống sẽ tự động phát ra tín hiệu cảnh báo.

Xác minh thử nghiệm tình trạng đầy đủ
Thiết lập trình tự thử nghiệm bao gồm năm lỗi điển hình: ngắt định mức (6,3kA), dòng điện thấp (1,2kA), dòng điện dung (0,5kA), đóng lại nhiều lần (3 lần) và điều kiện vận hành nhiệt độ thấp (-30 ℃). Xác minh tính ổn định của hành động thông qua 20 thử nghiệm liên tiếp, với tỷ lệ thành công ≥ 98%.

‍‌​​‌‌​‌​‌​​‍‌​​​‌‌​‌​‌​‍‌​​‌​‌​‌​‍‌​​‌​‌​‌‍‌​​‌‌​‌‌‍‌​‌‌​‌‌​‌‍‌​‌‌‌​‌‌‌‍‌​‌‌​‌‌‌‌​ ...‌​‌‌‌​‌‍‌​‌‌‌​‌‌‌​‌‍‌​‌‌‌‌​‌‌‌​‌‍‌​‌‌‌‌‌​‌‍‌​‌‌‌‌‌​‌‍‌​‌‌‌‌‌​‌‍‌​‌‌‌‌‌​‌ ‌​‍‌​​‍‌​​‌​​‌​​‌​‌​‌‌​​‌‍‌​​‌​​‌​‌​‌​‌​‍‌​​‌‌​‌​‌​‌​‍‌​​‌‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​‌​ Hiệu chuẩn tham số động
Thiết lập mô hình bù tham số môi trường tự động điều chỉnh ngưỡng hành động dựa trên những thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm. Cứ mỗi 10 ℃ nhiệt độ tăng, thời gian nóng chảy của cầu chì sẽ được rút ngắn 8% -12% vàđộ lệch thời gian cần được kiểm soát trong phạm vi ± 5% thông qua các thuật toán bù trừ.

5、 Kết luận
Bằng cách kiểm soát chính xác các thông số chuyển động, tăng cường giám sát trạng thái và cải thiện hệ thống thử nghiệm, Enbime có thể tăng độ tin cậy của chuyển động cầu chì rơi lên hơn 99,7%.