Tài liệu Thiết bị điện trung - cao áp docx

Các định nghĩa của thiết bị điện đóng ngắt -Dao cách li là thiết bị đóng ngắt cơ khí, ở vị trí mở tạo nên một khoảng cách cách điện.. -Khoảng cách cách điện là khoảng cách trong chất kh

PHẦN THỨ BA

THIẾT BỊ ĐIỆN TRUNG - CAO ÁP

Chương 10 DAO NGẮT

10.1 CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC ĐẶC TÍNH ĐIỆN CỦA

THIẾT BỊ ĐIỆN ĐÓNG NGẮT

1 Các định nghĩa của thiết bị điện đóng ngắt

-Dao cách li là thiết bị đóng ngắt cơ khí, ở vị trí mở tạo nên một khoảng cách cách điện Chúng có khả năng mở hoặc đóng mạch nếu dòng điện đóng mở không đáng kể hoặc sự biến thiên điện áp giữa các đầu cực là không đáng kể Trong điều kiện làm việc bình thường và bất thường (ngắn mạch), dao cách

li có thể cho dòng điện chạy qua trong thời gian quy định

-Khoảng cách cách điện là khoảng cách trong chất khí hoặc chất lỏng có cường độ điện môi quy định khi thiết bị đóng ngắt mở mạch Để bảo vệ người và thiết bị chúng phải thỏa mãn các điều kiện đặc biệt và sự có mặt của nó phải được nhận rõ khi thiết bị đóng ngắt ở vị trí mở

-Cầu dao là thiết bị đóng ngắt cơ khí Chúng không những dẫn và ngắt dòng điện ở điều kiện bình thường trong lưới điện mà còn dẫn dòng điện trong khoảng thời gian quy định và có khả năng dẫn dòng điện tăng cao ở cả các điều kiện bất thường của lưới điện

-Dao cách li -cầu dao là cầu dao khi ở vị trí mở thỏa mãn được các yêu cầu cách li của dao cách

li

-Máy ngắt là thiết bị đóng ngắt cơ khí có khả năng dẫn, ngắt dòng điện trong mạch ở điều kiện bình thường, dẫn trong thời gian quy định và ngắt dòng điện tăng lên trong mạch ở điều kiện không bình thường đã xác định (ví dụ ngắn mạch)

-Cầu dao nối đất là thiết bị đóng ngắt cơ khí dùng để nối đất và tạo ngắn mạch Chúng có khả năng chịu dòng điện ở điều kiện không bình thường và không đòi hỏi dẫn dòng điện làm việc bình thường Cầu dao nối đất có khả năng tạo dòng điện ngắn mạch

-Cầu chảy là thiết bị bảo vệ nhờ nóng chảy một hoặc nhiều đoạn dây chảy, được chế tạo nhằm mục đích làm hở mạch khi dòng điện này vượt quá giá trị quy định trong khoảng thời gian đủ lớn

-Các công tắc phụ, mạch phụ: công tắc phụ được thiết kế với dòng một chiều ít nhất là 10 A, có khả năng đóng và ngắt dòng điện trong mạch điều khiển Các thông số chi tiết do nhà sản xuất cung cấp Nếu thông tin này chưa đầy đủ các công tắc phụ phải có khả năng đóng và ngắt dòng điện ít nhất là 2A ở điện áp 220V một chiều khi hằng số thời gian tối thiểu của mạch là 20ms Các đầu cực và dây mạch phụ phải được thiết kế cho qua dòng một chiều ít nhất là 10A Các công tắc phụ phải được tác động trực tiếp ở cả hai chiều

2 Các đặc tính điện của thiết bị đóng ngắt

-Dòng điện đóng: là trị số đỉnh nửa sóng đầu của dòng điện ở một cực của thiết bị đóng ngắt khi đóng

-Dòng điện đỉnh: là trị số đỉnh nửa sóng đầu của dòng điện trong khi xảy ra quá độ sau khi dòng điện bắt

đầu chạy mà thiết bị đóng ngắt phải chịu đựng ở vị trí đóng trong các điều kiện quy định

-Dòng điện cắt: là dòng điện ở một cực của thiết bị đóng ngắt hoặc của cầu chảy ở ngay thời điểm ban đầu

của hồ quang trong quá trình cắt

-Khả năng đóng: là trị số dòng điện đóng mà ở điện áp đã cho thiết bị đóng ngắt có thể đóng trong các

điều kiện sử dụng và tính năng quy định để đóng tới giá trị dòng điện làm việc

-Khả năng cắt: là gía trị của dòng điện cắt chờ đợi ở điện áp đã cho của thiết bị đóng ngắt có thể cắt dòng

điện trong điều kiện sử dụng và tính năng quy định để ngắt giá trị dòng điện làm việc

-Sự cố ngắn mạch đầu cực: là ngắn mạch trên đường dây trên không ở khoảng cách rất ngắn không đáng

kể từ đầu cực máy ngắt

-Khả năng đóng/cắt (đóng và cắt ): trong điều kiện không đồng bộ: là khả năng đóng hoặc cắt khi mất

đồng bộ hoặc không có lưới trước và sau máy ngắt trong điều kiện sử dụng và tính năng quy định

-Dòng điện bình thường: là dòng điện trong mạch chính mà thiết bị dóng cắt có thể dẫn một cách liên tục

trong điều kiện sử dụng và tính năng quy định

-Dòng điện chịu ngắn hạn: là trị số hiệu dụng của dòng điện khi thiết bị đóng ngắt ở vị trí đóng có thể dẫn

dòng điện ngắn mạch định mức ở điều kiện sử dụng và tính năng quy định, được tiêu chuẩn hóa

-Điện áp định mức: là giới hạn trên của điện áp cao nhất của lưới mà thiết bị đóng ngắt được thiết kế Điện

áp định mức được tiêu chuẩn hóa

-Điện áp đặt: Điện áp giữa các đầu cực của thiết bị đóng ngắt ngay trước khi đóng dòng điện

-Điện áp phục hồi: là điện áp xuất hiện trên các đầu cực của thiết bị đóng ngắt hoặc cầu chảy sau khi dòng

điện bị ngắt

-Thời gian mở: là khoảng thời gian giữa thời điểm ban đầu quy định của thao tác mở và thời gian phân

tách tiếp điểm hồ quang ở tất cả các cực

-Thời gian đóng: là khoảng thời gian giữa thời điểm ban đầu quy định thao tác đóng và thời điểm tất cả

các cực của tiếp điểm chạm nhau

-Trị số chịu đựng: là giá trị lớn nhất của đại lượng đặc trưng mà thiết bị đóng ngắt được phép đóng/cắt

nhưng không làm hư hỏng tính năng Trị số chịu đựng ít nhất phải bằng trị số định mức

-Trị số định mức: là giá trị của các đại lượng đặc trưng sử dụng để xác định các điều kiện vận hành mà

thiết bị đóng ngắt được thiết kế, chế tạo mà nhà sản xuất cần phải đảm bảo

-Trị số tiêu chuẩn: là giá trị được định nghĩa trong các quy định chính thức mà các thiết kế thiết bị phải dựa vào:

+ Điện áp định mức tiêu chuẩn : 3,6; 7,2; 12; 17,5; 24; 36; 52; 72,5; 100; 123; 145, 170; 245;

300, 362; 420; 525; 765 kV

+ Dòng điện bình thường định mức tiêu chuẩn: 200; 400; 630; 800; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300A

+ Dòng điện ngắn hạn định mức tiêu chuẩn: 6.3; 8; 10; 12,5;16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100kA

-Điện áp chịu tần số nguồn định mức: là trị số hiệu dụng của điện áp xoay chiều hình sin ở tần số hệ

thống mà cách điện của thiết bị phải chịu đựng trong thời gian 1 phút ở các điều kiện thử nghiệm quy định

-Điện áp chịu xung sét định mức: là giá trị đỉnh của điện áp xung sét tiêu chuẩn 1,2/50 µs mà cách điện của thiết bị phải chịu đựng

-Điện áp chịu xung đóng mở định mức: là giá trị đỉnh của điện áp đóng mở đơn cực tiêu chuẩn

250/2500µs mà cách điện của thiết bị có điện áp định mức 300 kV và lớn hơn cần phải chịu Theo tiêu chuẩn mới khoảng cách cách điện của dao cách li ở điện áp định mức 300kV và lớn hơn được thử nghiêm bằng cách đặt điện áp tần số nguồn cho một cực và khi đạt đến trị số đỉnh thì đặt vào cực kia điện áp xung sét ngược cực tính hoặc điện áp xung đóng mở, thử nghiệm hai cực này gọi là thử nghiệm kép

10.2 DAO CÁCH LI

Kiểu dao cách li được lựa chọn chủ yếu xác định theo sơ đồ trạm Ngày nay dao cách li được chế tạo có dải điện áp từ 72,5 đến 800 kV, dòng từ 1250 đến 4000 A và dòng ngắn mạch đỉnh tới 63 dến 160

kA

1 Dao cách li kiểu quay

a) Dao cách li quay hai trụ

Đó là loại dao cách li thông dụng có điện áp từ 72,5 đến 420kV, chủ yếu sử dụng trong các trạm biến áp nhỏ hoặc các trạm biến áp lớn ngoài trời như trạm đường dây đến hoặc dao cách li phân đoạn Cầu dao nối đất có thể được lắp ở bất kỳ phía nào Hình 10-1 sau cho thấy một dao cách li hai đế quay được lắp trên khung thép cán định hình và được nối bằng thanh kẹp Các sứ đỡ được gắn với bệ quay và trên đỉnh gắn với khớp xoay có cần và tiếp điểm

cao áp Khi thao tác cả hai cần quay một góc 900

Ở vị trí mở , dao cách li có điểm cắt giữa hai trụ

tạo nên khoảng cách cách điện nằm ngang Bệ

quay có cơ cấu chịu được điều kiện thời tiết và

không cần bảo dưỡng ổ bi Bệ quay được lắp trên

bu lông cho phép điều chỉnh chính xác hệ thống

tiếp điểm một khi thiết bị thẳng hàng và cũng cho

pheúp có dung sai sứ cách điện Các tay khớp cấu

trúc bằng nhôm hàn có chi tiết tiếp điểm không bị

ăn mòn và thời gian lâu không làm giảm giá trị

của điện trở Dao cách li có điện áp U > 170 kV có

thêm thiết bị khóa liên động tránh các tay bị tách

ra khi xảy ra sự cố dòng ngắn mạch lớn Dây dẫn

điện tới các đầu quay được bảo vệ hoàn toàn và

không cần bảo dưỡng Dao cách li như hình 10-1,

các đầu cao áp có thể quay 3600 đảm bảo cho ống hoặc dây dẫn được nối theo phương bất kỳ Hệ thống tiếp điểm có cấu trúc hỗn hợp đồng thép với chùm tiếp điểm ôm chặt Chúng có mỡ khô bôi trơn thường xuyên và không cần bảo dưỡng Nếu cần mỗi cực dao cách li có thể được trang bị một hoặc hai cầu dao nối đất Cả dao cách li và cầu dao nối đất đều có cơ cấu thao tác khóa liên động điểm chết Như vậy đề phòng sự thay đổi vị trí khi làm việc ở tình huống nguy hiểm như có ngắn mạch, động đất hay gió mạnh

Hình 10-1: Dao cách li quay hai trụ kiểu SGF,

123kV 1 Đế quay; 2 Khung; 3 Sứ cách điện; 4 Đầu quay, 5 Tay khớp; 6 Đầu cuối cao áp; 7 Bộ tác động; 8 Cầu dao nối đất

Dao cách li và cầu dao nối đất có cơ cấu thao tác riêng Một cơ cấu thao tác một nhóm hai hoặc

ba cực, các cực của một nhóm được liên kết cơ khí bằng thanh nối Lực tác động từ bộ truyền động được truyền đến đế quay và làm đế quay một góc 900 đồng thời quay đế thứ hai Khi mở và đóng các tiếp điểm dao cách li quay và chuyển động trượt để dễ dàng cắt khi bị bụi hoặc băng bám đầy Lực của cơ cấu thao tác được truyền tới trục của cầìu dao nối đất Khi dao cách li đóng tay của cầu dao nối đất đập mạnh và gài tiếp điểm nối đất vào khớp

b) Dao cách li quay ba trụ

Dao cách li loại này chủ yếu sử dụng ở châu Âu và thường dùng cho mạng trung áp So với loại hai trụ chúng cho phép khoảng cách giữa các pha nhỏ hơn Lực kéo tĩnh đầu cuối dao cao hơn Hai sứ cách điện phía ngoài được cố định trên bệ khung và mang hệ thống tiếp điểm (hình 10-2) Sứ cách điện giữa đứng trên đế quay và đỡ cần tác động, khi tác động nó quay khoảng 600 và gài hệ thống tiếp điểm lên sứ phía ngoài

Các tiếp điểm của cầu dao nối đất có

thể được lắp ở cả hai phía và được đặt ở hệ

thống tiếp điểm tĩnh Dao cách li 3 trụ được

chế tạo bằng các chi tiết giống dao hai trụ ở

trên

1 Đế khớp xoay; 2 Khung; 3 Sứ cố định; 4 Sứ quay; 5 Cần tiếp điểm; 6 Đầu cao áp; 7 Cơ cấu thao tác; 8 Cầu dao nối đất

2 Dao cách li một trụ tiếp điểm đóng mở

Trong các trạm cao áp và khi có

nhiều thanh góp dao cách li một trụ (còn gọi

là dao cách li kiểu máy vẽ thanh truyền hoặc

dao cách li thẳng đứng) cho trong hình 10-3

Đòi hỏi diện tích mặt bằng nhỏ hơn so với các

loại dao cách li khác Do vậy chúng được sử

dụng rộng rãi giúp làm gọn hơn sơ đồ trạm Vị

trí đóng ngắt được thể hiện rõ ràng theo

khoảng cách cách điện thẳng đứng Đế dao cách li là khung, trên đó có sứ đỡ mang chi tiết chính có cơ cấu thanh truyền và hộp số Lực tác động được sứ quay truyền đến hộp số , tiếp điểm treo đặt trên thanh góp nằm phía trên cao dao cách li Khi đóng hai thanh truyền ép chặt lấy tiếp điểm treo, đường dây cung cấp được nối với đầu cao áp trên hộp số

Hình 10-2: Dao cách li quay ba trụ kiểu TDA,145kV

Nếu muốn, mỗi cực dao cách li có thể được trang bị cầu dao nối đất quay hoặc thẳng Khung có gắn ổ quay để truyền lực tác động từ cơ cấu thao tác tới hộp số và được gắn chắc với cột đỡ bằng bốn bu lông Các bu lông này cho phép điều chỉnh chính xác dao cách li với tiếp điểm treo, đó là ưu điểm của loaüi này khi lắp đặt và vận hành Chiều cao quá mức của dao cách li có thể đặt không khớp trên nền, nhưng điều này có thể được bù lại bằng cách điều chỉnh các bu lông đế Cơ cấu thanh truyền có cấu trúc bằng nhôm hàn (giống như mọi kiểu có dòng điện đỉnh tới 200 kA), cơ cấu được cố định và chốt vào trục thanh truyền trong hộp số Bộ phận này có khả năng chuyển dịch, đảm bảo áp suất tiếp điểm cao giữa đầu trên của thanh truyền và tiếp điểm kẹp

Áp suất tiếp điểm từ 70 đến 150 kp (theo thiết kế) không chỉ đảm bảo truyền động dòng điện hiệu quả mà còn giúp cắt được dễ dàng ngay cả khi băng bám đầy Tiếp xúc giữa hộp số và các thanh truyền từ dưới đến các thanh truyền trên nhờ lá đồng mạ bạc nhiều lớp đàn hồi hoặc tiếp điểm con lăn Thanh tiếp xúc ở đầu thanh truyền và tiếp điểm treo làm từ tấm đồng mạ bạc hoặc bạc tinh khiết khi chế độ làm việc nặng nề hoặc trong các trường hợp đặc biệt vì vậy ít làm mòn tiếp điểm, đảm bảo dẫn dòng điện tốt và thời gian làm việc lâu dài Dao cách li dùng cho dòng điện ngắn mạch cao có thiết bị cản lực giữ các điểm ghép nối thanh truyền Ở vị trí đóng, các tiếp điểm nối này hạn chế khoảng cách giữa hai thanh truyền, do vậy đề phòng mọi khả năng làm giảm áp suất tiếp điểm và cản dịu mọi dao động của các thanh tiếp xúc do ngắn mạch gây ra

Dao cách li một trụ có khóa liên động điểm chết trong hộp số, do đó vị trí của nó không thể thay đổi một cách tự phát Việc chỉnh định vẫn được tiến hành ngay cả khi sứ quay cắt ra hoặc chấn động mạnh

do động đất hoặc do lực ngắn mạch Cơ cấu chống vầng quang ở đầu thanh truyền tác động để dừng tiếp điểm treo nếu nó chuyển động thẳng đứng Vòng kẹp vẫn nằm chắc chắn trong vùng tiếp điểm ngay cả khi chịu áp suất do ngắn mạch Khối thanh truyền và hộp số được lắp tại nhà máy, làm giaøm đáng kể thời gian lắp đặt tại chỗ Lò xo bù trong hộp số trợ giúp lực tác động khi đóng, khi mở nó quay cần nhẹ nhàng về vị trí gập lại

Các phương án đặc biệt của dao

cách li một trụ đã được sử dụng từ lâu trong

các trạm dòng điện một chiều cao áp

(HVDC) Mỗi cực của dao cách li có cơ cấu

thao tác riêng Khi dao cách li đóng các cần

thanh truyền thực hiện chuyển động khớp

vào và đảm bảo gài chặt các tiếp điểm treo,

tuy nhiên trong một số trường hợp có xê

dịch do điều kiện thời tiết

Hình 10-3

Dao cách li một trụ kiểu TFB, 245kV

1.Ổ bi quay; 2 Khung; 3 Sứ đỡ; 4 Sứ quay; 5 Cơ cấu thanh truyền; 6.Hộp số; 7 Cơ cấu tác động; 8 Cầu dao nối đất; 9 Tiếp điểm treo

3 Tiếp điểm treo dùng trong đóng ngắt

dòng điện của dao cách li một trụ

Trong các trạm đóng ngắt ngoài

trời, việc thay đổi thanh góp không làm ngắt

dòng điện cung cấp nhưng làm tăng các

dòng điện đóng ngắt khi thao tác đóng mở

và các dòng này có thể dẫn đến làm tăng

nhiệt ở các tiếp điểm dao cách li và ở tiếp

điểm tĩnh Trị số dòng điện này phụ thuộc

khoảng cách vị trí đóng ngắt tới nguồn cung cấp hoặc phương thức làm việc của bộ chuyển mạch, nghĩa là thanh góp hoặc khoang đóng ngắt, ở khoang đóng ngắt tạo nên ứng suất cao hơn Trị số điện áp đóng mở có thể được tìm qua tính toán

Hiện tượng đóng mở có thể xảy ra cả khi đang đóng hoặc mở Đóng làm tăng sự dồn ép giữa cần của dao cách li và tiếp điểm kẹp, tạo nên tia lửa nhỏ do đó làm tiếp điểm mòn dần Khi mở, hồ quang phát sinh giữa các tiếp điểm tách dời và duy trì cho đến khi có điện áp ngược cần thiết để dập tắt hồ quang Trưóc tiên các tiếp điểm chuyển động chậm, quá trình này xảy ra trong vài chu kỳ gây hư hại các phần tử

Hình 10-4: Đóng mở tiếp điểm treo Hình 10-5: Đóng mở tiếp điểm treo,

nguyên liï hoạt động của đường dẫn hướng sơ đồ của của buồng đóng ngắt phụ 1.Giá đỡ tiếp điểm chính; 2 Thanh tiếp 1 Giá đỡ tiếp điểm chính; 3 Thanh tiếp điểm chính; 3 Thanh tiếp điểm phụ; 4 Cần điểm phụ; 11 Mũ chống vầng quang 12 lẫy; 5 Thanh dẫn trên; 6 Thanh dẫn dưới Tiếp điểm tĩnh; 13 Tiếp điểm bật; 14 Chi

7 Tay truyền; 8 Thiết bị giữ; 9 Chi tiết tiếp tiết làm lệch hồ quang; 15 Tấm dập hồ xúc tay truyền; 10 Trụ cách điện có lò xo trở quang khử ion; 16 Nối liên kết mềm; về 17 Ổ bi quay

tiếp xúc của dao cách li Trạm đóng ngắt 420 kV công suất lớn có thể phải chịu đựng điện áp đóng mở đến 300 V và dòng điện đóng mở đến 1600A

Hình 10-4 và 10-5 là tiếp điểm đóng mở treo do hãng ABB chế tạo dùng cho dao cách li một trụ có hai hệ thống đóng mở phụ kiểu kín, tác động độc lập với nhau Do đó nó luôn đảm bảo có được hoạt động đúng bất kể tay truyền dẫn trước chạm vào hoặc cái sau tách khỏi tiếp điểm treo Hệ thống đóng mở phụ nằm trong mũ chống vầng hào quang và bao gồm tiếp điểm bật (ghép với thanh tiếp điểm phụ bằng lẫy) và thiết bị dập tắt hồ quang khử ion

Tiếp điểm bật mở và đóng theo tốc độ đóng mở khi thanh tiếp điểm phụ ở vào vị trí nào đó Khi mở thời gian hồ quang kéo dài khoảng 25 ms sự hao mòn trên tiếp điểm lẫy rất ít và dòng điện được ngắt một cách an toàn trước khi phân tách thanh tiếp điểm dao cách li Bằng cách phân tách hệ thống tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ nên không có lực tác động nên tiếp điểm sau trong trường hợp sự cố Thử nghiệm ngắn mạch cho thấy cường độ chịu xung đến 200kA

Mỗi hệ thống đóng ngắt có thể thực hiện ít nhất 350 chu kỳ đóng ngắt với dòng điện đóng mở 1600A và điện áp đóng mở tới 330V

Việc bố trí các tiếp điểm

treo đóng mở như vậy tạo nên sự

linh hoạt và tin cậy cho người vận

hành hệ thống Những tiếp điểm

này có thể được lắp đặt để nâng cấp

các trạm đang hoạt động với các

thiết bị cũ hiện nay

4 Dao cách li hai trụ đứng cắt ở

giữa

Khi điện áp làm việc tăng,

khoảng cách cách điện rộng đòi hỏi

cần tiếp điểm dài Dao cách li cắt

thẳng đứng ở giữa có hai cần tiếp

điểm dùng cho mạng điện áp bằng

hoặc lớn hơn 400kV, ở đây có

nhiều ưu điểm hơn

Hình 10-6 cho thấy hai cột

sứ đỡ được lắp trên khung Gắn với

chúng là hộp số có các cần tiếp

điểm và đầu cao áp Sứ quay nối với

ổ quay trên khung ở đầu ổ trên hộp

số Cơ cấu thao tác được đặt dưới tâm khung, lực được truyền đến hai ổ quay bằng thanh giằng Tùy theo yêu cầu, cả hai phía của dao cách li có thể đặt cầu dao nối đất Các tiếp điểm nối đất được lắp trên tay đỡ giữa sứ và hộp số

Hình 10-6 Dao cách li cắt ở giữa đặt đứng

kiểu TK, 525kV

1 Ổ quay; 2 Khung; 3 Sứ đỡ; 4 Sứ quay

2 Cần tiếp điểm; 6 Đầu cao áp; 7 Cơ cấu thao tác; 8 Hộp số

Dao cách li cắt ở giữa đặt đứng đòi hỏi lực thao tác nhỏ hơn các loại khác có cần một tiếp điểm Cột đỡ của trạm không cần cao quá do đó chi phí làm nền móng cũng thấp hơn Cấu trúc cơ khí của dao cách li cũng đơn giản bởi tay cầm mang dòng điện chỉ quay theo mặt thẳng đứng không có chuyển động quay phụ để đạt được áp suất tiếp điểm cần thiết Giống như các loại dao cách li khác sứ đỡ được đặt trên các bu lông đế sau khi căng dây cho pheúp điều chỉnh chính xác cần tiếp xúc và bù dung sai của sứ đỡ Sứ quay có ổ đứng trên đầu hộp số và truyền lực tác động mà không bị xoắn, hộp số và nửa tay cần tiếp điểm

Các tay cần tiếp điểm chế tạo các linh kiện dao cách li quay hai trụ bằng cấu trúc nhôm hàn, chỉ một vài mối nối sử dụng bu lông Các tiếp điểm quay truyền dòng điện đến hộp nhôm đúc chịu được mọi thời tiết Áp suất tiếp điểm thấp làm cho tiếp điểm ít bị mòn, thiết bị khóa liên động đề phòng tay cần tiếp điểm tách dời khi có dòng ngắn mạch cao và đảm bảo làm việc không sai sót trong các điều kiện bất thường Thanh truyền chéo truyền lực tác động từ cơ cấu thao tác đến hai ổ dưới và quay các sứ quay đến

ổ trục trong hộp số Thanh truyền chéo và các thanh tác động ở hộp số vượt qua điểm chết rất nhanh trước khi đạt đến vị trí mở và khóa tay cần máy dẫn dòng điện ở vị trí này Mỗi tay cần tiếp điểm quay thẳng đứng một góc 900 Ở vị trí mở chúng hướng thẳng đứng lên trên, tạo ra khoảng cách cách điện theo chiều ngang

10.3 CẦU DAO NỐI ĐẤT MỘT TRỤ

Trong các trạm ngoài trời, cầu dao nối đất không những đòi hỏi đặt trực tiếp ở dao cách li mà còn

ở cả các vị trí khác Ví dụ để nối đất cho các phân đoạn thanh góp riêng rẽ

Cầu dao nối đất một trụ dùng cho trường hợp này có thể được sử dụng như bệ đỡ cho thanh góp dạng ống Cầu dao nối đất lắp vào dao cách li hoặc đặt riêng trên một cột có cùng các linh kiện như nhau, chỉ khác biệt là khung là giá đỡ cho tiếp điểm nối đất Khung đế có sứ đỡ cách điện cho cơ cấu thao tác (hình 10-7) được gắn với chi tiết đỡ tiếp điểm và tiếp điểm nối đất Theo yêu cầu khác nhau có hai kiểu dao nối đất: Cầu dao nối đất thẳng đứng dùng cho

điện áp định mức và dòng điện đỉnh thấp

Hình 10-7: Cầu dao nối đất cao áp 420kV

loại một trụ

Cầu dao nối đất quay thẳng dùng cho

điện áp và dòng điện đỉnh cao hơn Sự khác nhau

của hai loại cầu dao này nằm ở chỗ thiết kế cơ cấu

thao tác và do đó dẫn đến chuyển động mà cần

tiếp xúc thực hiện Cần tiếp xúc của cầu dao nối

đất thẳng đứng có khả năng khớp nối trên trục và

chỉ thực hiện chuyển động quay với góc khoảng

900 Ở vị trí đóng, tiếp điểm nối đất nằm giữa các

ngón tiếp xúc và những ngón này ép lò xo lại Cơ

cấu cầu dao nối đất quay thẳng đứng cho phép làm

tăng tính năng, tay tiếp điểm quay trước nhưng

cuối vòng quay chuyển sang đường thẳng vào tiếp

điểm nối đất Lá tiếp điểm trên tay cần tiếp xúc cố

định vào tiếp điểm nối đất tạo nên chỗ nối có thể

chịu dòng điện đỉnh cao

10.4 CƠ CẤU THAO TÁC CỦA DAO CÁCH LI VÀ CẦU DAO NỐI ĐẤT

Cơ cấu thao tác dao cách li và cầu dao nối đất được truyền động bằng động cơ hoặc thao tác bằng tay

Nói chung cơ cấu thao tác được lắp trực tiếp trên khung đế của dao cách li hoặc cầu dao nối đất Tuy vậy, vì dao cách li được lắp cách mặt đất (ví dụ lắp trên cột) nên cần phải có cơ cấu thao tác đạt đến

vị trí đó Bộ phận tác động tác động đòi hỏi có ổ bi và các thanh nối phụ Có thể thao tác bằng tay khẩn cấp với mọi loại cơ cấu thao tác nếu khi nguồn bị sự cố hoặc khi tiến hành điều chỉnh

Cơ cấu thao tác cũng gắn với công tắc báo hiệu vị trí đóng mở, dùng cho các mục đích kiểm tra và khóa liên động Loại truyền dẫn bằng động cơ cũng có công tắc và thiết bị điều khiển Hệ thống điều khiển được bố trí sao cho chỉ cần một xung đóng mở và cơ cấu chấp hành tự động cắt khi đạt đến vị trí cuối Trường hợp thao tác bằng tay khẩn cấp, tiếp điểm an toàn ngắt mạch động cơ sao cho không thể tác động cùng lúc từ buồng điều khiển Các hệ thống truyền động động cơ cũng được trang bị điều khiển tại chỗ và điều khiển từ xa

Để đề phòng thao tác sai, các cơ

cấu của dao cách li và dao nối đất được khóa

liên động lẫn nhau(hệ thống động cơ chạy

điện và hệ thống có thao tác bằng tay) Các

hệ thống thao tác bằng tay và bằng động cơ

có thể được trang bị bằng cuộn dây khóa

hình xuyến, khi điện áp khóa liên động bị

mất tránh được tác động nhầm bằng tay

Thao tác tại chỗ chỉ có thể được tiến hành

nếu có điện áp và các điều kiện khóa liên

động quy định được thỏa mãn Ví dụ: dao

cách li chỉ có thể đóng hoặc mở được nếu

máy ngắt liên quan đến nó mở Cũng có thể

trang bị nhiều loại khóa liên động

Hình 10-8: Bộ truyền động bằng tay của dao cách li

1.Tay nắm; 2.Tay đòn; 3.Thanh kéo gắn với êcu 4 trên quạt 5 và thanh kéo 6;7.Trục

Hệ thống tác động của dao cách li

và cầu dao nối đất có khóa liên động điểm

chết, sao cho vị trí đóng mở không thể thay đổi một cách ngẫu nhiên do các điều kiện sự cố như ngắn mạch có động đất hay gió bão xảy ra

10.5 CẦU DAO CAO ÁP

Cầu dao cao áp là cơ cấu đóng ngắt cơ khí có khả năng đóng/dẫn và cắt dòng điện, kể cả quá tải làm việc quy định ở các điều kiện làm việc bình thường trong lưới điện và cũng có thể dẫn điện ở các điều kiện bất thường đã quy định Ví dụ ngắn mạch trong khoảng thời gian quy định Cầu dao cao áp cũng có thể đóng dòng ngắn mạch nhưng không cắt chúng

Cầu dao cao áp được thiết kế cho cả trạm trong nhà và ngoài trời, theo chức năng đóng ngắt và áp dụng có sự phân biệt giữa :

-Cầu dao thông dụng

-Cầu dao có mục đích đặc biệt

-Cầu dao có mục đích hạn chế

-Cầu dao chuyên dụng

-Cầu dao một bộ tụ điện

-Cầu dao bộ tụ

-Cầu dao kháng điện song song

Khi sử dụng dao cách li -cầu dao mà ở vị trí mở phải thỏa mãn các yêu cầu cách điện quy định cho dao cách li Các cầu dao cao áp hiện nay hiện nay cũng đang được sử dụng cho các trạm

Hình 10-9: Bộ truyền động bằng hệ trục khớp cho dao cách li

1 Tấm đệm gắn trên tường; 2.Tay quay; 3.Khung đỡ; 4 Ống nối; 5.Trục khớp ; 6 Bánh khớp; 7.Trục

10.6 DAO CÁCH LI VÀ CẦU DAO PHỤ TẢI LƯỚI TRUNG ÁP

1 Dao cách li trung áp

Các dao cách li dùng cho thiết bị trung

áp chủ yếu là kiểu tiếp điểm dao (hình

10-8) Cần đặc biệt chú ý đến chuyển động

quay quanh trụ của lưỡi dao khi quyết định

kích thước tủ để đảm bảo khoảng cách

cách điện yêu cầu Tủ đóng ngắt có dao

cách li kiểu tiếp điểm dao đòi hỏi được lắp

sâu hơn so với kiểu trượt Lưỡi dao cách li

khi đặt đứng hoặc treo cần đề phòng

chuyển động tự phát do trọng lượng của

chúng Các dao cách li có điện áp định

mức tới 36 kV thường được thao tác bằng tay Trong các thiết bị điều khiển từ xa, dao cách li được tác động bằng động cơ hoặc khí nén Lắp cầu dao nối đất, kể cả khi các cầu dao có đủ khả năng đóng/cắt mạch Các dao cách li có điện áp nhỏ hơn 36 kV phải thỏa mãn các điều kiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn (như IEC) Nếu thiết kế dao cách li hoặc bất cứ thiết bị cao áp nào tạo nên khoảng cách cách điện nhỏ hơn khoảng cách cách điện tối thiểu quy định cho thiết bị đó (như tiêu chuẩn DIN VDE 0101) thì thiết bị phải được thử nghiệm với dây nối trong vùng có khoảng cách cách điện nhỏ hơn giá trị tối thiểu cho phép Vùng này được gọi là vùng nối thử nghiệm và phải đưa vào chỉ dẫn thao tác cùng với các kích thước chính (hình 10-10)

Hình 10-10: Dao cách li trung áp tiếp điểm dao

2 Dao cách li - cầu dao phụ tải

Dao cách li cầu dao phụ tải được sử dụng ngày càng nhiều trong các trạm đóng ngắt trung áp cũng như việc sử dụng các dao cách li và máy ngắt mạch

Dao cách li cầu dao phụ tải có khả năng đóng ngắt hoàn toàn mạch và có thể điều khiển mọi thao tác đóng mở mạch không sự cố Dao cách li - Cầu dao phụ tải là cầu dao phụ tải mà có khoảng cách

cách điện có thể quan sát được Hình 10-11 là loại cầu dao phụ tải kiểu tiếp điểm dao Dao cách li -Cầu dao phụ tải có thể được tác động bằng một trong hai cách sau:

Hình 10-11 : Dao cách li -cầu dao phụ tải tiếp điểm dao kiểu NAL

a) không có cầu chảy; b) có cầu chảy kèm theo

a) Cơ cấu bật

Cơ cấu lò xo được kéo và nhả nhanh trước khi thực hiện góc đóng mở và lực của nó được sử dụng để làm chuyển động tiếp điểm Quá trình được sử dụng cả khi đóng và khi mở

b) Cơ cấu tích năng lượng

Hệ thống này có một lò xo để đóng và một lò xo để mở Khi thao tác đóng, lò xo mở căng ra và chốt lại Năng lượng tích lũy để thao tác mở được giải phóng bởi chốt từ hoặc cầu chảy cao áp (HRC)