- MCĐ đặt trong nhà: Uđm < 35kV.
- MCĐ đặt ngoài trời: Uđm ≥ 35kV.
4.3.2. Theo thời gian cắt
- MCĐ tác động nhanh: tc ≤ 0,08s - MCĐ tác động chậm: tc ≥ 0,15s
- MCĐ tác động được tăng nhanh: 0,08s ≤ tc ≤ 0,15s (ở cuối giai đoạn của hành trình cắt sẽ được gia tốc).
4.3.3. Theo phương pháp thao tác
- MCĐ hợp bộ (trọn bộ): MCĐ và DCL cùng các phụ kiện khác được lắp đặt trọn bộ trong tủ và thường được dùng cùng với các thiết bị điện phân phối ở trong nhà.
- MCĐ thường (không hợp bộ): MCĐ và DCL được chế tạo và lắp đặt riêng rẽ, thao tác riêng rẽ, thường được lắp ở ngoài trời. DCL thường có liên động với DNĐ.
4.3.4. Theo phương pháp dập hồ quang 4.3.4.1. Máy cắt điện nhiều dầu
MC dầu là loại MC thông dụng trước đây, thuộc thế hệ đầu tiên, được sử dụng rộng rãi cho đến những năm 1930 và một số ít nước sử dụng đến năm 1960.
Trong MC điện nhiều dầu thì dầu vừa làm nhiệm vụ cách điện vừa làm nhiệm vụ dập hồ quang. Lượng dầu được đổ chiếm khoảng (75 – 80)% thể tích thùng dầu.
Nét đặc trưng của MC nhiều dầu là tối thiểu có 2 chỗ cắt. Với buồng dập hồ quang thì khả năng cắt của MC đã tăng đáng kể. Khi cắt, năng lượng của hồ quang điện nung nóng lớp dầu lân cận làm cho dầu bị phân tách thành khí có áp suất cao thổi vào hồ quang, dẫn đến hồ quang nhanh chóng bị dập tắt. Lượng khí chủ yếu sinh ra là khí Hydro, loại khí có khả năng dập hồ quang tốt do dẫn nhiệt và cách điện tốt.
Độ dẫn nhiệt của Hydro lớn gấp 17 lần không khí và khả năng chịu hồ quang cao gấp 13,5 lần không khí. Các đặc tính này được gọi là hiệu ứng Hydro. Như vậy hiệu quả dập hồ quang của MC dầu phụ thuộc vào dòng điện.
Tổng thời gian cắt của loại máy cắt này cỡ (0,15 – 0,2) giây. Nhược điểm chính của máy cắt dầu là kích thước, khối lượng lớn, cần phải làm sạch dầu, bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp. Mặt khác do có nhiều dầu nên khi cắt, lượng khí sinh ra do hồ quang nung nóng lớn, dẫn đến khí thoát ra ngoài mang theo cả dầu. Với lượng dầu lớn như vậy rất dễ gây cháy, nổ. Ngày nay loại máy cắt này không còn được sản xuất nữa.
4.3.4.2. Máy cắt điện ít dầu
Loại này ra đời sau máy cắt điện nhiều dầu, với mục đích giảm kích thước và trọng lượng, cách điện dầu được thay bằng cách điện rắn, còn dầu chỉ làm nhiệm vụ dập hồ quang. Ưu điểm là chính là kích thước nhỏ gọn, khối lượng dầu không đáng kể so với máy cắt điện nhiều dầu nhưng nhược điểm lại công suất cắt bé hơn. Mặt khác vì lượng dầu ít nên dầu mau bẩn, chất lượng giảm nhanh, hay phải thay dầu. Ở máy cắt ít dầu không có thiết bị hâm nóng dầu, vì vậy không thể lắp đặt ở nơi có nhiệt độ thấp.
Ngày nay loại máy cắt này cũng không được sản xuất nữa.
4.3.4.3. Máy cắt điện không khí
Không khí khô, sạch được nén với áp suất cao từ (20 – 40)at dùng để thổi hồ quang và để thao tác máy cắt. Vì vậy máy cắt loại này được gọi là máy cắt không khí hay máy cắt khí nén. Cách điện và buồng dập hồ quang ở đây là cách điện rắn hoặc sứ. Buồn dập hồ quang có 2 loại: Loại thổi ngang và loại thổi dọc. Loại thổi ngang có hiệu ứng dập hồ quang tốt hơn loại thổi dọc nhưng kích thước lớn. Nó
thường được dùng cho các máy cắt đầu cực máy phát với điện áp đến 20kV, dòng định mức lên tới hàng chục ngàn ampe. Ở máy cắt không khí, tốc độ thổi không phụ thuộc vào dòng điện mà chỉ phụ thuộc vào áp suất của không khí nén, nếu lỗ thổi đủ lớn và khoảng cách giữa 2 tiếp điểm có trị số tối ưu thì dòng điện cắt dạt trị số lớn nhất. Cần lưu ý rằng nếu lỗ thổi lớn, áp suất khí cao thì lượng không khí nén cần cho 1 lần cắt là đáng kể.
Ưu điểm chính của máy cắt không khí là khả năng cắt lớn, có thể đạt đến dòng cắt tới 100kA, thời gian cắt bé nên tiếp điểm có tuổi thọ cao. Mặt khác loại máy cắt này không sợ nổ như máy cắt dầu.
Nhược điểm chính của loại máy cắt này là có thiết bị khí nén đi kèm vì vậy chỉ nên dùng cho những trạm có số lượng máy cắt lớn. Tuy nhiên hiện nay thì loại máy cắt này hầu như cũng không được chế tạo nữa bởi nó không thể cạnh tranh được với loại máy cắt chân không và máy cắt SF6.
4.3.4.4. Máy cắt chân không
Ở máy cắt chân không, áp suất trong buồng dập rất thấp, dưới 10-4 Pa (hoặc 10-9 bar), do đó mật độ không khí rất thấp. Độ bền điện trong môi trường chân không khá cao nên hồ quang dễ bị dập tắt và khó có điều kiện cháy lập lại sau khi dòng điện đi qua trị số 0. Ở áp suất 10-4 Pa, độ bền điện đạt tới 100kV/mm. Vì vậy với điện áp cấp trung áp (đến 35kV), độ mở của tiếp điểm của buồng cắt chân không khoảng (6 – 25)mm.
Ưu điểm chính của máy cắt chân không là kích thước nhỏ, gọn, không gây ra cháy, nổ, tuổi thọ cao khí cắt dòng định mức (đến 10000 đóng cắt), gần như không cần bảo dưỡng định kỳ, vì vậy loại máy cắt này được dùng khá rộng rãi ở lưới điện trung áp với dòng điện định mức lên đến 3000A, chủ yếu dùng lắp đặt trong nhà.
Dòng điện cắt đến 50kA, thời gian cháy của hồ quang chỉ khoảng 15ms.
4.3.4.5. Máy cắt khí SF6
Để tăng hiệu ứng dập hồ quang trong môi trường khí và giảm kích thước cách điện, người ta sử dụng khí SF6. Loại khí này có những đặc điểm sau:
- Ở áp suất bình thường, độ bền điện của khí SF6 gấp 2,5 lần so với không khí, còn khi áp suất tới 2at thì độ bền điện của khí này tương đương với dầu máy biến áp.
- Hệ số truyền nhiệt của khí SF6 cao gấp 4 lần so với không khí, vì vậy có thể tăng mật độ dòng điện trong mạch vòng dẫn điện, giảm khối lượng đồng.
Hình 4-1: Máy cắt chân không
- Khả năng dập hồ quang của buồng dập kiểu thổi dọc khí khí SF6 lớn gấp 5 lần so với không khí, vì vậy giảm được thời gian cháy của hồ quang, tăng khả năng cắt và tăng tuổi thọ của tiếp điểm.
- Khí SF6 là loại khí trơ, không phản ứng với oxy, hydro, ít bị phân tích thành các khí thành phần khác.
- Ký hiệu: SF6 – Lưu huỳnh đốt trong Flo thu được hợp chất khí có cấu tạo phân tử gồm 6 cặp liên kết cộng hóa trị.
- Khi mở MCĐ SF6 ra để bảo dưỡng thì phải có trang bị phòng độc đầy đủ (sau 12 năm vận hành mới bảo dưỡng lần đầu).
Nhược điểm chính của loại khí này là nhiệt độ hóa lỏng thấp. Ở áp suất cỡ 13at thì nhiệt độ hóa lỏng của nó là 00C, còn ở áp suất 3,5at là -40oC. Vì vậy loại máy cắt này chỉ dùng ở những nơi áp suất không cao để tránh phải dùng thiết bị hâm nóng.
Mặt khác khí này chỉ có chất lượng tốt khi không bị lẫn tạp chất.
Trong máy cắt SF6, có 2 biện pháp thổi hồ quang được áp dụng là: thổi từ và tự thổi kiểu khí nén (dùng xilanh, pittong), trong đó nguyên lý tự thổi dùng pittong – xilanh được sử dụng rộng rãi hơn và hiệu quả hơn. Do vậy những đời máy cắt SF6
được sản xuất trong những năm gần đây, hầu hết đều áp dụng nguyên lý tự thổi.
Máy cắt SF6 được chế tạo cho mọi cấp điện áp, từ 3kV đến 800kV bởi tính năng ưu việt của nó: khả năng cắt lớn, kích thước nhỏ gọn, độ an toàn và tin cậy cao, tuổi thọ cao, chi phí bảo dưỡng thấp.
Hình 4-2: Máy cắt khí SF6