VCB là gì? Tổng hợp về máy cắt chân không VCB

Chu Văn An

Cầu dao chân không VCB đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, giúp bảo vệ, cách ly mạch điện khi có sự cố. Nguyên lý làm việc của VCB dựa trên môi trường chân không và mang lại hiệu suất cao, tuổi thọ bền bỉ và khả năng chuyển mạch an toàn. Trong bài viết tiếp theo, chúng ta hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu chi tiết hơn về thiết bị chuyển mạch đặc biệt này cùng KTH ELECTRIC nhé!

Máy cắt chân không VCB là gì?

Máy cắt chân không (VCB) Nó là một thiết bị điện được sử dụng đặc biệt để đóng và mở mạch điện trong hệ thống điện trung thế.

Dòng máy cắt trung thế này có thể hoạt động hiệu quả ở cấp điện áp từ 1kV đến trên 40kV, đáp ứng yêu cầu vận hành với dòng điện từ 100A đến trên 4000A. Đặc biệt, VCB có khả năng xử lý dòng điện sự cố trong khoảng 6kA đến 63kA, giúp bảo vệ an toàn cho hệ thống điện. Với những đặc tính vượt trội trên, máy cắt chân không ngày càng được sử dụng nhiều trong các khu công nghiệp, trạm biến áp và hệ thống phân phối.

Cấu tạo máy cắt chân không VCB

Do có cấu trúc tối ưu nên máy cắt chân không VCB có độ bền cao, có thể ngắt mạch hàng chục nghìn lần mà không cần bảo trì thường xuyên.

VCB có thiết kế hiện đại và bao gồm các bộ phận chính sau:

• Vòng dẫn điện: Mạch dẫn điện trong máy cắt chân không VCB bao gồm các tiếp điểm chuyển động và cố định, giúp dẫn dòng điện khi thiết bị ở trạng thái đóng. Khi đóng mạch, các tiếp điểm tách ra, tạo thành hồ quang. Do môi trường chân không nên hồ quang sẽ được dập tắt nhanh chóng, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
• Buồng dập hồ quang: Buồng dập hồ quang là bộ phận quan trọng có tác dụng ngăn chặn và loại bỏ hồ quang trong quá trình chuyển mạch. Trong môi trường chân không, các hạt ion bị phân hủy nhanh chóng, giúp dập tắt hồ quang trong thời gian ngắn. Điều này làm tăng độ bền của dụng cụ và giảm thiểu tổn thất điện năng.
• Cơ chế truyền dẫn: Cơ cấu truyền động của VCB gồm có lò xo hoặc nam châm điện, có nhiệm vụ điều khiển việc đóng hoặc mở các tiếp điểm. Khi có tín hiệu điều khiển, cơ chế này tác động lên các tiếp điểm giúp máy cắt thực hiện quá trình chuyển mạch nhanh chóng và ổn định, đảm bảo hiệu suất làm việc tối ưu.
• Cấu trúc thành phần dẫn điện: Phần dẫn điện của VCB được thiết kế bằng vật liệu có độ dẫn điện cao như đồng hoặc hợp kim bạc. Cấu trúc này giúp giảm điện trở tiếp xúc và tối ưu hóa quá trình dẫn dòng điện. Các bộ phận này được cách điện an toàn giúp tăng cường khả năng cách ly và đảm bảo hoạt động an toàn.

Ưu điểm và chức năng của máy cắt chân không

Hiện nay, VCB được đánh giá cao nhờ những ưu điểm sau và được sử dụng ngày càng nhiều trong các hệ thống điện:

• Khả năng chuyển mạch nhanh và an toàn với thời gian đáp ứng ngắn.
• Độ bền cao, tuổi thọ của VCB có thể đạt 30.000-50.000 lần chuyển mạch.
• Không sử dụng khí SF6, thân thiện với môi trường.
• Vì không có bộ phận cơ khí phức tạp nên việc bảo trì dễ dàng và ít hư hỏng hơn.
• Đặc tính cách điện tốt, giảm thiểu nguy cơ cháy nổ.

Máy cắt chân không VCB có khả năng chuyển mạch nhanh, hiệu quả và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường, giúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Các tính năng chính của thiết bị bao gồm:

• Thiết bị này giúp bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố ngắn mạch, quá tải.
• Đảm bảo thiết bị bên tải luôn được an toàn để tránh xảy ra tai nạn.
• Cô lập các mạch điện khi cần bảo trì và bảo trì.
• Giúp hệ thống điện vận hành ổn định, giảm thiểu tổn thất do sự cố điện lực gây ra.

Nguyên lý hoạt động của cầu dao VCB

Nguyên lý làm việc của máy cắt chân không dựa trên ba giai đoạn chính sau:

• Nguyên lý tạo chân không: Buồng dập hồ quang được thiết kế trong môi trường chân không hoàn toàn giúp hạn chế phóng điện và duy trì khả năng cách nhiệt tốt.
• Ngắt: Khi có lệnh ngắt, bộ chấp hành sẽ tác động lên tiếp điểm chính khiến 2 tiếp điểm tách rời nhau.
• Dập tắt và cách ly hồ quang: Khi các tiếp điểm được tách ra, dòng điện sẽ tạo ra hồ quang, nhưng vì không có ion trong môi trường chân không để duy trì quá trình đốt cháy hồ quang nên hồ quang nhanh chóng bị dập tắt.

Cách phân loại máy cắt chân không

Máy cắt chân không VCB có thể được phân loại theo một số tiêu chí khác nhau, bao gồm:

Theo điện áp định mức

• Máy cắt chân không trung thế: Loại máy này được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện có cấp điện áp từ 1kV đến 40kV.
• Máy cắt chân không cao áp: được thiết kế để sử dụng trong hệ thống điện có điện áp lớn hơn 40kV.

Theo dòng điện định mức

• Máy cắt chân không định mức dòng điện thấp: Loại máy này phù hợp cho các ứng dụng có dòng điện thấp như mạch điều khiển hoặc thiết bị gia dụng.
• Bộ ngắt mạch chân không dòng điện định mức cao: được sử dụng trong các tình huống dòng điện cao. Ví dụ, trong ngành công nghiệp nặng, nơi cần xử lý dòng điện lớn và ổn định.

Theo cấu trúc

• Máy cắt chân không cố định: Được lắp đặt cố định trong tủ điện hoặc trạm biến áp, loại máy này thường được sử dụng trong các hệ thống điện cố định.
• Cầu dao chân không dạng rút: Có thể rút ra khỏi tủ điện để bảo trì hoặc thay thế, giúp việc bảo trì, thay thế trở nên dễ dàng, thuận tiện hơn.

Xem thêm: Recloser là gì? Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Ứng dụng của máy cắt chân không VCB

Ngày nay, máy cắt chân không VCB được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện dân dụng và công nghiệp như:

• trạm biến áp: VCB đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thiết bị trạm biến áp, giúp ngăn ngừa sự cố chập điện và duy trì sự ổn định của hệ thống điện.
• nhà máy điện: Được tích hợp vào hệ thống bảo vệ của máy phát điện, máy biến áp và thiết bị phân phối nhằm giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do quá tải hoặc đoản mạch.
• vận tải điện: Trong hệ thống tàu hỏa, VCB giúp bảo vệ các thiết bị điện trên tàu và đảm bảo hệ thống cấp điện tiếp tục vận hành an toàn.
• dự án xây dựng: Được lắp đặt trong các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, khu công nghiệp nhằm kiểm soát các sự cố về điện và hạn chế nguy cơ cháy nổ do chập điện.
• Công nghiệp nặng: VCB được sử dụng trong luyện kim, sản xuất dầu khí, năng lượng tái tạo và các lĩnh vực khác để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện công suất lớn.

Cầu dao VCB so với ACB và SF6

Có thể thấy qua bảng so sánh trên, máy cắt không khí VCB có ưu điểm vượt trội về độ bền và bảo vệ môi trường so với máy cắt không khí ACB và máy cắt không khí SF6.

Thương hiệu máy cắt chân không chất lượng cao

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều thương hiệu nổi tiếng sản xuất dao VCB, trong đó có:

• Schneider Electric: Máy cắt chân không Schneider Electric nổi bật với dòng HVX với các tính năng an toàn cao, cấu hình vận hành từ xa và khả năng khóa liên động mạnh mẽ. Chủ yếu được sử dụng trong dầu khí, đóng tàu, sản xuất điện và các lĩnh vực công nghiệp khác…
• Mitsubishi Electric: Máy cắt chân không Mitsubishi Electric có xuất xứ từ Nhật Bản, có dòng định mức lên tới 1600A và dòng cắt ngắn mạch lên tới 85kA. Được sử dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng và công nghiệp, tòa nhà, chung cư,…

• ABB: Dòng VD4 của ABB sử dụng công nghệ chân không tiên tiến giúp dập hồ quang hiệu quả. Thiết kế mô-đun của dòng VCB có thể dễ dàng tùy chỉnh và mở rộng để phù hợp với các mạch phân phối chính có dòng điện ngắt lên đến 46 kV, 4000 A và 63 kA.
• LS Electric: Máy cắt chân không LS đến từ Hàn Quốc có giá thành hợp lý, tuân thủ tiêu chuẩn IEC 62271-100 và có nhiều dòng sản phẩm khác nhau như Metasol – dành cho dự án xây dựng, Susol – dành cho dự án dòng tải lớn.
• Huyndai: Huyndai là thương hiệu đến từ Hàn Quốc nổi tiếng với kiểu dáng hiện đại, nhỏ gọn. Sản phẩm này có khả năng cắt dòng điện ngắn mạch lên đến 150kA, có dòng điện định mức 4000A và có thiết kế 4 cực. Nó phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng và hệ thống điện yêu cầu bảo vệ cao.

Cầu dao VCB có độ bền cao, khả năng chuyển mạch nhanh và thân thiện với môi trường, trở thành giải pháp lý tưởng cho các hệ thống điện lưới ngày nay. Tìm hiểu thêm về các loại cầu dao, cầu dao khác tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-cb/.