Nguyên Lý Hoạt Động Máy Cắt SF6: Tích Năng và Quy Trình Cắt | Môn Khí cụ điện - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

lOMoAR cPSD| 58728417
NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG MÁY CẮT SF6 https://youtu.be/XjeIKjb4Pkc
TÍCH NĂNG CHO LÒ XO
Lò xo là bộ phận chính trong cơ cấu vận hành của máy cắt SF . Tích năng cho lò
₆ xo nghĩa là nạp năng lượng vào lò xo để khi cần, nó sẽ giải phóng năng lượng
này, tạo lực đóng hoặc ngắt tiếp điểm điện.
Trong quá trình vận chuyển và lắp đặt máy cắt ở trạng thái cắt, lò xo đóng, lò
xo cắt ở trạng thái tự do, máy cắt không thể thao tác được, vị trí các chi
tiết bộ truyền động như (Hình 3.4).
Cam (3.4.3) và tay đòn (3.4.10) ở vị trí điểm chết dưới, tay đòn (3.4.4) và
(3.4.18) ở vị trí cắt (Hình 3.4). lOMoAR cPSD| 58728417
Để tích năng cho lò xo đóng,,,, động cơ tích năng (3.5.1) chạy, giảm tốc qua các
bánh răng (3.5.2) sẽ làm quay trục chính (3.5.4). Lẫy tự do (3.5.3) trên bánh răng
cuối cùng của bộ giảm tốc sẽ móc vào cam của trục chính 3.5.4 và quay nó qua
điểm chết trên kéo thanh nối và tích năng cho lò xo đóng.
Sau đó trục chính (3.5.4) quay nhanh hơn đến vị trí của lẫy đóng (3.6.4), một phần là
do tác động của lò xo đóng dãn ra hơn là tác động của lẫy tự do.
Tại cuối quá trình tích năng trước khi cam (3.6.2) dừng lại ở vị trí 100 quá về phía bên
kia của điểm chết trên do tác động của con lăn (3.6.5) và chốt đóng (3.6.4) (Hình 3.6).
Cam (3.4.25) cố định trên hộp chứa bộ truyền động giải phóng lẫy tự do (3.7.2) khỏi
trục chính (3.7.3) ( Hình 3.7), trục chính và bánh răng (3.7.1) được tách ra, động cơ
cắt ra tại điểm quá điểm chết trên 100.
Lò xo đóng được tích năng và bộ truyền động sẵn sàng cho quá trình đóng
QUÁ TRÌNH ĐÓNG
- Nam châm điện đóng tác động làm giải phóng tay đòn và lẫy đóng.
- Dưới tác động của lực lò xo đóng làm trục chính (3.9.7) quay ( Hình 3.9). Con
lăn (3.9.3) của tay đòn (3.9.2) chuyển động trên bề mặt cam (3.9.1) và truyền
lực qua tay đòn (3.9.2) tới trục quay (3.9.8), tay đòn (3.9.8), tay đòn này được
gắn cố định vào trục quay (3.9.8) thông qua thanh kéo bộ truyền động lOMoAR cPSD| 58728417
(3.9.11), thanh kéo (3.3.3), thanh cách điện (3.3.5) đi đóng tiếp điểm của máy cắt.
- Tại cùng thời điểm này lò xo cắt được tích năng nhờ tay đòn (3.9.9), thanh nối
(3.9.10). Lẫy cắt (3.9.4) chuyển động dọc theo con lăn của lẫy (3.9.5) (Hình 3.9) và
đến cuối hành trình của tay đòn (3.9.2) lẫy cắt (3.9.4) rơi vào đằng sau con lăn của lẫy (3.10.5) ( Hình 3.10).
- Khi tay đòn (3.11.2) rời cam (3.11.6) nó lùi lại một ít theo hướng cắt cho đến khi
lẫy cắt (3.11.3) nằm ở vị trí trên con lăn của lẫy (3.11.4) như (Hình 3.11), bây
giờ máy cắt bị khoá lại ở trạng thái đóng.
- Tại cuối quá trình đóng, động cơ tích năng được đóng. Hành trình tích năng
cho lò xo đóng được lặp lại tương tự như phân tích năng cho lò xo đóng.
Sau đó trục chính cùng với lò xo đóng bị hãm ở điểm chết trên 100 (Hình 3.12)
Lò xo đóng và lò xo cắt đã được tích năng, máy cắt sẵn sàng để thực hiện chu
trình thao tác đóng - cắt - đóng.
Hình 3.9. Máy cắt đang đóng 3.9.1 Cam 3.9.2 Tay đòn 3.9.3 Con lăn 3.9.4 Lẫy cắt 3.9.5 Tay đòn 3.9.6 Lò xo cắt 3.9.7 Trục chính 3.9.8 Trục thao tác 3.9.9 Tay đòn 3.9.10 Thanh nối 3.9.11 Thanh nối bộ truyền động
Hình 3.10.Hành trình vượt quá của tay đòn với con lăn. 3.10.1 Cam 3.10.2 Tay đòn 3.10.3 Con lăn 3.10.4 Lẫy cắt 3.10.5 Tay đòn 3.10.6 Lẫy chặn 3.10.7 Giảm chấn động 3.10.8 Con lăn
Hình 3.11. Lẫy ở vị trí đóng 3.11.1 Đĩa cam 3.11.2 Tay đòn 3.11.3 Lẫy cắt 3.11.4 Chốt đỡ 3.11.5 Cam 3.11.6 Con lăn Hình 3.12. Máycắt đóng, lò xo đóng đã tích năng. 3.12.1 Lò xo đóng 3.12.2 Trục chính lOMoAR cPSD| 58728417 lOMoAR cPSD| 58728417 3.12.3 Giảm chấn cắt 3.12.4 Lẫy đóng 3.12.5 Tay đòn 3.12.6 Liên động cơ khí
QUÁ TRÌNH CẮT
Cuộn cắt (3.13.2) tác động làm giải phóng lẫy cắt (3.13.5)-(3.13.4)-(3.13.3) dưới
tác dụng của lò xo cắt (3.13.6) kéo tay đòn (3.13.8) và tay đòn (3.13.1) chuyển
động đẩy thanh nối (3.13.10) và (3.13.5) mở tiếp điểm của máy cắt (Hình 3.13).
Lò xo máy cắt sẵn sàng cho việc đóng lại ngay
CÁCH LỰA CHỌN MÁY CẮT SF6
Việc lựa chọn máy cắt khí SF₆ trong công nghiệp cần căn cứ vào nhiều thông số
kỹ thuật quan trọng, nhằm đảm bảo an toàn, độ tin cậy và phù hợp với hệ thống điện
1. Điện áp định mức (Uđm)Chọn U ≥ Uđm của hệ thống.
Ví dụ: hệ thống 110 kV thì chọn máy cắt có điện áp định mức ≥ 110kv (đã cộng
dự phòng theo tiêu chuẩn).
2. Dòng điện định mức (Iđm)
Chọn I ≥ Imax của hệ thống, cộng thêm dự phòng (10–20%).
Ví dụ: nếu dòng tải lớn nhất là 1250A thì chọn máy cắt 1600A
3. Dòng cắt ngắn mạch (Icu)
Dựa trên dòng ngắn mạch tại điểm lắp máy cắt (tra trong thiết kế hệ thống).
Ví dụ: nếu dòng ngắn mạch tại điểm đặt máy cắt là 25kA → chọn máy cắt có
Icu ≥ 25kA, có thể là 32kA hoặc 42kA để tăng độ an toàn.
II. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN BUỒNG DẬP HỒ QUANG. lOMoAR cPSD| 58728417
Chọn áp suất khí SF6 trong buồng dập hồ quang ở trạng thái ổn định khi đóng hoặc
mở hoàn toàn là: Pod = 3at.
Áp suất khí SF6 nén khi đóng cắt là: Pn = 6at. Đường kính pittong (5.1.7) lấy
bằng đường kính ngoài xy lanh nhiệt (5.1.5): D = 156 (mm) Mỗi lần đóng
cắt tiếp điểm chuyển động một khoảng là: H = L + S2 Trong đó:
L – Quãng đường tiếp điểm động hồ quang chưa thoát khỏi sự tiếp xúc với tiếp điểm
tĩnh hồ quang. Chọn là: L = 80 (mm)
S2 - Khoảng cách giữa các tiếp điểm hồ quang khi mở hoàn toàn.
S2 = 140 (mm). H = 80 + 140 = 220 (mm).
Độ thay đổi thể tích khi cắt chính bằng phần thể tích nằm trong xylanh giữa pittong
(5.1.7) và nhóm van (5.1.8) khi máy cắt đóng hoàn toàn.
DeltaV = 3.14.(D2−d2).H/4 Trong đó:
D - đường kính pittong. Chọn bằng đường kính ngoài xy lanh nhịêt: D = 156 (mm).
d - đường kính ngoài thanh kéo d = 35(mm). 
DeltaV = 3,14.(1562−352).220/4 = 3,99.106(mm3) ≈ 4.106(mm3)
Chọn đường kính ngoài ống thổi dập hồ quang phụ là: d = 45 mm. Chọn
thể tích xy lanh nhiệt là: V’ = 2.106(mm3) lOMoAR cPSD| 58728417
Vậy chiều cao xy lanh nhiệt: 
Trong đó: H - chiều cao buồng xy lanh nhiệt.
D - đường kính trong xy lanh nhiệt.
d - đường kính ngoài ống thổi dập hồ quang phụ (ống thổi ôm thanh dẫn động). 
Điện áp trên thân hồ quang, theo công thức 4-7[2]: Uhq = lhq.Et.h (kV) Trong
đó: Et.h  0,15 kV/cm gradien điện áp trung bình trên thân hồ quang. lhq [cm]
- chiều dài đoạn thân hồ quang nằm giữa tiếp điểm và
mặt cắt ngoài của ống thổi. Để tính điện áp lớn nhất có thể trên thân hồ quang lấy gần
đúng chiều dài hồ quang lhq bằng khoảng cách giữa các tiếp điểm hồ quang khi mở hoàn toàn:
lhq = 140 (mm) = 14 (cm).  Uhq = 14.0,15 = 2,1 ( kV)
Công suất lớn nhất của hồ quang: N0m = Uhq.Im =2,1.(√2) .600=1782(kW)
Kinh nghiệm cho thấy rằng với tần số cho trước để đảm bảo dập tắt hồ quang chắc
chắn tại thời điểm dòng điện đạt giá trị biên độ tốc độ v1 không nhỏ hơn giá trị
giới hạn. Ở tần số 50Hz giá trị giới hạn dưới của tốc độ v1=8÷10m/s. Chọn
giới hạn dưới của tốc độ v1min = 8m/s, từ công thức 4-16[2]:
Ta tìm được tiết diện nhỏ nhất của ống: 
Trong đó: Fmin [cm2] - tiết diện nhỏ nhất của ống.
v1 [m/s] - Tốc độ ở cửa miệng ống.
N0 [Kw] - Công suất hồ quang. P0 [at] - Áp suất khí.
Trong đó: D - đường kính nhỏ nhất của miệng ống thổi dập hồ quang. )
Vậy đường kính nhỏ nhất cho phép của miệng ống thổi hồ quang là 18,8 (mm)
nhỏ hơn đường kính thanh dẫn tĩnh gắn liền với tiếp điểm tĩnh hồ quang. Chọn
miệng ống thổi dập hồ quang chính (5.1.2) và ống thổi dập hồ quang phụ ôm sát thanh
dẫn tĩnh (5.1.1). Vì vậy chọn đường kính miệng ống thổi là: D = 26 (mm). lOMoAR cPSD| 58728417
Chọn chiều cao miệng ống thổi chính (theo hướng chuyển động của tiếp điểm) Hotc= 10 (mm) = 1 (cm).
Miệng ống thổi chính cao hơn miệng ống thổi phụ (theo chiều chuyển động của tiếp
điểm) chọn là: Lcp = 15 (mm) = 1,5 (cm).
Chọn chiều cao miệng ống thổi phụ (theo hướng chuyển động của tiếp điểm) là: Hotp = 5 (mm) = 0,5 (cm).
Miệng ống thổi phụ cao hơn tiếp điểm động hồ quang là: Lpt = 5 (mm) = 0,5 (cm).
Chọn đường kính trong ống thổi dập hồ quang chính là: D = 65 (mm).
thì sau đây, về phần các hãng sản xuất và thông số định mức,
em sẽ mời bạn Quyền