Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điện một chiều (DC) ngày càng phổ biến trong các hệ thống năng lượng tái tạo, lưu trữ năng lượng (ESS) và công nghiệp nặng, việc lựa chọn thiết bị bảo vệ phù hợp là yếu tố then chốt đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả. Một trong những thiết bị quan trọng nhất chính là máy cắt không khí DC (DC ACB).
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về máy cắt không khí DC là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế, trước khi tìm hiểu một số dòng sản phẩm tiêu biểu của LS ELECTRIC trong lĩnh vực này.
1. Máy Cắt Không Khí DC Là Gì?
Máy cắt không khí DC (Direct Current Air Circuit Breaker) là thiết bị bảo vệ điện chuyên dụng, được thiết kế để ngắt mạch dòng điện một chiều khi xảy ra sự cố, điển hình như ngắn mạch, quá tải, chạm đất.
Khác với các thiết bị bảo vệ AC, máy cắt DC phải xử lý đặc tính dòng điện liên tục không có điểm 0, khiến việc dập tắt hồ quang điện DC khó khăn và nguy hiểm hơn. Do đó, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt DC được tối ưu hóa với các công nghệ chuyên biệt nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống và con người.
2. Cấu Tạo Của Máy Cắt Không Khí DC – LS ELECTRIC
Một máy cắt không khí DC tiêu chuẩn bao gồm các thành phần chính sau:
Buồng Dập Hồ Quang (Arc Chute)
- Gồm nhiều lá thép dẫn từ, giúp chia nhỏ hồ quang, kéo dài quãng đường di chuyển và tăng hiệu quả dập tắt.
- Thiết kế nhiều ngăn giúp làm mát nhanh và phân tán năng lượng hồ quang.
Tiếp Điểm Chính & Tiếp Điểm Hồ Quang
- Chịu trách nhiệm đóng/cắt dòng điện trong điều kiện bình thường và khi xảy ra sự cố.
- Sử dụng vật liệu chịu nhiệt, chịu hồ quang mạnh như hợp kim bạc, đồng phủ hợp chất chống cháy xém.
Cơ Cấu Truyền Động
- Bao gồm lò xo, chốt, đòn bẩy hoặc hệ thống mô-tơ điện tử giúp thực hiện thao tác đóng/cắt nhanh, chính xác.
- Đảm bảo ngắt mạch kịp thời ngay khi phát hiện dòng sự cố.
Bộ Cảm Biến & Rơ Le Bảo Vệ
- Cảm biến đo dòng, áp, nhiệt độ liên tục.
- Kết hợp rơ le bảo vệ quá dòng, quá áp, chạm đất, ngắn mạch với độ nhạy cao.
Vỏ Bảo Vệ (Enclosure)
- Chất liệu cách điện tốt, chịu lực, chống bụi, chống ẩm đạt chuẩn IP.
- Bảo vệ các bộ phận bên trong và đảm bảo an toàn cho người vận hành.
3. Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Cắt Không Khí DC – LS ELECTRIC
Nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí DC dựa trên việc dập tắt hồ quang khi dòng điện sự cố chảy qua thiết bị. Cụ thể:
- Khi có sự cố (ngắn mạch, quá tải), dòng điện đột ngột tăng cao sẽ được phát hiện bởi hệ thống cảm biến.
- Tiếp điểm hồ quang tách ra, tạo ra hồ quang điện giữa hai cực.
- Buồng dập hồ quang và từ trường hỗ trợ sẽ kéo dài, chia nhỏ và làm nguội hồ quang.
- Hồ quang bị dập tắt hoàn toàn, mạch điện bị ngắt, bảo vệ an toàn cho thiết bị và con người.
Do dòng điện DC không có điểm “0”, quá trình dập hồ quang đòi hỏi thiết kế đặc biệt, hiệu suất cao hơn nhiều so với AC ACB.
4. Ứng Dụng Thực Tế Của Máy Cắt Không Khí DC – LS ELECTRIC
Máy cắt không khí DC được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực:
- Hệ thống điện mặt trời (PV Farm): Bảo vệ chuỗi tấm pin và inverter.
- Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS): Ngắt mạch bảo vệ pin và bộ chuyển đổi.
- Trạm sạc xe điện (EV Charging Stations): Đảm bảo an toàn khi sạc dòng DC công suất lớn.
- Ngành công nghiệp nặng, khai thác mỏ, đóng tàu: Ứng dụng trong các hệ thống điện DC yêu cầu công suất lớn.
- Hệ thống giao thông điện khí hóa (tàu điện, metro).
- Trung tâm dữ liệu (Data Center), viễn thông.
5. Một Số Dòng Sản Phẩm Máy Cắt Không Khí DC Của LS ELECTRIC
Sau khi đã tìm hiểu về khái niệm và ứng dụng của máy cắt không khí DC, dưới đây là hai dòng sản phẩm tiêu biểu của LS ELECTRIC trong lĩnh vực này, được sử dụng rộng rãi tại các hệ thống điện DC quy mô lớn:
Susol DC ACB
- Điện áp làm việc: Tối đa 1500V DC, dòng điện 3200A.
- Khả năng cắt ngắn mạch (Icu = Ics): Lên tới 60kA tại 1500VDC.
- Khả năng chịu dòng ngắn hạn (Icw): 50kA trong 1 giây.
- Tiêu chuẩn: IEC 60947-2.
- Tích hợp chức năng đo lường chính xác, bảo vệ đa lớp, ghi lại dạng sóng sự cố và tự chẩn đoán tình trạng thiết bị.
- Kích thước và phụ kiện tương thích với dòng Susol ACB truyền thống, giúp dễ dàng thay thế, nâng cấp.
Susol DC Switch-Disconnector
- Điện áp làm việc: Tối đa 1500V DC, dòng điện 4000A.
- Khả năng chịu dòng ngắn hạn (Icw): 100kA trong 1 giây.
- Phân loại sử dụng (DC-23A): Phù hợp với các tải cảm ứng nặng.
- Tiêu chuẩn: IEC 60947-3.
- Sản phẩm thích hợp để cách ly an toàn các mạch DC trong quá trình bảo trì, sửa chữa, đảm bảo vận hành ổn định và an toàn tuyệt đối.
Cả hai dòng sản phẩm đều được thiết kế để đáp ứng nhu cầu bảo vệ hệ thống DC công suất lớn, đảm bảo an toàn – hiệu quả – độ tin cậy cao, phù hợp với xu hướng phát triển các dự án năng lượng tái tạo và hạ tầng hiện đại.
Máy cắt không khí DC là một thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điện một chiều, đặc biệt là các dự án PV, ESS, công nghiệp nặng và giao thông điện khí hóa. Việc hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động giúp doanh nghiệp lựa chọn đúng giải pháp bảo vệ, đảm bảo an toàn và vận hành tối ưu.
Với các dòng sản phẩm như Susol DC ACB và Susol DC Switch-Disconnector, LS ELECTRIC mang đến các giải pháp bảo vệ DC đạt tiêu chuẩn quốc tế, phù hợp với mọi nhu cầu thực tế từ doanh nghiệp và dự án lớn.
LS ELECTRIC Việt Nam hi vọng bài viết trên sẽ cung cấp thông tin cần thiết cho quý khách hàng. Để được tư vấn thêm về sản phẩm APS của LS và nhận báo giá, quý khách vui lòng liên hệ Tại đây:
Hotline: 1800 1234
Email: info@ls-electric.com.vn
