Bộ ngắt mạch chân không loại rút ra hoạt động như thế nào để cải thiện công tác bảo trì

Các ưu điểm cốt lõi trong thiết kế máy cắt chân không loại rút ra được nhằm hỗ trợ bảo trì

Kết cấu mô-đun và dạng rút ra cho phép thay thế nóng mà không cần cắt nguồn cấp điện của tủ

Một bộ ngắt mạch chân không loại rút ra được (VCB) được trang bị khung gầm dẫn hướng bằng ray, cho phép kéo toàn bộ thiết bị ra ngoài tủ đóng cắt đang có điện ngay cả khi các thanh cái vẫn còn mang điện. Toàn bộ hệ thống được thiết kế dựa trên nguyên tắc mô-đun, nhờ đó kỹ thuật viên có thể thay thế các đơn vị hỏng trong vòng chưa đến nửa giờ mà không cần cắt nguồn điện ở đầu vào. Đối với những nơi mà mỗi giây đều quan trọng như trung tâm dữ liệu và bệnh viện, tính năng này đặc biệt có ý nghĩa, bởi các nghiên cứu của Viện Ponemon năm 2023 chỉ ra rằng chi phí gián đoạn hoạt động tại những cơ sở này vượt quá 740.000 đô la Mỹ mỗi giờ. Khi vận hành cần bảo trì các bộ ngắt mạch này, họ chỉ cần mở khóa trước, kéo thiết bị ra vị trí thử nghiệm (test position), ngắt kết nối các điều khiển thứ cấp, sau đó rút toàn bộ thiết bị ra hoàn toàn — trong khi tất cả các thành phần khác vẫn vận hành bình thường ở chế độ nền.

Tuổi thọ dài của bộ dập hồ quang chân không giúp giảm tần suất kiểm tra định kỳ lên đến 60%

Công nghệ bộ ngắt chân không hoạt động bên trong các buồng kín hoàn toàn, nhờ đó những thiết bị này có khả năng chống chịu tốt trước các vấn đề như oxy hóa, bị ẩm do hơi nước xâm nhập và các tạp chất khí quyển khác — vốn thường gây ra sự cố cho các bộ ngắt cũ sử dụng khí SF6 hoặc dầu mà chúng ta từng dùng trước đây. Nhờ lớp bảo vệ này, các tiếp điểm ít bị suy giảm theo thời gian hơn, nên nhân viên bảo trì thực tế có thể giãn khoảng thời gian kiểm tra từ một lần mỗi năm lên một lần mỗi ba năm. Một số công ty điện lực lớn đã chia sẻ những câu chuyện về việc cắt giảm gần hai phần ba số lần kiểm tra kể từ khi chuyển sang sử dụng bộ ngắt mạch chân không. Điều này tương đương với việc tiết kiệm khoảng 200 giờ công mỗi năm tại từng trạm biến áp, đồng thời vẫn đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu về độ tin cậy được quy định trong tiêu chuẩn IEEE C37.09 và IEC 62271-100.

Các khóa cơ học tích hợp ngăn ngừa sai sót của con người trong quá trình rút ra và đẩy lại thiết bị

Ba khóa cơ học độc lập, hoàn toàn cơ khí loại bỏ sự phụ thuộc vào các biện pháp kiểm soát theo quy trình hoặc phán đoán của người vận hành:

• A khóa kéo ra ngăn chặn vật lý việc di chuyển khi các tiếp điểm chính đang đóng;
• A hệ thống cửa chớp tự động che phủ thanh cái có điện khi rút thiết bị ra;
• Cảm biến vị trí chính xác dừng việc đưa lại vào nếu độ lệch căn chỉnh vượt quá 1 mm. Cùng nhau, những biện pháp an toàn này đảm bảo ngăn ngừa hiện tượng phóng hồ quang trong quá trình bảo trì và tuân thủ các yêu cầu về an toàn điện theo tiêu chuẩn NFPA 70E — cung cấp khả năng bảo vệ vốn có, không phụ thuộc vào mức độ nhất quán trong đào tạo hay việc tuân thủ danh sách kiểm tra.

Tiết kiệm thời gian và nhân công bảo trì có thể đo lường được

Nghiên cứu điển hình: Trạm biến áp trung tâm dữ liệu giảm thời gian khôi phục trung bình (MTTR) từ 4,2 giờ xuống còn 0,9 giờ nhờ sử dụng bộ ngắt mạch chân không loại rút ra được

Sau khi chuyển sang sử dụng các bộ ngắt mạch chân không loại có thể tháo rời, trạm biến áp của trung tâm dữ liệu cấp III đã giảm thời gian trung bình để sửa chữa (MTTR) gần 80%. Công việc trước đây mất 4,2 giờ đối với kỹ thuật viên nay chỉ còn chưa đầy một giờ cho mỗi lần thay thế. Việc tiết kiệm thời gian đáng kể này bắt nguồn từ việc loại bỏ các bước như tắt toàn bộ tủ điện, tháo rời các thành phần phức tạp, kiểm tra giới hạn nguy cơ phóng hồ quang và phối hợp đồng thời nhiều đội kỹ thuật. Trong suốt 16 chu kỳ bảo trì mỗi năm, tổng cộng đã tiết kiệm được 52 giờ và ngăn ngừa tổn thất khoảng 350.000 USD chi phí vận hành do ngừng hoạt động — tính trên cơ sở chi phí ngừng hoạt động trung bình khoảng 15.000 USD/giờ. Kết luận cuối cùng? Chi phí nhân công cũng giảm gần một nửa cho mỗi chu kỳ bảo trì. Và đừng quên những lỗi lắp đặt phiền toái — giải pháp cắm vào là chạy (plug and play) giúp giảm đáng kể các vấn đề phải làm lại, bởi các nghiên cứu cho thấy việc lắp đặt sai chiếm khoảng 23% tổng số chậm trễ trong bảo trì điện, theo báo cáo Đánh giá An toàn Điện năm ngoái. Hơn nữa, tất cả những lợi ích này đều đạt được mà không ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn an toàn; mọi thiết bị vẫn đáp ứng đầy đủ yêu cầu của tiêu chuẩn NFPA 70E.

Nâng cao an toàn điện trong các hoạt động bảo trì

Các chỉ báo ngắt mạch trực quan cung cấp xác nhận cách ly rõ ràng—loại bỏ sự mơ hồ trong quy trình khóa và gắn thẻ (Lockout/Tagout)

Vấn đề với việc bảo trì điện áp cao luôn nằm ở chỗ xác định chắc chắn thiết bị đã được cách ly đúng cách hay chưa. Các chỉ báo ngắt trực quan giải quyết trực tiếp vấn đề này. Các hệ thống khóa – gắn thẻ truyền thống phụ thuộc rất nhiều vào việc tuân thủ đúng quy trình, lưu trữ hồ sơ chính xác và người lao động thực sự đọc kỹ các nhãn đó. Tuy nhiên, những cờ cơ khí này cung cấp cho công nhân một tín hiệu trực quan ngay lập tức khi các tiếp điểm tách rời bên trong buồng ngắt chân không. Khi bộ ngắt chuyển sang vị trí ngắt kết nối, một dấu hiệu màu đỏ tươi sẽ xuất hiện, căn chỉnh hoàn hảo với các cửa quan sát từ nhiều góc nhìn khác nhau xung quanh thiết bị. Điều này mang lại bằng chứng rõ ràng rằng toàn bộ hệ thống đã được cách ly an toàn, bất kể mạch điện nào liên quan. Dữ liệu về các sự cố cháy cung điện năm 2023 cũng cho thấy một kết quả khá ấn tượng: những chỉ báo trực quan này giúp giảm khoảng 89% số lỗi xảy ra trong quá trình cấp điện lại. Nghĩa là kỹ thuật viên có thể tiếp cận khu vực làm việc nhanh hơn nhiều, đồng thời vẫn hoàn toàn yên tâm rằng trong hệ thống không còn tồn tại điện áp nào.

Lợi ích về chi phí vòng đời dài hạn khi áp dụng bộ ngắt mạch chân không có thể rút ra được

Phân tích TCO: Chi phí bảo trì trong 10 năm thấp hơn 37% so với bộ ngắt mạch SF6 lắp cố định

Các bộ ngắt mạch chân không (VCB) có thể rút ra mang lại giá trị thực sự lâu dài vì chúng có tuổi thọ cao hơn, dễ bảo trì hơn và không yêu cầu xử lý các loại khí nguy hiểm. Khi xem xét Tổng chi phí sở hữu (TCO)—bao gồm chi phí bảo trì định kỳ, chi phí sửa chữa bất ngờ, chi phí nhân công, chi phí linh kiện thay thế và chi phí đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường—các doanh nghiệp tiết kiệm khoảng 37% chi phí bảo trì trong vòng 10 năm so với các bộ ngắt mạch SF6 lắp cố định. Vì sao điều này xảy ra? Chủ yếu là do bộ dập hồ quang chân không chỉ cần kiểm tra thường xuyên bằng 60% tần suất của các loại khác. Ngoài ra, việc không còn phải xử lý khí SF6 cũng đồng nghĩa với việc loại bỏ hoàn toàn các công tác kiểm tra rò rỉ và giấy tờ báo cáo theo quy định. Những khoản tiết kiệm này tích lũy đáng kể đối với các vận hành nhà máy, những người vừa quan tâm đến lợi nhuận cuối kỳ vừa chú trọng đến an toàn lao động.

Khả năng tiếp cận không cần dụng cụ, độ mài mòn bộ phận tối thiểu và vận hành tiết kiệm năng lượng càng làm tăng thêm khoản tiết kiệm trong suốt vòng đời—giải phóng nguồn vốn cho các nâng cấp cơ sở hạ tầng chiến lược thay vì chỉ xử lý bảo trì phản ứng.