Hãy hình dung những hậu quả thảm khốc khi một hệ thống lưới điện gặp phải những sự cố đột ngột như sét đánh hoặc đoản mạch thiết bị. Nếu dòng điện tức thời lớn không thể bị ngắt ngay lập tức, kết quả có thể tàn phá. Trong các hệ thống truyền tải điện xoay chiều (AC) siêu cao áp (UHV), máy cắt (CB) đóng vai trò là các "van an toàn" quan trọng, phải phản ứng trong vài mili giây để đảm bảo cả sự ổn định của hệ thống và an toàn cho con người.
Trong số các loại máy cắt khác nhau, máy cắt sulfur hexafluoride (SF6) đã nổi lên như một lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng UHV. Lý do nằm ở khả năng cách điện và dập hồ quang vượt trội của khí SF6.
Trong môi trường UHV, nơi mức điện áp cực kỳ cao, các yêu cầu đối với vật liệu cách điện trở nên đặc biệt nghiêm ngặt. Máy cắt dầu và máy cắt không khí truyền thống dễ bị hỏng dưới điện áp cao, trong khi máy cắt chân không, mặc dù có những ưu điểm nhất định, vẫn phải đối mặt với những hạn chế về dung lượng và độ tin cậy đối với các ứng dụng UHV.
Khí SF6 là một loại khí trơ tổng hợp có độ bền điện môi cao hơn không khí từ 2-3 lần . Điều này có nghĩa là trong cùng một thể tích, khí SF6 có thể chịu được điện áp cao hơn mà không bị đánh thủng, đảm bảo hiệu suất cách điện vượt trội. Quan trọng hơn, khí SF6 thể hiện khả năng dập hồ quang vượt trội.
Khi một máy cắt cần ngắt dòng điện, một hồ quang điện hình thành giữa các tiếp điểm. Khí SF6 nhanh chóng hấp thụ năng lượng của hồ quang, làm nguội và dập tắt nó để đạt được sự ngắt nhanh chóng và đáng tin cậy. Khả năng dập hồ quang nhanh này là rất quan trọng để bảo vệ thiết bị lưới UHV và ngăn chặn sự leo thang của sự cố.
Ngoài ra, máy cắt SF6 còn có những ưu điểm như ổn định trong vận hành và yêu cầu bảo trì tối thiểu. Do tính ổn định hóa học và khả năng chống phân hủy của khí SF6, các máy cắt này có tuổi thọ cao và thời gian bảo trì kéo dài, giảm chi phí vận hành.
Tuy nhiên, khí SF6 gây ra những lo ngại về môi trường vì nó là một loại khí nhà kính mạnh. Do đó, trong thiết kế và vận hành máy cắt SF6, các biện pháp phải được thực hiện để giảm thiểu rò rỉ khí , đồng thời tiếp tục nghiên cứu các loại khí thay thế cho các hệ thống điện thân thiện với môi trường hơn.
Với hiệu suất cách điện vượt trội, khả năng dập hồ quang mạnh mẽ và sự ổn định trong vận hành, máy cắt SF6 đóng một vai trò then chốt trong các hệ thống truyền tải điện AC UHV như một thiết bị quan trọng đảm bảo an toàn và ổn định cho lưới điện. Mặc dù có những thách thức về môi trường, thông qua đổi mới công nghệ và khám phá các giải pháp thay thế, máy cắt SF6 sẽ tiếp tục bảo vệ hoạt động đáng tin cậy của lưới điện UHV trong tương lai.