الاختلافات وتطبيقات قواطع الدائرة ومفاتيح الحمل والقاطعات
ما هي قواطع الدائرة، ومفاتيح الحمل، وفواصل التوصيل؟ من المفترض أن معظم الفنيين الكهربائيين على دراية تامة بها. ولكن عندما يتعلق الأمر بالفرق بين قواطع الدائرة، ومفاتيح الحمل، وفواصل التوصيل وتطبيقاتها، قد لا يعرف الكثير من الفنيين الكهربائيين سوى واحد منها دون الآخر، وبالنسبة لبعض المبتدئين في مجال الكهرباء، قد لا يعرفون حتى ما يجب عليهم السؤال عنه. نعلم جميعًا أن قاطع الدائرة يمكنه إغلاق التيار ونقله وفصله في ظروف الدائرة العادية، ويمكنه إغلاق التيار ونقله وفصله في ظروف الدائرة غير العادية (بما في ذلك ظروف قصر الدائرة) خلال فترة زمنية محددة. مفتاح الحمل هو جهاز تحويل بين قاطع الدائرة ومفتاح العزل. يحتوي على جهاز إطفاء قوس بسيط، يمكنه قطع تيار الحمل المقدر وتيار حمل زائد معين، ولكنه لا يستطيع قطع تيار قصر الدائرة.
مفتاح العزل هو دائرة تفصل تيار عدم التحميل، مما يوفر نقطة فصل واضحة لمعدات الصيانة ومصدر الطاقة، مما يضمن السلامة الشخصية لموظفي الصيانة. لا يحتوي مفتاح العزل على جهاز خاص لإطفاء القوس الكهربائي، لذا لا يمكن قطع تيار الحمل. في حالة حدوث قصر في الدائرة، يجب تشغيل مفتاح العزل فقط عند فصل قاطع الدائرة. لذا، ما الفرق بين قاطع الدائرة ومفتاح الحمل وقاطع التيار؟ أين تُستخدم هذه المفاتيح الثلاثة؟ ستقدم لك المقالة التالية شرحًا مفصلاً. بعد قراءة المقالة، آمل أن تُعمّق فهم قواطع الدائرة ومفاتيح الحمل ومفاتيح العزل لدى معظم العاملين في مجال الكهرباء.
01 شرح مصطلحات مفتاح الحمل والقاطع وقاطع الدائرة
مفتاح الحمل: هو جهاز تبديل يمكنه إغلاق وقطع تيار الحمل وتيار الإثارة وتيار الشحن وتيار مجموعة المكثفات في ظل ظروف العمل العادية.
مفتاح العزل: يعني أنه عندما يكون في وضع التقسيم، توجد مسافة عزل بين جهات الاتصال تلبي المتطلبات المحددة وعلامة فصل واضحة؛ عندما يكون في وضع الإغلاق، يمكنه حمل التيار في ظل ظروف الدائرة العادية والظروف غير الطبيعية (مثل الدائرة القصيرة) لجهاز التبديل تحت التيار.
قاطع الدائرة: هو جهاز تبديل يمكنه إغلاق التيار وحمله وقطعه في ظل ظروف الدائرة العادية، ويمكنه إغلاق التيار وحمله وقطعه في ظل ظروف الدائرة غير الطبيعية (بما في ذلك ظروف الدائرة القصيرة) ضمن وقت محدد.
نظرًا لمتطلبات المواصفات، تتطلب بعض الدوائر الكهربائية نقاط فصل واضحة، لذا يُمكن استخدام مفتاح الحمل بمفرده نظرًا لظهور نقطة الفصل الواضحة في الدائرة، ويُستخدم قاطع الدائرة عادةً مع مفتاح العزل. تأكد من وجود نقطة فصل واضحة في الدائرة. لا يُمكن تشغيل مفتاح العزل تحت الحمل، أي يُمكن فتحه وإغلاقه عند عدم تشغيله. أما مفتاح الحمل، كما يوحي اسمه، فيُمكن تشغيله تحت الحمل، أي يُمكن تشغيله وإيقافه عند تشغيله. الحالة الأولى هي الفتح والإغلاق.
02 مقدمة عن نوع مفتاح الحمل والقاطع وقاطع الدائرة
تنقسم مفاتيح الحمل ومفاتيح العزل وقواطع الدائرة إلى جهد عالي وجهد منخفض؛
1. لمفتاح الحمل:
هناك ستة أنواع رئيسية من مفاتيح الحمل ذات الجهد العالي:
① مفتاح الحمل عالي الجهد، مولد الغاز الصلب: يستخدم طاقة قوس الكسر نفسه لتوليد غاز من مادة مولد الغاز في حجرة القوس، مما يُخرج القوس. يتميز بهيكل بسيط نسبيًا، وهو مناسب للمنتجات بجهد 35 كيلو فولت وأقل.
②مفتاح الحمل الهوائي عالي الجهد: يستخدم الغاز المضغوط للمكبس لتفجير القوس أثناء عملية الكسر، وبنيته بسيطة نسبيًا، ومناسبة للمنتجات التي تبلغ 35 كيلو فولت وما دون.
③ مفتاح الحمل عالي الجهد بالهواء المضغوط: يستخدم الهواء المضغوط لتفجير القوس الكهربائي، ويمكنه كسر تيار كبير. هيكله معقد نسبيًا، وهو مناسب للمنتجات التي تبلغ 60 كيلو فولت فأكثر.
④مفتاح الحمل عالي الجهد SF6: يستخدم غاز SF6 لإطفاء القوس، ويكون تيار كسره كبيرًا، كما أن أداء تيار كسر السعة جيد، ولكن الهيكل معقد نسبيًا، وهو مناسب للمنتجات التي تبلغ 35 كيلو فولت وما فوق.
⑤ مفتاح الحمل عالي الجهد المغمور بالزيت: يستخدم طاقة القوس الكهربائي نفسه لتحليل الزيت المحيط بالقوس وتحويله إلى غاز، ثم تبريده لإخماد القوس. هيكله بسيط نسبيًا، ولكنه ثقيل الوزن، ومناسب للمنتجات الخارجية بجهد 35 كيلو فولت أو أقل.
⑥ مفتاح الحمل عالي الجهد من النوع الفراغي: يستخدم وسط فراغي لإطفاء القوس، وله عمر كهربائي طويل وسعر مرتفع نسبيًا، وهو مناسب للمنتجات التي تبلغ 220 كيلو فولت وما دون.
مفتاح الحمل منخفض الجهد، المعروف أيضًا باسم مجموعة مصهرات التبديل، مناسب لتشغيل وإيقاف الدائرة المحملة يدويًا بشكل غير متكرر في دائرة تردد التيار المتردد، كما يُستخدم لحماية الخط من الحمل الزائد وقصر الدائرة. يُكمل قاطع الدائرة شفرة التلامس، بينما يُكمل المصهر الحماية من الحمل الزائد وقصر الدائرة.
2. لعزل المفاتيح
وفقًا لطرق التركيب المختلفة، يمكن تقسيم مفاتيح عزل الجهد العالي إلى مفاتيح عزل خارجية وداخلية. يُقصد بمفتاح العزل الخارجي عالي الجهد مفاتيح عزل عالية الجهد مقاومة لتأثيرات الرياح والأمطار والثلوج والتلوث والتكثف والجليد والصقيع الكثيف، وهو مناسب للتركيب على الشرفات. أما بالنسبة لهيكل أعمدة العزل، فيمكن تقسيمها إلى عوازل أحادية العمود، وعوازل ثنائية العمود، وعوازل ثلاثية الأعمدة.
من بينها، يستخدم مفتاح السكين أحادي العمود مباشرةً المساحة الرأسية كعازل كهربائي للكسر أسفل قضيب التوصيل العلوي. لذلك، يتميز بمزايا واضحة تتمثل في توفير المساحة المشغولة، وتقليل الأسلاك الموصلة، وفي الوقت نفسه، تكون حالة الفتح والإغلاق واضحة للغاية. في حالة نقل الجهد العالي جدًا، يكون تأثير توفير مساحة الأرضية أكثر وضوحًا بعد اعتماد محطة التوزيع لمفتاح السكين أحادي العمود.
في معدات الجهد المنخفض، يُستخدم بشكل رئيسي في أنظمة توزيع الطاقة الطرفية منخفضة الجهد، مثل المنازل والمباني السكنية. وظائفه الرئيسية: فصل وتوصيل الخطوط مع الأحمال.
تجدر الإشارة هنا إلى أنه في توزيع الطاقة الطرفية منخفضة الجهد، يُمكن فصل مفتاح العزل حسب الحمل! في حالات أخرى، وتحت ضغط عالٍ، لا يُسمح بذلك!
3. لقواطع الدائرة
قواطع الدائرة ذات الجهد العالي هي معدات التحكم الرئيسية في الطاقة في محطات الطاقة ومحطات التوزيع وغرف توزيع الطاقة. عندما يفشل النظام، فإنه يتعاون مع حماية التتابع لقطع تيار الخطأ بسرعة لمنع توسيع نطاق الحادث.
لذلك، فإن جودة قاطع الدائرة ذات الجهد العالي تؤثر بشكل مباشر على التشغيل الآمن لنظام الطاقة؛ هناك العديد من أنواع قواطع الدائرة ذات الجهد العالي، والتي يمكن تقسيمها إلى قواطع دائرة زيتية (قواطع دائرة زيتية أكثر، قواطع دائرة زيتية أقل) وفقًا لإطفاء القوس. ، قاطع دائرة سداسي فلوريد الكبريت (قاطع دائرة SF6)، قاطع دائرة الفراغ، قاطع دائرة الهواء المضغوط، إلخ.
قاطع الدائرة منخفض الجهد، المعروف أيضًا باسم "المفتاح الهوائي"، هو قاطع دائرة منخفض الجهد. يُستخدم لتوزيع الطاقة الكهربائية، وتشغيل المحركات غير المتزامنة بشكل غير منتظم، وحماية خطوط الكهرباء والمحركات، وغيرها، كما يمكنه قطع الدائرة تلقائيًا عند زيادة الحمل أو قصر الدائرة أو انخفاض الجهد. وظيفته مماثلة لوظيفة مفتاح المصهر، ومزيج من ارتفاع وانخفاض درجة حرارة المرحلات، إلخ. علاوة على ذلك، لا يتطلب عادةً تغيير أي جزء بعد فصل تيار العطل، وقد استُخدم على نطاق واسع.
03 الفرق بين مفتاح الحمل والقاطع وقاطع الدائرة
1. يمكن كسر مفتاح الحمل بالحمل وله وظيفة قوس الإطفاء الذاتي، ولكن قدرته على القطع صغيرة جدًا ومحدودة.
٢. بشكل عام، لا يمكن كسر مفتاح العزل بالحمل. لا يحتوي هيكله على مطفأة قوس كهربائي، كما توجد مفاتيح عزل يمكنها كسر الحمل، لكن هيكله يختلف عن مفتاح الحمل، وهو بسيط نسبيًا.
٣. قد يُشكّل كلٌّ من مفتاح الحمل ومفتاح العزل نقطة فصل واضحة. معظم قواطع الدائرة لا تحتوي على وظيفة العزل، بينما يحتوي بعضها على وظيفة العزل.
٤. لا يحتوي مفتاح العزل على وظيفة حماية. عادةً ما يتم حماية مفتاح الحمل بواسطة مصهر، فقط ضد الانقطاع السريع والتيار الزائد.
٥. يمكن زيادة قدرة قاطع الدائرة الكهربائية بشكل كبير أثناء عملية التصنيع. يعتمد هذا بشكل أساسي على إضافة محولات تيار للتكامل مع المعدات الثانوية للحماية. يتميز بحماية من قصر الدائرة، والحمل الزائد، والتسرب، ووظائف أخرى.