لماذا نحن بحاجة وما هي أجهزة تبديل الطاقة

يؤدي جهاز التبديل الوظيفة الرئيسية للتحكم في الدائرة الكهربائية: تشغيلها وإيقافها. يشمل هذا النوع من الأجهزة: مفاتيح السكين ، والمفاتيح ، والمفصلات.

تم تصميم المفاتيح لتشغيل وإيقاف تشغيل الدوائر الكهربائية "الحية" ، أي أثناء تدفق التيار الكهربائي عبر الدائرة.

يمكن تقسيم جميع الأجهزة الكهربائية ذات الأجزاء المتحركة إلى آلية وغير آلية. تلقائي - هذه هي الأجهزة التي تدخل حيز التنفيذ من وضع دائرة أو آلات معينة ، وغير آلية ، يعتمد عملها فقط على إرادة المشغل.

قواطع الدائرة منخفضة الجهد (متوفرة للجهد حتى 1000 فولت) والجهد العالي (للجهد فوق 1000 فولت).

أبسط مفتاح الجهد المنخفض غير التلقائي - يُحوّلتتكون بشكل أساسي من شفرة متحركة وملامس ثابت ومقبض.

يقوم المشغل يدويًا بتشغيل أو إيقاف تشغيل المفتاح عن طريق تدوير الشفرة إلى وضع رأسي أو أفقي. توجد ملامسات قاطع الدائرة في الهواء فقط.

مفتاح روبل بسيط أحادي القطب

700 روبل في مصنع تاريخي لتوليد الطاقة الكهرومائية في ألمانيا

الصمامات في المفاتيح الكهربائية الداخلية في الصين

مع زيادة جهد التشغيل والطاقة ، لم يعد مثل هذا الجهاز قادرًا على تلبية احتياجات العمل ، وتظهر تدريجياً أنواع أكثر تقدمًا من المفاتيح.

في التركيبات الكهربائية للجهود حتى 1000 فولت ، يتم استخدامها على نطاق واسع قواطع هواء بتصميمات مختلفة.

قاطع دارة الجهد المنخفض من سيمنز للتيار 16A

شنايدر إلكتريك 125 قاطع دارة منخفض الجهد

القواطع الكهربائية المنزلية بالغرفة الكهربائية (يوجد فجوة 30 سنة بينهما)

عندما يتم إلغاء تنشيط الدائرة بين جهات الاتصال المنحرفة للمفتاح يحدث قوس كهربائي لكي تدفع. من أجل إطفاء القوس الكهربائي بشكل أفضل ، يتم استخدام أجهزة خاصة في الآلات التي تعمل على تحسين عملية إطفاء القوس ، ما يسمى غرف إطفاء القوس تصميمات مختلفة.

لوحة كهربائية مغلقة

بالنسبة لدارات الجهد العالي ، لم يعد بإمكان قاطع دائرة الهواء البسيط تلبية متطلبات التشغيل. كان أول شيء تم القيام به في اتجاه تحسين تصميم المحول هو خفض جهات الاتصال في زيت المحولات، مما أدى إلى ما يسمى بتبديل الزيت. حاليًا ، يعد تكسير الزيت بالفعل جهازًا معقدًا للغاية يستخدم العديد من الإنجازات العلمية والتقنية لعمله.

قاطع الزيت عالي الجهد للمحطة الفرعية

يتم تقليل تشغيل مفتاح الزيت أثناء الإغلاق إلى ما يلي: بسبب تأثير درجة حرارة القوس العالية ، يتحلل الزيت إلى غازات ، المكون الرئيسي منها هو الهيدروجين.وهكذا ، يحترق القوس في وسط غاز يكون في حالة ديناميكية ، وهناك خلط عنيف للجسيمات المتأينة وغير المتأينة ، وجزيئات الغاز الباردة والساخنة ، وفي إحدى اللحظات التي يمر فيها التيار عبر الصفر ، بسبب الدورية ، يتم إطفاء القوس.

يكون تكوين الغاز قويًا جدًا ، ويتراكم ضغط كبير في المفتاح ، وإذا لم يتم تصميم المفتاح بشكل صحيح ، فقد ينفجر.

مع قواطع دارة الزيت مع غرف إطفاء القوس الكهربائي ، يكون إطفاء القوس الكهربائي غير مؤلم وسريع. هنا ، تُستخدم طاقة القوس لخلق ضغط يزيد بشكل كبير من حركة الغاز حول القوس وبالتالي يساهم في إطفاء القوس.

هناك العديد من تصميمات الكاميرا ومبادئ تشغيلها مختلفة تمامًا ، لكنها تخدم جميعًا بشكل أساسي غرضين:

• أو إنشاء حركة للنفط والغاز بالنسبة للقوس ؛
• أو يتحرك القوس بالنسبة للزيت وجدران الغرف الخاصة.

بالنسبة لمثل هذه المفاتيح ، لم يعد محرك الأقراص وحدة هيكلية مزودة بالمفتاح: في معظم الحالات ، يتم تنفيذ محرك الأقراص بشكل منفصل عن المحول ويتم توصيله بالأخير باستخدام آليات خاصة.

هناك أيضًا العديد من الأنواع الأخرى من قواطع دوائر الجهد العالي التي حلت محل قواطع دارة الزيت السائبة منذ فترة طويلة. هذا ، على سبيل المثال ، مفاتيح زيت صغيرة الحجم، حيث يتم استخدام خزانات الخزف ، وبالتالي لا يلزم عزل خاص للأجزاء الملامسة للخزان وكمية الزيت فيها أقل بكثير.

مفتاح عمود الزيت للجهد 10 ك.ف.

بعد ذلك نذكر «قاطعات الهواء المضغوط» ، حيث ينطفئ القوس بنفث من الهواء المضغوط. تتمتع هذه المفاتيح بعدد من المزايا وهي تحل بشكل متزايد محل مفاتيح الزيت. يعمل محرك الأقراص الخاص بهم أيضًا من الهواء المضغوط ، لكن التحكم في القيادة كهربائي.

قاطع دارة هواء للجهد 110 ك.ف.

كما تستخدم قواطع الدائرة الفراغية و SF6 الحديثة.

قواطع فراغ

قاطع الدائرة SF6

تصميم المفاتيح الحديثة متنوع للغاية ويمكنك قراءة المزيد عنها هنا:الخصائص المقارنة لزيت الجهد العالي ، SF6 وقواطع الدائرة الفراغية

تعتبر أدوات الفصل أيضًا جهاز تبديل عالي الجهد ، ولكنها غير مصممة للتشغيل والإيقاف أثناء التشغيل (باستثناء حالات تبديل التيارات المنخفضة جدًا ، والمشار إليها تحديدًا لكل نوع من أنواع القاطع).

فاصل الجهد العاليكقاعدة عامة ، يتم بناء الهواء ، أي مع جهات الاتصال الموجودة ببساطة في الهواء ، نظرًا لأن أحد المتطلبات الرئيسية لفاصل الاتصال هو أن تكون جهات الاتصال الخاصة به مرئية بشكل مباشر ، بحيث يمكن تحديد ما إذا كان الفاصل بدقة تشغيل أو إيقاف.

مفكك

في الأساس ، يعتبر القاطع جهازًا كهربائيًا مصممًا لربط (أو فصل) قسمين معدنيين من الدائرة معًا عندما لا يتدفق التيار عبر هذه الأقسام.

تصميم القاطع مشابه جدًا لتصميم مفتاح السكين ، فقط أبعاده ، المقابلة لجهد التشغيل العالي ، أكبر بكثير ونظام القيادة أكثر تعقيدًا بكثير من مفتاح السكين.

يمكن أن يُعزى عدد من الأجهزة الأخرى التي تقوم بعمليات التشغيل وإيقاف التشغيل إلى معدات تبديل الطاقة ، على سبيل المثال مفاتيح كسر الحمل, فواصل ودوائر قصيرةولكن الأجهزة المذكورة في هذه المقالة هي أبرز ممثلي أجهزة التحويل.

أنظر أيضا: ما هي ، كيف يتم ترتيب المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض وكيف تعمل