القواطع

كيف يعمل قاطع الدائرة

المفاتيح الأوتوماتيكية (المفاتيح ، القواطع) هي أجهزة تبديل كهربائية مصممة لتوصيل تيار الدائرة في الأوضاع العادية ولحماية الشبكات والمعدات الكهربائية تلقائيًا من أوضاع الطوارئ (تيارات الدائرة القصيرة ، تيارات الحمل الزائد ، تقليل أو اختفاء الجهد ، التغيير في الاتجاه) التيار ، وظهور المجالات المغناطيسية للمولدات القوية في ظروف الطوارئ ، وما إلى ذلك) ، وكذلك للتبديل المتكرر للتيارات الاسمية (6-30 مرة في اليوم).

نظرًا لبساطتها وملاءمتها وأمانها في الصيانة وموثوقية الحماية ضد تيارات الدائرة القصيرة ، تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في التركيبات الكهربائية منخفضة وعالية الطاقة.

قواطع الدائرة هي أجهزة تبديل يدوية ، لكن العديد من الأنواع بها محرك كهرومغناطيسي أو كهربائي ، مما يجعل من الممكن تشغيلها عن بُعد.

مبدأ التشغيل

عادة ما يتم إيقاف تشغيل الآلات يدويًا (عن طريق محرك الأقراص أو جهاز التحكم عن بعد) ، وفي حالة حدوث انتهاك للتشغيل العادي (حدوث زيادة في التيار أو تقليل الجهد) - تلقائيًا.في هذه الحالة ، يتم تزويد كل آلة بإطلاق جهد زائد ، وفي بعض الأنواع مع إطلاق جهد منخفض.

وفقًا لوظائف الحماية التي يتم إجراؤها ، يتم تقسيم قواطع الدائرة إلى آلات أوتوماتيكية: التيار الزائد والجهد المنخفض والطاقة العكسية.

تُستخدم قواطع الدائرة لفتح دائرة كهربائية تلقائيًا عندما تحدث تيارات دائرة قصر وحمل زائد أعلى من الحد المحدد. من خلال استبدال المفتاح والصمام ، فإنها توفر حماية أكثر موثوقية وانتقائية في ظل الظروف غير الطبيعية.

إذا كانت الظروف البيئية تختلف عن الظروف الطبيعية (رطوبة الهواء أعلى من 85٪ وتحتوي على شوائب من الأبخرة الضارة) ، فيجب وضع قواطع الدائرة في صناديق وخزائن من الغبار الرطب والمقاوم كيميائيًا.

تصنيف

تنقسم قواطع الدائرة الكهربائية إلى:

• قواطع التركيب لها غلاف عازل للحماية (بلاستيكي) ويمكن تركيبها في الأماكن العامة ؛

• عالمية - ليس لديها مثل هذه الحالة وهي مخصصة للتثبيت في أجهزة التوزيع ؛

• يتصرف بسرعة (لا يتجاوز وقت رد الفعل الخاص به 5 مللي ثانية) ؛

• بطيء (من 10 إلى 100 مللي ثانية) ؛

يتم توفير السرعة من خلال مبدأ التشغيل ذاته (المبادئ الكهرومغناطيسية المستقطبة أو الديناميكية الحثية ، إلخ) ، بالإضافة إلى شروط الإطفاء السريع للقوس الكهربائي. يتم استخدام مبدأ مماثل في آلات الحد الحالية ؛

• وقت استجابة انتقائي قابل للتعديل في منطقة تيارات ماس ​​كهربائى ؛

• قواطع الدائرة ذات التيار العكسي التي يتم تنشيطها فقط عندما يتغير اتجاه التيار في الدائرة المحمية ؛

• تقوم الآلات الأوتوماتيكية المستقطبة بإيقاف تشغيل الدائرة فقط عندما يرتفع التيار في الاتجاه الأمامي ، غير مستقطب - مع أي اتجاه للتيار.

تصميم

يتم تحديد خصائص التصميم ومبدأ تشغيل الآلة من خلال الغرض والنطاق.

يمكن تشغيل الجهاز وإيقاف تشغيله يدويًا باستخدام محرك كهربائي أو محرك كهرومغناطيسي.

يتم استخدام المحرك اليدوي للتيارات المقدرة حتى 1000 أمبير ويوفر قدرة تحويل نهائية مضمونة ، بغض النظر عن سرعة حركة مقبض الإغلاق (يجب على المشغل تنفيذ عملية التبديل بشكل حاسم: البدء - إحضاره إلى النهاية).

يتم تشغيل محركات المحركات الكهرومغناطيسية والكهربائية بواسطة مصادر الجهد. يجب أن تتمتع دائرة التحكم في محرك الأقراص بالحماية من قصر الدائرة المتكرر ، بينما يجب أن تتوقف عملية تشغيل الآلة إلى التيارات ذات الدائرة القصيرة المحددة عند جهد إمداد يبلغ 85-110٪ من القيمة الاسمية.

في حالة الحمل الزائد وتيارات ماس ​​كهربائى ، فإن قاطع الدائرة سوف يتحرك بغض النظر عما إذا كان مقبض التحكم مثبتًا في الوضع المغلق.

جزء مهم من الجهاز هو الإصدار ، الذي يتحكم في المعلمة المحددة للدائرة المحمية ويعمل على جهاز التعثر ، الذي يقوم برحلات قاطع الدائرة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح الإصدار بإغلاق الجهاز عن بُعد. أكثر الإصدارات شيوعًا هي الأنواع التالية:

• الكهرومغناطيسية للحماية من تيارات ماس ​​كهربائى ؛

• حراري للحماية من الحمل الزائد ؛

• مجموع؛

• أشباه الموصلات ذات الثبات العالي لمعلمات الاستجابة والضبط السهل.

يمكن استخدام قواطع الدائرة بدون إصدارات لتبديل دائرة بدون تيار أو للتبديل غير المتكرر للتيار المقنن.

تم تصميم سلسلة قواطع الدائرة التي تنتجها الصناعة لتستخدم في مناطق مناخية مختلفة ، وتوضع في أماكن ذات ظروف عمل مختلفة ، لتعمل في ظروف مختلفة من حيث الإجهاد الميكانيكي وقابلية الانفجار للبيئة ، وتكون مختلفة. درجة الحماية من اللمس والتأثيرات الخارجية.

يتم تقديم معلومات حول أنواع معينة من الأجهزة وإصداراتها القياسية وأحجامها القياسية في الوثائق المعيارية والفنية. كقاعدة عامة ، مثل هذه الوثيقة هي الشروط الفنية (TU) للمصنع ... في بعض الحالات ، من أجل توحيد المنتجات التي يتم استخدامها على نطاق واسع والتي تنتجها العديد من المؤسسات ، يتم رفع مستوى المستند (في بعض الأحيان إلى مستوى معيار الدولة).

تتكون قواطع الدائرة من المكونات الرئيسية التالية:

• نظام الاتصال

• نظام إطفاء القوس

• تحرير.

• آلية الرقابة؛

• آلية الإفراج الحر.

يتكون نظام الاتصال من جهات اتصال ثابتة مثبتة في الهيكل وملامسات متحركة مثبتة بمفصلات على المحور شبه لرافعة آلية التحكم وعادةً ما توفر فاصلًا فرديًا للدائرة.

يتم تثبيت جهاز إطفاء القوس في كل قطب من قاطع الدائرة وهو مصمم لتحديد موقع قوس كهربائي في حجم محدود. إنها حجرة قوسية بشبكة من الصفيحة الفولاذية منزوعة الأيونات. يمكن أيضًا توفير موانع شرارة على شكل ألواح ليفية.

آلية التحرير المجانية هي آلية مفصلية من 3 أو 4 روابط توفر تحرير وتعطيل نظام الاتصال في كل من التشغيل التلقائي واليدوي.

يوفر إطلاق التيار الكهرومغناطيسي الزائد ، وهو عبارة عن مغناطيس كهربائي للمصنع ، تعثرًا تلقائيًا لقاطع الدائرة عند تيارات ماس ​​كهربائى تتجاوز الإعداد الحالي. إصدارات التيار الكهرومغناطيسي باستخدام جهاز تأخير هيدروليكي لها تأخير زمني معكوس للحماية من تيارات الحمل الزائد.

تخفيف الحمل الزائد الحراري عبارة عن صفيحة معدنية حرارية. في تيارات الحمل الزائد ، يضمن التشوه والقوى لهذه اللوحة التعثر التلقائي لقاطع الدائرة. يتناقص التأخير مع زيادة التيار.

تتكون وحدات فصل أشباه الموصلات من عنصر قياس وكتلة من مرحلات أشباه الموصلات ومغناطيس كهربائي ناتج يعمل على آلية الإطلاق الحر للآلة. يتم استخدام محول التيار (AC) أو مكبر للصوت مع خانق مغناطيسي (DC) كعنصر قياس.

يسمح الإصدار الحالي لأشباه الموصلات بتعديل المعلمات التالية:

• تيار التفريغ المقنن

• إعداد لتيار التشغيل في منطقة تيارات الدائرة القصيرة (تيار مقاطعة) ؛

• إعدادات وقت الاستجابة في منطقة الازدحام ؛

• إعدادات وقت الاستجابة في منطقة تيارات الدائرة القصيرة (للمفاتيح الانتقائية).

تستخدم العديد من قواطع الدائرة إصدارات مجمعة تستخدم عناصر حرارية للحماية من تيارات الحمل الزائد والعناصر الكهرومغناطيسية للحماية من تيارات الدائرة القصيرة دون تأخير زمني (انقطاع).

يحتوي قاطع الدائرة أيضًا على مجموعات إضافية مدمجة في قاطع الدائرة أو متصلة به خارجيًا.يمكن أن تكون مستقلة ، صفر ومنخفض الجهد ، اتصالات مجانية ومساعدة ، محرك عن بعد يدوي وكهرومغناطيسي ، إشارات إيقاف التشغيل التلقائي ، جهاز لقفل قاطع الدائرة في وضع "إيقاف التشغيل".

رحلة التحويلة عبارة عن مغناطيس كهربائي يعمل بمصدر جهد خارجي. يمكن أن تتأخر الإصدارات الفرعية والصفرية بمرور الوقت ولا تتأخر بمرور الوقت. بمساعدة التحويلة أو تحرير الجهد المنخفض ، يمكن إيقاف تشغيل الجهاز عن بُعد.

ظروف التشغيل

المفاتيح متوفرة في إصدارات ذات درجات مختلفة من الحماية ضد اللمس والتأثيرات الخارجية (IPOO ، IP20 ، IP30 ، IP54). في هذه الحالة ، قد تكون درجة حماية المحطات لتوصيل الأسلاك الخارجية أقل من درجة حماية غلاف المحول.

يتم إنتاج المفاتيح في 5 إصدارات مناخية و 5 فئات مواضع ، والتي تم ترميزها بالأحرف U و UHL و T و M و OM والأرقام 1،2،3،4،5.

تم تصميم المفاتيح للتشغيل المستمر في ظل الظروف التالية:

• التثبيت على ارتفاع لا يزيد عن 1000 متر (مفاتيح سلسلة AP50 و AE1000 - على ارتفاع لا يزيد عن 2000 متر فوق مستوى سطح البحر) ؛

• درجة حرارة الهواء المحيط من - 40 (بدون ندى وصقيع) إلى + 40 درجة مئوية (لمفاتيح سلسلة AE1000 - من +5 إلى + 40 درجة مئوية) ؛

• الرطوبة النسبية للبيئة لا تزيد عن 90٪ عند 20 درجة مئوية ولا تزيد عن 50٪ عند 40 درجة مئوية ؛

• البيئة - غير قابلة للانفجار ، ولا تحتوي على غبار (بما في ذلك موصل) بكمية تعطل تشغيل قاطع الدائرة ، والغازات والأبخرة المسببة للتآكل بتركيزات تدمر المعادن والعزل ؛

• مكان تركيب المفتاح - محمي من الماء والزيت والمستحلب وما إلى ذلك ؛

• عدم التعرض المباشر للإشعاع الشمسي والإشعاعي ؛

• عدم وجود صدمات حادة (ضربات) واهتزاز قوي ؛ يُسمح باهتزاز نقاط تركيب المفاتيح بتردد يصل إلى 100 هرتز مع تسارع لا يزيد عن 0.7 جم.

يتم تحديد مجموعات ظروف التشغيل للمنتجات الكهربائية فيما يتعلق بتأثير العوامل الميكانيكية للبيئة الخارجية بواسطة GOST 17516.1-90. وفقًا لبيانات الكتالوج ، تم تصميم قواطع الدائرة للتشغيل في مجموعات Ml و M2 و MZ و M4 و Mb و M9 و M19 و M25.

فيما يتعلق بالسلامة ، تتوافق قواطع الدائرة مع GOST 12.2.007.0-75 و GOST 12.2.007.6-75 ، متطلبات "قواعد التركيبات الكهربائية" وتضمن ظروف التشغيل التي تحددها "قواعد التشغيل الفني للمنشآت" من قبل المستخدم «و» قواعد السلامة لتشغيل التركيبات الكهربائية من قبل المستخدم «، المعتمدة من قبل دائرة مراقبة الطاقة الحكومية بتاريخ 12.21.94 فيما يتعلق بالحماية من تيارات التسرب ، تلبي قواطع الدائرة متطلبات GOST 12.1. 038-82.

العمل خارج أوقات العمل (التخزين والنقل أثناء فترات الراحة من العمل) يتوافق مع GOST 15543-70 و GOST 15150-69.

اقرأ أيضًا في هذا الموضوع: قاطع الدائرة ، قاطع الدائرة ، RCD - ما الفرق؟