قاطع دائرة الهواء الهوائي عبارة عن جهاز حماية منخفض أو عالي الجهد يستخدم الهواء كوسيلة لإطفاء القوس وعزله. وتتمثل وظيفتها الأساسية في حماية المعدات والأشخاص من خلال انقطاع الدائرة الكهربائية بسرعة. يمكن تقسيم مبدأ التشغيل إلى ثلاث مراحل: التبديل العادي، ومقاطعة الخطأ، وإطفاء القوس. فهو يجمع بين الآليات الميكانيكية والكهربائية لحماية موثوقة. وإليك نظرة فاحصة:
I. الهيكل الأساسي والمكونات الأساسية
يتكون قاطع الدائرة الهوائية من المكونات الرئيسية التالية، والتي تعمل معًا لتوفير الحماية:
نظام الاتصال
الاتصال الحركي والساكن: دائرة توجيه عند إغلاقها، وقوس عند فصلها.
مادة الاتصال: مصنوعة من سبائك مقاومة لدرجة الحرارة العالية والقوس مثل التنغستن الفضي لتقليل التآكل والأكسدة.
قوس النار
الشبكة القوسية: مصنوعة من صفائح معدنية، وينقسم القوس إلى أقسام قصيرة، مما يزيد من مساحة تبديد الحرارة.
محور القوس: قم بتوجيه القوس إلى الشبكة لمنعه من الهروب.
قسم خدمات المركبات (جهاز الحماية)
وحدة الرحلة الحرارية: رحلة تقوم بتشغيل وتوفير حماية من الحمل الزائد والانحناء الحراري لشريط ثنائي المعدن.
جهاز التعثر الكهرومغناطيسي: يتم استخدام التأثير المغناطيسي للتيار لتوليد الجذب وقطع تيار الدائرة القصيرة- بسرعة.
جهاز التعثر الإلكتروني (اختياري): معالج دقيق مدمج للحماية الدقيقة من الحمل الزائد والدوائر القصيرة والخطأ الأرضي.
الآليات التشغيلية
ربيع تخزين الطاقة: تعثر تخزين الطاقة لضمان التشغيل السريع.
آلية الاتصال: تمرير القوة التشغيلية إلى جهات الاتصال المغلقة أو المفتوحة.
مكونات الأكمام والعزل
الغلاف العازل (مثل قواطع الدائرة الكهربائية المقولبة): يعزل الأجزاء الحية لمنع حدوث الصعق الكهربائي.
الهيكل ذو الإطار (مثل قاطع الصندوق): يدعم المكونات ذات السعة الكبيرة لزيادة القوة الميكانيكية.
ثانيا. كيف يعمل: من مغلق إلى مفتوح.
1. الإغلاق العادي
الاتصال المغلق: تقوم آلية التشغيل بإطلاق الطاقة من خلال زنبرك تخزين الطاقة، ويكون الاتصال المتحرك على اتصال وثيق مع الاتصال الثابت، مما يكمل الدائرة.
التدفق الحالي: يتدفق التيار إلى الحمل من خلال الوصلة وقضيب التوصيل لضمان التشغيل الطبيعي لـ 2. اكتشاف الأخطاء وتشغيلها
يقوم المبدئ بتشغيل قاطع أعطال الدائرة عندما:
الحمل الزائد: عندما يتجاوز التيار المستوى المقدر ولكنه لا يصل إلى مستوى-الدائرة القصيرة، ينحني الشريطان المعدنيان-للثلاثي الحراري تحت الحرارة، مما يدفع ذراع الرحلة ويعطل قاطع الدائرة.
ماس كهربائى: عندما يزيد التيار بسرعة (على سبيل المثال، عدة أضعاف التيار المقنن)، ينتج ملف العطل الكهرومغناطيسي مجالًا مغناطيسيًا قويًا يجذب عضو الإنتاج ويسحب آلية التشغيل مباشرة، مما يتسبب في تعطل قاطع الدائرة.
انخفاض الجهد/فقدان الجهد: عندما يكون الجهد أقل من المعدل، يتم تحرير رحلة الجهد المنخفض ويتم فتح قاطع الدائرة تلقائيًا.
3. عملية التعثر وإطفاء القوس الكهربائي
فصل الاتصال: تعمل آلية التشغيل على فصل الاتصال المتحرك عن الاتصال الثابت بسرعة، مما يؤدي إلى إنشاء قوس من الكهرباء بينهما.
دليل القوس: تقوم القبة بتوجيه القوس إلى شبكات التبريد القوسية التي تقسم القوس الطويل إلى أقواس أقصر.
انطفأ القوس:
إطالة القوس: يزداد طول القوس، وتزداد مساحة تبديد الحرارة.
تأثير التبريد: يعمل الحمل الحراري للهواء على إزالة الحرارة وتقليل درجة حرارة القوس إلى ما دون القيمة الحرجة المطلوبة للحفاظ على الاحتراق. إزالة الأيونات: يعيد القوس تجميع الأيونات والإلكترونات في قوس لاستعادة خصائص العزل.
4. قطع الاتصال الكامل
جهات اتصال منفصلة تمامًا: يتم إطفاء القوس تمامًا ويتم فصل الدائرة بشكل موثوق.
إعادة ضبط الإعداد: إعادة ضبط آلية التشغيل يدويًا أو تلقائيًا استعدادًا لإيقاف التشغيل التالي.
ثالثا. التكنولوجيا الرئيسية: تحسين آليات إطفاء القوس
أداء قاطع الهواء له تأثير مباشر على أداء قاطع دائرة أداء المقاطعة. يعمل التصميم الحديث على تحسين كفاءة إطفاء القوس من خلال:
شبكات إطفاء قوسية متعددة-المراحل
تؤدي زيادة عدد الشبكات إلى تجزئة أدق للقوس، مما يسمح بتبديد الحرارة بشكل أسرع.
تحسين تباعد الشبكة وتوازن توزيع المجال الكهربائي وتقليل مخاطر إعادة إشعال القوس الكهربائي.
تطبيقات الغاز-مواد التوليد
الجدار الداخلي للغطاء القوسي مطلي بمادة منتجة للغاز (مثل مادة عازلة عضوية). يتحلل القوس عند درجة حرارة عالية لإنتاج الغاز، مما يشكل تدفق هواء عالي الضغط، مما يؤدي إلى نفخ القوس للخارج، وتسريع القوس للخارج.
انطفأ القوس المغناطيسي
يتم وضع المجال المغناطيسي الدائم أو الملف الكهرومغناطيسي في غرفة إطفاء القوس، ويتم سحب القوس إلى بوابة إطفاء القوس بواسطة المجال المغناطيسي، مما يحسن سرعة إطفاء القوس. تكنولوجيا الحد الحالية
يتم استخدام مقاومات الاتصال السريع أو المقاومات المحددة للتيار- لتحديد القيمة القصوى لتيار الدائرة القصيرة- وتقليل صعوبة إطفاء القوس.
رابعا. مقدمة سيناريوهات التطبيق النموذجية
تستخدم قواطع دوائر الهواء على نطاق واسع في المواقف التالية. اختر أنواعًا مختلفة بناءً على الحجم والوظيفة:
جهد منخفض (أقل من أو يساوي 1250 أمبير)
قواطع الدائرة المقولبة: تستخدم في التحكم في المحركات الصناعية والتوزيع التجاري والإضاءة السكنية وغيرها من المجالات.
قواطع الدائرة المصغرة: تحمي الدوائر المنزلية، مثل المقابس ودوائر الإضاءة.
الجهد المتوسط والعالي (630 أمبير وما فوق)
الإطار-قواطع الدائرة المركبة (ACB): المفاتيح الرئيسية للمعدات الصناعية الكبيرة، والحماية من انقطاع محطات الطاقة، وأنظمة إمداد الطاقة لمراكز البيانات.
بيئات خاصة
قواطع دوائر الهواء المقاومة للانفجار-: تستخدم في المصانع الكيماوية ومناجم الفحم وغيرها من البيئات القابلة للاشتعال والانفجار.
قاطع الهواء بالتيار المستمر: يحمي جانب التيار المستمر من توليد الطاقة المتجددة (مثل الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح).
V. النقاط الرئيسية في الاختيار والصيانة
معلمات الاختيار
التصنيف: مطابقة جهد الدائرة (على سبيل المثال، تيار متردد 400 فولت، تيار مستمر 1000 فولت). التصنيف الحالي: الحد الأقصى لتيار العمل أكبر من أو يساوي الدائرة مع الكمية المتبقية.
سعة القطع: تيار الدائرة القصيرة المتوقع- أكبر من أو يساوي 50 كيلو أمبير، 100 كيلو أمبير.
خصائص التعثر: يتم اختيار النوع B أو C أو D وفقًا لنوع الحمولة (النوع B مخصص للمعدات الإلكترونية والنوع D مخصص لبدء تشغيل المحرك).
توصيات الصيانة
الفحص الدوري: مراقبة تآكل التلامس وسلامة شبكة التبريد القوسية وإزالة الغبار والأجسام الغريبة.
الاختبار الوظيفي: يتم إجراء اختبارات الفصل اليدوي والتعثر التلقائي سنويًا لضمان التشغيل الموثوق.
التحكم البيئي: تجنب الرطوبة والغازات المسببة للتآكل، ومنع انخفاض أداء العزل. سادسا. مقدمة قواطع دوائر الهواء مقابل قواطع دوائر أخرى
أبعاد المقارنة: قاطع الدائرة الهوائية (ACB) قاطع الدائرة الفراغية (VCB) قاطع الدائرة SF6
وسيلة إطفاء القوس: الهواء، الفراغ، غاز SF6
قدرة التكسير: متوسطة (ضغط متوسط إلى منخفض) عالية (ضغط متوسط إلى مرتفع) عالية جدًا (ضغط متوسط وفائق-عالي)
تكاليف الصيانة: عالية منخفضة (لا يوجد خطر تسرب الغاز) (يلزم إجراء فحوصات منتظمة لمستوى الفراغ) (مرتفعة (يتطلب الكشف عن تسرب SF6)
التأثير البيئي: غير-غير ملوث-يعد SF6 غير الملوث أحد غازات الدفيئة القوية
الاستخدامات: شبكات توزيع الجهد المنخفض -الصناعية والتجارية والسكنية؛ أنظمة الجهد المتوسط-لمحطات الطاقة والمحطات الفرعية؛ -خطوط نقل الجهد العالي
