منذ أن اكتشف فاراداي الحث الكهرومغناطيسي في عام 1831 ثم صنع أول مولد كهربائي، تم تطبيق الكهرباء وتطويرها بشكل كامل حتى يومنا هذا. من أجل حماية سلامة الكهرباء لدينا، تم إنتاج أجهزة مختلفة يمكنها فصل الدائرة. من بينها أجهزة زيادة التيار، وأجهزة منع الصواعق، وأجهزة حماية التسرب، وقواطع الدائرة، وقواطع الدائرة الأكثر شيوعًا لدى الجميع. ومع ذلك، لا يستطيع الجميع معرفة الفرق بين هذه الأنواع من أجهزة الحماية. اليوم سنتعلم عن الاختلافات بين أجهزة زيادة التيار، وأجهزة منع الصواعق، وأجهزة حماية التسرب، وقواطع الدائرة، وقواطع الدائرة. آمل أن يكون مفيدًا لعملك ودراستك في المستقبل.
القسم 1 نظرة عامة على أجهزة زيادة التيار، وأجهزة منع الصواعق، وأجهزة حماية التسرب، وقواطع الدائرة
1. تعريف ومبدأ عمل وتصنيف ونطاق تطبيق أجهزة حماية التيار الزائد
1. التعريف: جهاز حماية التيار الزائد (SPD)، المعروف أيضًا باسم "مانع الصواعق" و"مانع الصواعق"، هو جهاز إلكتروني يوفر الحماية الأمنية لمختلف المعدات الإلكترونية والأجهزة والمقاييس وخطوط الاتصالات. الغرض منه هو الحد من التيار الزائد الناتج عن زيادة الجهد العابر القوية في الدوائر الكهربائية وخطوط الاتصالات، وبالتالي حماية المعدات.
2. مبدأ العمل: عندما يحدث ارتفاع مفاجئ في التيار أو الجهد في الدائرة الكهربائية أو خط الاتصالات بسبب التداخل الخارجي، يمكن لحامي التيار الزائد التوصيل والتحويل في وقت قصير جدًا، مما يؤدي إلى تفريغ التيار الزائد في الخط إلى الأرض، وبالتالي تجنب إتلاف الأجهزة الأخرى في الدائرة.
3. التصنيف:
1) وفقًا لأجهزة الحماية المختلفة، يمكن تقسيمها إلى فئتين: واقي زيادة الطاقة واقي زيادة الإشارة. من بينها، يمكن تقسيم واقي زيادة الطاقة إلى واقي زيادة الطاقة من المستوى الأول، واقي زيادة الطاقة من المستوى الثاني، واقي زيادة الطاقة من المستوى الثالث، واقي زيادة الطاقة من المستوى الرابع وفقًا لنفس السعة؛ يمكن تقسيم واقي زيادة الإشارة إلى واقي زيادة إشارة الشبكة، واقي زيادة الطاقة للفيديو، واقي زيادة الطاقة ثلاثي في واحد للمراقبة، واقي زيادة إشارة التحكم، واقي زيادة إشارة الهوائي، إلخ.
2) وفقًا لحماي التيار الزائد المختار والتأثير البيئي المتوقع، يتم تصنيف تدابير الحماية المطلوبة لإمدادات الطاقة ومعدات نظام الحماية على النحو التالي:
(1) واقي من زيادة التيار من الفئة B: تيار التفريغ الاسمي في، جهد النبضة 1.2/50 ميكروثانية وأقصى تيار نبضة في اختبار Iimp، شكل موجة Iimp هو 10/350 ميكروثانية بحد أقصى 4 كيلو فولت (IEC61643-1; IEC 60664-1).
(2) واقي من زيادة التيار من الفئة C: تيار التفريغ الاسمي في، جهد النبضة 1.2/50 ميكروثانية جهد النبضة والحد الأقصى لتيار النبضة في اختبار Iimp، شكل موجة Iimp هو 8/25 مللي ثانية.
(3) واقي من زيادة التيار من الفئة D: اختبار تركيبة الموجة المختلطة (جهد الدائرة المفتوحة 1.2/50 ميكروثانية جهد النبضة، تيار دائرة دينج 8/25 ميكروثانية).
3) وفقًا لمبدأ العمل: وفقًا لمبدأ عملها، يمكن تقسيم أجهزة حماية التيار الزائد إلى نوع تبديل الجهد ونوع تحديد الجهد ونوع مركب.
(1) واقي من زيادة التيار من نوع مفتاح الجهد. يتمتع بمقاومة عالية عندما لا يكون هناك زيادة في الجهد المؤقت. بمجرد استجابته لزيادة الجهد المؤقت بسبب البرق، تتغير معاوقته فجأة إلى مقاومة منخفضة، مما يسمح بمرور تيار البرق. يُطلق عليه أيضًا "نوع مفتاح الدائرة القصيرة SPD".
(2) واقي من زيادة التيار من النوع المحدد للجهد. يتمتع بمقاومة عالية عندما لا يكون هناك زيادة في الجهد العابر، ولكن ستستمر مقاومته في الانخفاض مع زيادة التيار والجهد. خصائص التيار والجهد غير خطية إلى حد كبير، ويطلق عليه أحيانًا "نوع المشبك SPD".
(3) واقي التيار الزائد المركب. يتكون من مكونات من نوع مفتاح الجهد ومكونات من نوع تحديد الجهد. ويمكنه إظهار خصائص نوع مفتاح الجهد أو نوع تحديد الجهد أو كليهما، والتي تعتمد على خصائص الجهد المطبق.
4. نطاق التطبيق: مناسب لنظام إمداد الطاقة AC 50/60 هرتز، والجهد المقدر 220 فولت/380 فولت، للحماية من الصواعق غير المباشرة وتأثيرات الصواعق المباشرة أو طفرات الجهد الزائد العابرة الأخرى، وهو مناسب لمتطلبات حماية الطفرة في المجالات السكنية والصناعية والثالثية والصناعية.
2. تعريف ومبدأ عمل وتصنيف ونطاق تطبيق مانع الصواعق
1. التعريف: مانع الصواعق: جهاز كهربائي يستخدم لحماية المعدات الكهربائية من مخاطر الجهد الزائد العابر أثناء الصواعق، وللحد من وقت المتابعة وغالبًا سعة المتابعة. تسمى مانعات الصواعق أحيانًا أيضًا بواقي الجهد الزائد ومحددات الجهد الزائد.
2. مبدأ العمل: مانعات الصواعق هي أجهزة متصلة بين الأسلاك والأرض لمنع الأجسام من التعرض للصواعق، وعادة ما تكون متصلة بالتوازي مع المعدات المحمية. يمكن لمانعات الصواعق حماية معدات الطاقة بشكل فعال. عندما يحدث جهد غير طبيعي، يمكن لمانعات الصواعق إنتاج تأثيرات مماثلة وحماية معدات الحماية. ومع ذلك، عندما تعمل المعدات المحمية بجهد عمل طبيعي، فلن يكون لمانعات الصواعق أي تأثير وسيتم اعتبارها قاطع دائرة للأرض. ومع ذلك، عندما يحدث جهد عالي بشكل غير متوقع ويعرض عزل المعدات المحمية للخطر، ستعمل مانعة الصواعق على الفور، وتوجيه تيار التأثير عالي الجهد إلى الأرض، وبالتالي الحد من سعة الجهد وعزل المعدات الكهربائية. عندما يختفي الجهد العالي، ستعود مانعة الصواعق إلى حالتها الأصلية العاملة وتضمن إمداد الطاقة الطبيعي للنظام.
3. التصنيف:
1) وفقًا للهيكل، يتم تقسيمه إلى مانعات الصواعق من النوع الأنبوبي (بما في ذلك النوع الأنبوبي العام والنوع الجديد)، ومانعات الصواعق من النوع الصمامي (بما في ذلك النوع الصمامي العادي والنوع المغناطيسي)، ومانعات الصواعق من أكسيد الزنك.
2) تنقسم مانعات أكسيد الزنك إلى مانعات أكسيد معدني، ومانعات أكسيد معدني من النوع الخطي، ومانعات أكسيد معدني من النوع الخطي بدون فجوات، ومانعات أكسيد معدني ذات غلاف مركب معزول بالكامل، ومانعات قابلة للإزالة.
4. نطاق التطبيق: تُستخدم مانعات التيار المتردد المصنوعة من أكسيد المعدن بدون فجوات لحماية عزل معدات نقل وتحويل التيار المتردد من زيادة الجهد الكهربي الناتج عن الصواعق وزيادة الجهد الكهربي أثناء التشغيل. وهي مناسبة لحماية المحولات وخطوط النقل ولوحات التوزيع وخزائن المفاتيح وصناديق قياس الطاقة ومفاتيح الفراغ ومكثفات التعويض الموازية والمحركات الدوارة وأجهزة أشباه الموصلات من زيادة الجهد الكهربي.
ثالثا: تعريف ومبدأ عمل وتصنيف ونطاق تطبيق مفاتيح الهواء
1. التعريف: مفتاح الهواء، المعروف أيضًا باسم قاطع الدائرة الهوائية، هو نوع من قواطع الدائرة. إنه مفتاح ينفصل تلقائيًا طالما أن التيار في الدائرة يتجاوز التيار المقدر. مفتاح الهواء هو جهاز كهربائي مهم للغاية في شبكة توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض ونظام الجر الكهربائي، والذي يدمج وظائف التحكم والحماية المتعددة.
2. مبدأ العمل: عندما يكون الخط محملاً بشكل عام، لا يمكن لتيار الحمل الزائد أن يتسبب في تشغيل التحرير الكهرومغناطيسي، ولكنه يمكن أن يتسبب في توليد العنصر الحراري لكمية معينة من الحرارة، مما يتسبب في انحناء الشريط ثنائي المعدن لأعلى بسبب الحرارة، مما يدفع الرافعة لفصل الخطاف عن القفل، وفصل جهة الاتصال الرئيسية وقطع مصدر الطاقة. عندما يكون الخط قصير الدائرة أو محملاً بشكل زائد بشكل كبير، يتجاوز تيار الدائرة القصيرة قيمة تيار التعثر اللحظي، ويولد التحرير الكهرومغناطيسي قوة شفط كبيرة بما يكفي لجذب المحرك وضرب الرافعة، مما يتسبب في دوران الخطاف لأعلى حول مقعد العمود الدوار وفصل القفل. يفصل القفل جهات الاتصال الرئيسية الثلاثة تحت تأثير زنبرك التفاعل، ويقطع مصدر الطاقة، ويحمي المعدات الموجودة في الخط من التلف بسبب التيار الزائد.
3. التصنيف:
1) وفقًا للخصائص الهيكلية، يمكن تقسيمها إلى مفتاح زر الضغط، ومفتاح التبديل، ومفتاح الغشاء، ومفتاح الزئبق، ومفتاح الرافعة، والمفتاح الصغير، ومفتاح السفر، وما إلى ذلك؛
2) وفقًا للنوع الهيكلي، يمكن تقسيمه إلى نوع الغلاف البلاستيكي، نوع الإطار، نوع الحد الحالي، نوع التيار المستمر السريع، نوع إزالة المغناطيسية ونوع حماية التسرب.
3) وفقًا لعدد الأقطاب ومواضع المفتاح، يمكن تقسيمه إلى مفتاح وحدة أحادي القطب، ومفتاح ثنائي القطب مزدوج الموضع، ومفتاح أحادي القطب متعدد المواضع، ومفتاح وحدة متعدد الأقطاب ومفتاح متعدد الأقطاب متعدد المواضع، وما إلى ذلك؛
4) وفقًا لاستخدام المفتاح، يمكن تقسيمه إلى مفتاح الطاقة، ومفتاح التسجيل والتشغيل، ومفتاح النطاق، ومفتاح الاختيار المسبق، ومفتاح الحد، ومفتاح القدم، ومفتاح التحويل، ومفتاح التحكم، وما إلى ذلك؛
5) وفقًا لشكل الحماية، يمكن تقسيمها إلى نوع الإطلاق الكهرومغناطيسي، ونوع الإطلاق الحراري، ونوع الإطلاق المركب (المستخدم بشكل شائع) ونوع عدم الإطلاق؛
6) وفقًا لوقت الكسر الكامل، يمكن تقسيمه إلى نوع عام وسريع (قبل تنشيط آلية التحرير، ووقت التحرير في غضون 0.02 ثانية).
4. نطاق التطبيق: يمكن التحكم في الإضاءة وغرفة المضخة ومصادر الطاقة الأخرى عن طريق مفاتيح الهواء. بالإضافة إلى إكمال عملية الاتصال وفصل الدائرة، يمكنها أيضًا حماية الدائرة أو المعدات الكهربائية من الدوائر القصيرة والحمل الزائد الشديد وانخفاض الجهد، ويمكن استخدامها أيضًا لبدء تشغيل المحرك بشكل غير متكرر.
ثالثا: تعريف ومبدأ عمل وتصنيف ونطاق تطبيق مانع التسرب
1. التعريف: يستخدم واقي التسرب، المعروف أيضًا باسم مفتاح التسرب، أو قاطع الدائرة التسربية، بشكل أساسي لحماية المعدات من أعطال التسرب والصدمات الكهربائية الشخصية ذات المخاطر المميتة. يحتوي على وظائف حماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة، والتي يمكن استخدامها لحماية الخط أو المحرك من الحمل الزائد والدائرة القصيرة، ويمكن أيضًا استخدامه للتبديل غير المتكرر وبدء تشغيل الخط في ظل الظروف العادية.
2. مبدأ العمل:
1) عندما يتسرب التيار الكهربائي من المعدات الكهربائية، تحدث ظاهرتان غير طبيعيتين: الأولى هي تدمير توازن التيار ثلاثي الطور وظهور تيار التسلسل الصفري؛ والثانية هي أن الغلاف المعدني الذي لا يتم شحنه عادةً يكون له جهد إلى الأرض (عادةً ما يكون الغلاف المعدني والأرض عند جهد صفري).
2) دور محول التيار التسلسلي الصفري يحصل واقي التسرب على إشارات غير طبيعية من خلال اكتشاف محول التيار، ويحولها وينقلها من خلال الآلية الوسيطة لتنشيط المحرك وفصل مصدر الطاقة من خلال جهاز التبديل. يشبه هيكل محول التيار هيكل المحول. يتكون من ملفين معزولين عن بعضهما البعض وملفوفين على نفس القلب. عندما يكون هناك تيار متبقي في الملف الأساسي، فإن الملف الثانوي سيحث التيار.
3) مبدأ عمل واقي التسرب يتم تثبيت واقي التسرب في الخط، ويتم توصيل الملف الأساسي بخط شبكة الطاقة، ويتم توصيل الملف الثانوي بالمفك في واقي التسرب. عندما تعمل المعدات الكهربائية بشكل طبيعي، يكون التيار في الخط في حالة متوازنة، ومجموع متجهات التيار في المحول يساوي صفرًا (التيار هو متجه اتجاهي، مثل اتجاه التدفق الخارجي "+" واتجاه العودة "-". التيارات في المحول متساوية في المقدار ومعاكسة في الاتجاه، والتيارات الإيجابية والسلبية تلغي بعضها البعض). نظرًا لعدم وجود تيار متبقي في الملف الأساسي، فلن يتم تحريض الملف الثانوي، ويكون جهاز التبديل الخاص بواقي التسرب في حالة مغلقة. عندما يتسرب غلاف المعدات ويلمسه شخص ما، يتم إنشاء تحويلة عند نقطة العطل. يمر تيار التسرب هذا عبر جسم الإنسان؟ الأرض؟ يعود التأريض العامل إلى النقطة المحايدة للمحول (دون المرور عبر محول التيار)، مما يتسبب في عدم توازن التيار المتدفق داخل وخارج المحول (مجموع متجهات التيار ليس صفرًا)، ويولد الملف الأساسي تيارًا متبقيًا. لذلك، سوف يحفز الملف الثانوي. عندما تصل قيمة التيار هذه إلى قيمة تيار العمل المحددة بواسطة واقي التسرب، سيعمل المفتاح التلقائي على فصل مصدر الطاقة.
3. التصنيف:
1) التصنيف حسب وظيفة الحماية والخصائص الهيكلية: يمكن تقسيمها إلى مرحل حماية التسرب، ومفتاح حماية التسرب، ومقبس حماية التسرب؛
(1) يشير مرحل حماية التسرب إلى جهاز حماية من التسرب له وظيفة اكتشاف تيار التسرب وتقييمه ولكنه لا يمتلك وظيفة قطع الدائرة الرئيسية وتوصيلها. يتكون مرحل حماية التسرب من محول تسلسل صفري ومفكك وموصل مساعد لإشارات الإخراج. يمكن استخدامه جنبًا إلى جنب مع مفتاح تلقائي كبير التيار كحماية كاملة لشبكة الطاقة ذات الجهد المنخفض أو حماية تسرب أو تأريض أو مراقبة عزل الطريق الرئيسي.
عندما يكون هناك تيار تسرب في الدائرة الرئيسية، نظرًا لأن جهة الاتصال المساعدة وقاطع التيار لمفتاح الدائرة الرئيسية متصلان على التوالي لتشكيل دائرة، فإن جهة الاتصال المساعدة تربط بين القاطع وتفصل مفتاح الهواء وقاطع التيار المتردد وما إلى ذلك، مما يتسبب في تعثرها وقطع الدائرة الرئيسية. يمكن لجهة الاتصال المساعدة أيضًا توصيل جهاز إشارة الصوت والضوء لإرسال إشارة إنذار تسرب تعكس حالة عزل الخط.
(2) يشير مفتاح حماية التسرب إلى عنصر مفتاح يمكنه توصيل أو فصل الدائرة الرئيسية مثل قواطع الدائرة الأخرى، وله وظيفة اكتشاف تيار التسرب والحكم عليه. عندما يحدث تسرب أو تلف العزل في الدائرة الرئيسية، يمكن لمفتاح حماية التسرب توصيل أو فصل الدائرة الرئيسية وفقًا لنتيجة الحكم. يمكن دمجه مع الصمامات ومرحل حراري لتشكيل عنصر مفتاح الجهد المنخفض وظيفيًا بالكامل.
(3) يشير مقبس الحماية من التسرب إلى مقبس طاقة يمكنه اكتشاف تيار التسرب والحكم عليه وقطع الدائرة. يكون التيار المقدر له عمومًا أقل من 20 أمبير، ويتراوح تيار عمل التسرب من 6 إلى 30 مللي أمبير، والحساسية عالية نسبيًا. غالبًا ما يتم استخدامه لحماية أدوات الطاقة المحمولة والمعدات الكهربائية المتنقلة وفي الأماكن المدنية مثل المنازل والمدارس.
2) التصنيف حسب مبدأ العمل: واقي التسرب الذي يعمل بالجهد، واقي التسرب الذي يعمل بالتيار؛
3) التصنيف حسب الخصائص البنيوية للروابط الوسيطة: واقي التسرب الكهرومغناطيسي، واقي التسرب الإلكتروني؛
4) التصنيف حسب قيمة تيار عمل التسرب المقدر: واقي تسرب عالي الحساسية، واقي تسرب متوسط الحساسية، واقي تسرب منخفض الحساسية.
5) التصنيف حسب وقت العمل: واقي التسرب اللحظي، واقي التسرب المتأخر، واقي التسرب في الوقت العكسي؛
6) التصنيف حسب دائرة المفتاح الرئيسي وعدد أقطاب التيار: واقي تسرب بنقرة واحدة ثنائي الأسلاك، واقي تسرب ثانوي، واقي تسرب ثانوي بثلاثة أسلاك، واقي تسرب ثالثي، واقي تسرب ثالثي بأربعة أسلاك، واقي تسرب ثالثي.
4. نطاق التطبيق:
1) يتم استخدام مجموعة متنوعة من المعدات والمقابس الكهربائية ذات الجهد المنخفض في الأماكن ذات المتطلبات العالية للوقاية من الصدمات الكهربائية والحرائق وفي المشاريع الجديدة والمعدلة والموسعة.
2) الأدوات الكهربائية المحمولة باليد (باستثناء الفئة الثالثة)، والمعدات الكهروميكانيكية المتنقلة الأخرى، والمعدات الكهربائية ذات الخطورة العالية للتعرض لصدمة كهربائية.
3) يجب تركيب واقيات التسرب في الأماكن ذات الرطوبة ودرجة الحرارة المرتفعة ومعامل إشغال المعدن العالي والأماكن الأخرى ذات الموصلية الجيدة.
4) لا ينبغي استخدام واقيات التسرب كبديل للأماكن التي يجب استخدام الجهد الآمن فيها. إذا كان من الصعب حقًا استخدام الجهد الآمن، فيجب الموافقة على واقيات التسرب من قبل قسم إدارة السلامة في المؤسسة قبل استخدامها كحماية تكميلية.
5) يمكن استخدام واقيات التسرب ذات تيار التسرب المقدر لا يتجاوز 30 مللي أمبير كحماية تكميلية للتلامس المباشر عندما تفشل تدابير الحماية الأخرى، ولكن لا يمكن استخدامها كحماية التلامس المباشر الوحيدة.
6) يجب تحديد اختيار واقيات التسرب وفقًا لنطاق الحماية وسلامة المعدات الشخصية والمتطلبات البيئية. بشكل عام، يجب اختيار واقيات التسرب من النوع الحالي.
7) عند استخدام واقي التسرب للحماية الهرمية، يجب تلبية انتقائية إجراءات المفتاح العلوي والسفلي. بشكل عام، لا يقل تيار التسرب المقدر لواقي التسرب العلوي عن تيار التسرب المقدر لواقي التسرب السفلي أو ضعف تيار التسرب الطبيعي لمعدات الخط المحمي.
8) بشرط عدم التأثير على التشغيل الطبيعي للخط والمعدات (أي عدم التشغيل الخاطئ)، يجب اختيار واقي تسرب ذو تيار تسرب ووقت عمل أصغر.
9) عندما تكون هناك حاجة إلى حماية من الحمل الزائد أو حماية من الحرائق، يجب اختيار جهاز حماية من التسرب مع وظيفة حماية من التيار الزائد.
10) في الأماكن التي بها مخاطر انفجار، يجب اختيار واقيات التسرب المقاومة للانفجار؛ وفي الأماكن ذات الرطوبة العالية وبخار الماء، يجب اختيار واقيات التسرب المغلقة؛ وفي الأماكن ذات التركيز العالي للغبار، يجب اختيار واقيات التسرب المقاومة للغبار أو المغلقة.
رابعا: تعريف ومبدأ عمل وتصنيف ونطاق تطبيق قواطع الدائرة
1. التعريف: يشير قاطع الدائرة إلى جهاز تبديل يمكنه إغلاق التيار ونقله وفصله في ظل ظروف الدائرة العادية ويمكنه إغلاق التيار ونقله وفصله في ظل ظروف الدائرة غير الطبيعية في غضون فترة زمنية محددة.
2. التصنيف:
1) وفقًا لنطاق الاستخدام، يتم تقسيمها إلى قواطع دوائر ذات جهد عالي وقواطع دوائر ذات جهد منخفض. الحدود بين الجهد العالي والمنخفض غير واضحة نسبيًا. بشكل عام، تسمى الأجهزة الكهربائية ذات الجهد العالي التي تزيد عن 3 كيلو فولت.
تُسمى قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض أيضًا بالمفاتيح الأوتوماتيكية، والمعروفة عمومًا باسم "مفاتيح الهواء"، والتي تشير أيضًا إلى قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض. إنه جهاز كهربائي يتمتع بوظائف التبديل اليدوي ويمكنه إجراء حماية تلقائية من فقدان الضغط وانخفاض الجهد والحمل الزائد والماس الكهربائي.
قواطع الدائرة ذات الجهد العالي هي معدات التحكم الرئيسية في الطاقة في محطات الطاقة والمحطات الفرعية. تتميز بخصائص إطفاء القوس. عندما يعمل النظام بشكل طبيعي، يمكنها قطع وتوصيل التيار غير المحمل والتيار المحمل للخطوط والمعدات الكهربائية المختلفة؛ عندما يفشل النظام، فإنه يتعاون مع حماية التتابع لقطع تيار العطل بسرعة لمنع توسع نطاق الحادث.
2) التصنيف حسب عدد الأقطاب: قطب واحد، قطبين، ثلاثة أقطاب، وأربعة أقطاب، الخ.
3) التصنيف حسب طريقة التثبيت: نوع المكونات الإضافية، والنوع الثابت، ونوع الدرج، وما إلى ذلك.
4) التصنيف حسب فئة الاستخدام: النوع الانتقائي والنوع غير الانتقائي؛
5) التصنيف حسب النوع الهيكلي: النوع العالمي ونوع الغلاف البلاستيكي؛
6) التصنيف حسب طريقة التشغيل: تشغيل القوى العاملة، تشغيل غير القوى العاملة، تشغيل الطاقة، تشغيل غير الطاقة وتشغيل تخزين الطاقة؛
7) التصنيف حسب وسيلة إطفاء القوس المستخدمة: نوع الهواء ونوع الفراغ؛
3. مبدأ العمل:
1) تتكون قواطع الدائرة بشكل عام من نظام الاتصال، ونظام إطفاء القوس، وآلية التشغيل، والإفراج، والغلاف، وما إلى ذلك.
2) عند حدوث ماس كهربائي، يتغلب المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكبير (عادةً من 10 إلى 12 مرة) على زنبرك التفاعل، ويسحب الزنبرك آلية التشغيل للعمل، ويتعطل المفتاح على الفور. عند التحميل الزائد، يصبح التيار أكبر، ويزداد توليد الحرارة، ويتشوه الشريط ثنائي المعدن إلى حد معين لدفع الآلية للعمل (كلما زاد التيار، كلما كان وقت التشغيل أقصر).
3) هناك أنواع إلكترونية تستخدم محاثات متبادلة لجمع تيار كل طور ومقارنته بالقيمة المحددة، وعندما يكون التيار غير طبيعي، يرسل المعالج الدقيق إشارة لتشغيل الإصدار الإلكتروني لتشغيل آلية التشغيل.
4) وظيفة قاطع الدائرة هي قطع دائرة الحمل وتوصيلها، وكذلك قطع دائرة العطل، ومنع توسع الحادث، وضمان التشغيل الآمن. يحتاج قاطع الدائرة عالي الجهد إلى كسر قوس 1500 فولت وتيار 1500-2000 أمبير. يمكن تمديد هذه الأقواس إلى 2 متر وتستمر في الاحتراق دون إطفاء. لذلك، فإن إطفاء القوس هو مشكلة يجب على قواطع الدائرة عالية الجهد حلها.
5) مبدأ نفخ القوس وإطفاء القوس هو في الأساس تبريد القوس وإضعاف التأين الحراري. من ناحية أخرى، يتم تمديد القوس عن طريق النفخ لتعزيز إعادة التركيب وانتشار الجسيمات المشحونة، وفي الوقت نفسه، يتم نفخ الجسيمات المشحونة في فجوة القوس لاستعادة القوة العازلة بسرعة.
6) تسمى قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض أيضًا بمفاتيح الهواء الأوتوماتيكية، والتي يمكن استخدامها لتوصيل وفصل دوائر الحمل، ويمكن استخدامها أيضًا للتحكم في المحركات التي لا يتم تشغيلها بشكل متكرر. وظيفتها تعادل مجموع بعض أو كل وظائف الأجهزة الكهربائية مثل مفاتيح السكين ومرحلات التيار الزائد ومرحلات الجهد المنخفض والمرحلات الحرارية وحماة التسرب. إنها جهاز كهربائي وقائي مهم في شبكات توزيع الجهد المنخفض.
7) تتميز قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض بوظائف حماية متعددة (الحمل الزائد، والدائرة القصيرة، والحماية من انخفاض الجهد، وما إلى ذلك)، وقيم عمل قابلة للتعديل، وقدرة عالية على القطع، وسهولة التشغيل، والسلامة، وبالتالي فهي تستخدم على نطاق واسع. الهيكل ومبدأ العمل تتكون قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض من آليات التشغيل، والاتصالات، وأجهزة الحماية (الإصدارات المختلفة)، وأنظمة إطفاء القوس، وما إلى ذلك.
8) يتم إغلاق جهات الاتصال الرئيسية لقواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض يدويًا أو كهربائيًا. بعد إغلاق جهات الاتصال الرئيسية، تقوم آلية التعثر الحر بقفل جهات الاتصال الرئيسية في الوضع المغلق. يتم توصيل ملف تحرير التيار الزائد والعنصر الحراري لتحرير الحرارة على التوالي مع الدائرة الرئيسية، ويتم توصيل ملف تحرير الجهد المنخفض بالتوازي مع مصدر الطاقة. عند حدوث ماس كهربائي أو حمل زائد شديد في الدائرة، يتم جذب محرك تحرير التيار الزائد، مما يتسبب في تشغيل آلية التعثر الحر وفصل جهات الاتصال الرئيسية للدائرة الرئيسية. عند زيادة تحميل الدائرة، يسخن العنصر الحراري لتحرير الحرارة وينحني الشريط ثنائي المعدن، مما يدفع آلية التعثر الحر للعمل. عندما تكون الدائرة منخفضة الجهد، يتم تحرير محرك تحرير الجهد المنخفض. كما يتسبب في تشغيل آلية التعثر الحر. يتم استخدام تحرير التحويلة للتحكم عن بعد. أثناء التشغيل العادي، يتم إلغاء تنشيط ملفه. عند الحاجة إلى التحكم عن بعد، اضغط على زر البدء لتنشيط الملف. 4. نطاق التطبيق:
1) قواطع التيار ذات الجهد العالي (أو مفاتيح الجهد العالي) هي معدات التحكم الرئيسية في الطاقة في محطات الطاقة والمحطات الفرعية. لديها خصائص إطفاء القوس. عندما يعمل النظام بشكل طبيعي، يمكنها قطع وتوصيل الخط والتيار بدون حمل والتيار الحملي للمعدات الكهربائية المختلفة؛ عندما يفشل النظام، فإنه يتعاون مع حماية التتابع لقطع تيار العطل بسرعة لمنع اتساع نطاق الحادث.
2) تُستخدم قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض على نطاق واسع في خطوط التغذية على جميع مستويات أنظمة توزيع الجهد المنخفض، والتحكم في إمدادات الطاقة للمعدات الميكانيكية المختلفة، والتحكم في محطات الطاقة وحمايتها. تُستخدم في أماكن مختلفة مثل الصناعة والتجارة والمباني الشاهقة والمباني السكنية.
القسم 2 الاختلافات بين أجهزة زيادة التيار، وأجهزة منع الصواعق، وأجهزة حماية التسرب، وقواطع الدائرة، وقواطع الدائرة
1. الاختلافات بين أجهزة زيادة التيار وقواطع الدائرة
1. مبادئ العمل المختلفة: عندما تزيد الجهد الزائد المؤقت في الخط، سيتم تشغيل واقي التيار الزائد في الوقت المناسب لتفريغ الجهد الزائد على الخط إلى الأرض؛ بينما سيتم فصل مفتاح الهواء تلقائيًا عندما يتجاوز التيار على الخط التيار المقدر لحماية المعدات الكهربائية.
2. وظائف الحماية المختلفة:
أجهزة حماية التيار الزائد هي أجهزة تحمي المعدات الكهربائية ومعدات الاتصالات وما إلى ذلك في الخط من التلف الناتج عن التيار الزائد في الخط، بينما تعمل مفاتيح الهواء على حماية الدوائر القصيرة والحمل الزائد وما إلى ذلك في الخط.
3. نطاقات الحماية المختلفة:
لا تستطيع واقيات التيار الزائد حماية مصادر الطاقة فحسب، بل تحمي أيضًا المعدات الموجودة على خطوط الاتصال؛ كما تعمل مفاتيح الهواء على حماية المعدات الكهربائية.
2. الاختلافات بين أجهزة حماية التيار الزائد وأجهزة منع الصواعق
تتمتع كل من أجهزة حماية التيار الكهربائي وأجهزة منع الصواعق بوظيفة منع الجهد الزائد، وخاصة الجهد الزائد الناتج عن الصواعق، ولكن من حيث التطبيق، لا تزال هناك اختلافات واضحة بين الاثنين.
1. تحتوي مانعات الصواعق على مستويات جهد متعددة، تتراوح من جهد منخفض 38 كيلو فولت إلى جهد فائق الارتفاع 500 كيلو فولت، في حين تحتوي واقيات الصواعق عمومًا على منتجات ذات جهد منخفض فقط.
2. يتم تركيب مانعات الصواعق في الغالب على النظام الأساسي لمنع التطفل المباشر لموجات الصواعق، في حين يتم تركيب واقيات الصواعق في الغالب على النظام الثانوي. وهي تدابير تكميلية بعد أن يقضي مانع الصواعق على التطفل المباشر لموجات الصواعق، أو عندما لا يقضي مانع الصواعق على موجات الصواعق تمامًا.
3. تُستخدم مانعات الصواعق لحماية المعدات الكهربائية، في حين تُستخدم واقيات زيادة التيار في الغالب لحماية الأجهزة الإلكترونية أو العدادات.
4. نظرًا لأن مانعات الصواعق متصلة بالنظام الكهربائي الأساسي، فيجب أن تتمتع بأداء عزل خارجي كافٍ وحجم مظهر كبير نسبيًا، في حين يمكن تصنيع واقيات الصواعق صغيرة الحجم للغاية لأنها متصلة بجهد منخفض.
3. الفرق بين مفاتيح الهواء وحماة التسرب
1. أشكال التحكم المختلفة: سيتم فصل مفاتيح الهواء عند حدوث ماس كهربائي في الدائرة، بينما سيتم فصل واقيات التسرب عند ملامستها للدائرة عن طريق الخطأ وتسبب صدمة كهربائية.
2. مبادئ مختلفة لإيقاف التشغيل: يقوم قاطع الدائرة بفصل التيار بعد استنتاج ما إذا كان تيار الدائرة محملاً بشكل زائد، بينما يقوم واقي التسرب بفصل المفتاح عندما يلمس جسم الإنسان السلك الحي. في هذا الوقت، يكون السلك الحي فقط هو الذي يحمل التيار ويتم فصل المفتاح.
3. مستويات الحماية المختلفة: قاطع الدائرة هو حماية من التيار الزائد، في حين أن واقي التسرب ينتمي إلى مستوى المللي أمبير، لذلك يجب فصل مصدر الطاقة على الفور.
4. وظائف حماية مختلفة: بشكل عام، يعد مفتاح الهواء مناسبًا لمنع الدائرة من التحميل الزائد ومنع تعرض جسم الإنسان للصعق الكهربائي، لذلك فهو يلعب دور الصمامة. كما يمنع واقي التسرب جسم الإنسان من التعرض للصعق الكهربائي والتسرب، ولكن هذا النوع من الدوائر لن يلعب دورًا كبيرًا عندما تكون الدائرة محملة بشكل زائد. بالنسبة لبعض الدوائر الصغيرة، يمكن أن يلعب دورًا وقائيًا.
5. طرق الكشف عن الحركة المختلفة: عندما تكون الدائرة ثقيلة جدًا ويتعطل الموصل، يمكن استخدامها لحماية سلامة استخدام الكهرباء. يمكن أن يكتشف واقي التسرب التيار المتبقي، والغرض من ذلك هو حماية تيار الدائرة، ويمكن تجنب قيمة التسرب، وقطع واقي التسرب، ومنع ملامسة تيار التسرب.
6. أسباب مختلفة للتعثر: يمر مفتاح الهواء بشكل أساسي عبر السلك الحي والسلك المحايد. إذا كان التيار بين السلكين كبيرًا نسبيًا، فسوف يتعثر. السبب الرئيسي لمانع التسرب هو السلك الحي. عندما يتلامس مع السلك الحي والأرض، ستكون هناك حلقة، وسيستشعرها الجهاز الموجود بالداخل تلقائيًا، بحيث يمكن تحقيق غرض التعثر ويلعب دورًا وقائيًا.
4. الفرق بين مفاتيح الهواء وقواطع الدائرة
1. الفرق في مستوى الجهد: هناك فرق معين في مستوى الجهد بين قواطع الدائرة ومفاتيح الهواء. بالنسبة لمفاتيح الهواء، يكون مستوى الجهد الخاص بها أقل من 500 فولت بشكل عام، بينما يكون مستوى الجهد الخاص بقواطع الدائرة أعلى من 220 فولت، وستكون سعة التحميل أقوى.
2. الفرق في طرق إطفاء القوس: بالنسبة لمفاتيح الهواء، فإنه يستخدم الهواء بشكل أساسي كوسيط لتحقيق تأثير إطفاء القوس. إنه ليس سهل التشغيل فحسب، بل إنه آمن للغاية أيضًا، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع في السوق. بالنسبة لقواطع الدائرة، هناك العديد من الطرق لإطفاء القوس، وستكون القدرة قوية نسبيًا. إذا تم استخدامه في الأجهزة الكهربائية ذات الجهد العالي، فإنه يستخدم بشكل أساسي الفراغ وسداسي فلوريد الكبريت كوسيط لتحقيق تأثير إطفاء القوس.
3. الفرق في الوظيفة: هناك فرق معين بين مفاتيح الهواء وقواطع الدائرة من حيث الوظيفة. بالنسبة لمفاتيح الهواء، تلعب دورًا وقائيًا في الدائرة بشكل أساسي. يمكن لقواطع الدائرة فصل الحمل عندما يكون الجهد مرتفعًا أو التيار كبيرًا.
القسم 3 ملخص ومبادئ التخطيط
أولا- الملخص
1. مفاتيح الهواء هي مفاتيح تحميل يمكنها قطع مصدر الطاقة عند وجود تيار زائد. يشير ما يسمى "المفتاح" إلى مفتاح يمكن إعادة استخدامه وتشغيله يدويًا (توصيل أو فصل مصدر الطاقة).
2. "واقي قاطع الدائرة" هو نوع سلبي من أجهزة تبديل الحماية التي لا يتم استخدامها بشكل متكرر بشكل عام (مثل قواطع الدائرة ذات الجهد العالي الكبيرة في المحولات ومحطات التوزيع؛ أو الصمامات المنزلية الصغيرة، وما إلى ذلك).
3. "مانع التسرب" هو مفتاح حماية. بالإضافة إلى خصائص مفاتيح الهواء، فإنه يتمتع أيضًا بوظيفة حماية التسرب. عندما يكون للحمل تيار تسرب يعرض السلامة الشخصية للخطر (أقل من أو يساوي 30 مللي أمبير)، فإنه يمكن أن يتعطل بسرعة (<0.1 seconds) open the gate and cut off the power supply.
4. تشير مفاتيح الهواء، بالمعنى الواسع، إلى جميع المفاتيح التي تستخدم الهواء كعازل للقوس الكهربائي ووسيلة لإطفاء القوس الكهربائي. بما في ذلك قواطع الدائرة الهوائية، ومفاتيح الحمل الهوائي، وفواصل الهواء، وما إلى ذلك. وبهذا المعنى، قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض، وقواطع الدائرة المصبوبة، وقواطع الدائرة الصغيرة، ومفاتيح السكين، وفواصل الدائرة، ومفاتيح الحمل بالهواء المضغوط ذات الجهد العالي، وفواصل الدائرة ذات الجهد العالي، وما إلى ذلك. بالمعنى الضيق، يشير هذا المصطلح على وجه التحديد إلى قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض، وبالمعنى الضيق، يشير هذا المصطلح على وجه التحديد إلى قواطع الدائرة المصبوبة وقواطع الدائرة الصغيرة (الميكرو).
لذا يمكن القول أن: مفاتيح الهواء تشمل بعض قواطع الدائرة، وقواطع الدائرة ليست بالضرورة جميع مفاتيح الهواء (مثل قواطع الدائرة SF). تجدر الإشارة إلى أن: واقي التسرب هو فئة مستقلة من الأجهزة الكهربائية، يختلف عن قاطع الدائرة، فهو منتج قديم يُنصح حاليًا بالتوقف عن إنتاجه، وهو مختلف عن قاطع الدائرة المتسرب الذي يستخدم غالبًا في خزانة التوزيع. لكن بعض كهربائيينا غالبًا ما يخلطون بين الاثنين. يلعب واقي التسرب دورًا في حماية التسرب فقط، ويحتاج إلى التعاون مع قاطع الدائرة لتحقيق حماية شاملة ضد الحمل الزائد والقصر الكهربائي والتسرب. يتضمن قاطع الدائرة المتسرب نفسه جميع الوظائف المذكورة أعلاه.