أتذكر المرة الأولى التي وقفت فيها أمام قاطع دائرة هوائي كبير خلال جولة في المصنع منذ سنوات. لقد كان بحجم ثلاجة صغيرة، وقد رافقني عامل الكهرباء وقال: "هذا الشيء يمكن أن يقطع تيارًا كافيًا لإضاءة بلدة صغيرة. لكن في الداخل، إنه في الحقيقة مجرد مفتاح فاخر يعرف متى يتوقف."
لم يكن مخطئا. في قلبها،قاطع دائرة الهواء- أو ACB كما يسميه معظمنا - يفعل ما يفعله أي قاطع دائرة: فهو ينقل التيار عندما تكون الأمور طبيعية، ويتوقف عن التيار عندما تسوء الأمور. لكن كيفية القيام بذلك، خاصة مع نوع التيارات التي نتحدث عنها في البيئات الصناعية، أمر يستحق الفهم.
الوظيفة الأساسية
تم تصميم ACB للعمل بجهد منخفض-، عادةً أقل من 600 فولت، على الرغم من أنك ستلاحظه في جميع أنواع التطبيقات. إنهم الأولاد الكبار في عالم المفاتيح الكهربائية، حيث يتعاملون مع التيارات من بضع مئات من الأمبيرات إلى 6300 أمبير في بعض الحالات. ستجدهم يحمون المحولات والمولدات ولوحات التوزيع الرئيسية - الأماكن التي تريد أن يتعطل فيها شيء ما بأمان.
يخبرك الجزء "الهواء" من الاسم بالوسيلة التي يستخدمها القاطع لإطفاء القوس عند فتح نقاط الاتصال. على عكس قواطع الزيت أو SF6 التي تستخدم مواد أخرى، تقوم قواطع ACB بعملها بشكل صحيح في الهواء العادي عند الضغط الجوي.
ما في الداخل يهم
قبل أن نبدأ العمل، دعونا نتحدث عن ما هو موجود بالفعل داخل أحد هذه الأشياء.
جهات الاتصال الرئيسية هي التي تحمل التيار أثناء التشغيل العادي. وهي مصنوعة من التنجستن الفضي- أو من سبائك مماثلة مقاومة اللحام والتآكل. عندما يتم إغلاق الكسارة، يتم ضغط هذه الاتصالات معًا بواسطة ضغط الزنبرك، ويتدفق التيار من خلالها.
فوق أو حول جهات الاتصال الرئيسية هذه، ستجد جهات الاتصال المنحنية. تم تصميمها لتحمل العبء الأكبر من الضرر عند فتح الكسارة. إنها تتلامس قبل إغلاق التيار الكهربائي وتنفصل بعد فتح التيار الكهربائي، وبالتالي يتشكل القوس عليها بدلاً من الأسطح الحاملة للتيار الرئيسي-. تصميم ذكي.
ثم هناك المزلق القوسي – وهو عبارة عن مجموعة من الصفائح المعدنية مرتبة بحيث يتم تقسيم القوس المسحوب فيه إلى أجزاء أصغر ويتم تبريده حتى لا يتمكن من الحفاظ على نفسه. فكر في الأمر كمتاهة يجب على القوس أن يمر عبرها، وبحلول الوقت الذي يصل فيه إلى النهاية، تكون طاقته قد نفدت.
آلية التشغيل هي التي تحرك كل شيء. في ACBs الأكبر حجمًا، غالبًا ما تكون هذه آلية طاقة مخزنة - نوابض يتم شحنها إما يدويًا أو بواسطة محرك صغير، وتكون جاهزة لإغلاق نقاط الاتصال أو فتحها بسرعة ثابتة بغض النظر عن كيفية تحريك المشغل للمقبض.
التشغيل العادي - مجرد تمرير التيار
عندما يسير كل شيء على ما يرام، يجلس ACB هناك ويقوم بعمله. يأتي التيار من خلال أحد الأطراف، ويمر عبر نقاط الاتصال، ويخرج من الجانب الآخر. تقوم وحدة الرحلة – سواء كانت حرارية أو مغناطيسية أو إلكترونية – بمراقبة التيار بشكل مستمر.
في الكسارات الحرارية-المغناطيسية، يوجد شريط ثنائي المعدن يتم تسخينه بناءً على مرور التيار عبره. التيار الطبيعي يبقيه دافئًا ولكن ليس بدرجة كافية للانحناء. هناك أيضًا ملف مغناطيسي ينتج مجالًا مغناطيسيًا يتناسب مع التيار.
في وحدات الرحلة الإلكترونية الحديثة، تقوم محولات التيار في كل مرحلة بتغذية الإشارات إلى معالج دقيق يراقب المشاكل. هذه أكثر دقة ويمكن تعديلها لتناسب منحنيات ووظائف الرحلة المختلفة.
عندما تسوء الأمور – تسلسل الرحلة
هنا يصبح الأمر مثيرًا للاهتمام. لنفترض أن دائرة كهربائية قصيرة تحدث في اتجاه مجرى النهر. يصل التيار إلى آلاف الأمبيرات في أجزاء من الثانية.
في الكسارة المغناطيسية الحرارية-، يؤدي هذا التيار العالي إلى إنشاء مجال مغناطيسي قوي حول الملف على الفور. يسحب الحقل عضوًا عضويًا يعطل الآلية ويفتح نقاط الاتصال. ويحدث هذا في حوالي 10 ميلي ثانية، أي أقل من نصف دورة.
في الكسارة المتعثرة إلكترونيًا، يرى المعالج الدقيق التيار الزائد ويرسل إشارة إلى رحلة التحويلة أو يطلق مزلاجًا مغناطيسيًا. وفي كلتا الحالتين، يتم تحرير آلية التشغيل.
القوس - وكيفية قتله
عندما تبدأ نقاط الاتصال بالانفصال، يحاول الجهد الحفاظ على تدفق التيار عبر الفجوة. يتأين الهواء، ويصبح موصلًا، ويتشكل قوس. يمكن أن يصل هذا القوس إلى درجات حرارة تصل إلى عدة آلاف من الدرجات. إذا تركت وحدها، فإنها ستدمر نقاط الاتصال وتستمر في التوصيل حتى يذوب شيء ما.
هذا هو المكان الذي يكتسب فيه شلال القوس مكانته. عندما ينسحب الاتصال المتحرك بعيدًا، يتم رسم القوس لأعلى - إما يتم نفخه مغناطيسيًا بواسطة مجال التيار نفسه أو يتم توجيهه ميكانيكيًا - داخل كومة الصفائح المعدنية. تقوم كل لوحة بتقسيم القوس إلى أقواس أصغر على التوالي. يضيف كل انقسام انخفاضًا في الجهد، وتقوم الألواح بتبريد القوس. وفي نهاية المطاف، فإن الجهد المطلوب للحفاظ على كل تلك الأقواس الصغيرة يتجاوز ما يمكن للنظام توفيره، وينطفئ القوس.
تستغرق العملية برمتها ما بين 25 إلى 40 مللي ثانية بالنسبة لـ ACB النموذجي. ليست فورية، ولكنها سريعة بما يكفي للحد من الضرر.
الطاقة المخزنة – لماذا لا تعتمد الكسارات الكبيرة على العضلات
إذا سبق لك أن قمت بتشغيل ACB كبير الحجم يدويًا، فأنت تعلم أنك لا تقوم فقط بقلب المقبض. تقوم بشحن الزنبركات أولاً عن طريق ضخ رافعة أو ترك المحرك يعمل. تلك الطاقة المخزنة هي التي تغلق نقاط الاتصال – بسرعة وبقوة، بغض النظر عن مدى بطء حركتك.
وهذا مهم لأن سرعة التلامس تؤثر على إطفاء القوس. إذا قمت بالإغلاق ببطء، فقد ترتد جهات الاتصال أو تتقوس قبل أن يتم تصنيعها بالكامل. إذا فتحت ببطء، فسيظل القوس معلقًا لفترة طويلة جدًا. تضمن آليات الطاقة المخزنة سرعة ثابتة في كل مرة.
الفرق بين ACB والكسارات الأصغر
يخلط الناس أحيانًا بين ACBs وقواطع الحالة المصبوبةأو MCCBs. كلاهما عبارة عن كاسرات هواء إلى حد ما، لكن ACB أكبر عمومًا، ولها تصنيفات تيار مستمر أعلى، وغالبًا ما تتضمن حماية ومراقبة أكثر تطوراً.
تم تصميم ACBs أيضًا لتكون قابلة للخدمة. يمكنك فتحها وفحص جهات الاتصال واستبدال مزالق القوس وضبط الإعدادات. عادةً ما يتم إغلاق قاطع العلبة المقولب - عند الانتهاء من ذلك، يمكنك استبدال الوحدة بأكملها.
هناك اختلاف آخر يتمثل في كيفية التعامل مع تيار الخلل. تم تصميم MCCBs للحد من التيار - فهي تنقطع بسرعة كبيرة بحيث لا يصل تيار العطل إلى ذروته الكاملة. تم تصميم ACBs لتحمل الخطأ لفترة قصيرة بينما تقوم الأجهزة المتلقية للمعلومات بحل المشكلة. تعد هذه الانتقائية أمرًا بالغ الأهمية في الأنظمة الكبيرة حيث لا تريد أن يتعطل الكسارة الرئيسية بسبب كل خطأ صغير في الدائرة الفرعية.
المفاهيم الخاطئة الشائعة
لقد سمعت الناس يقولون أن ACBs عفا عليها الزمن، وحل محلها فراغ أو SF6. غير صحيح بالنسبة للجهد المنخفض. الهواء حر ولا يتسرب ولا يتطلب أي معالجة خاصة. بالنسبة للجهود التي تقل عن 1000 فولت، لا تزال قواطع الهواء هي العامل الرئيسي.
شيء آخر: أن جميع ACBs متشابهة. إنهم ليسوا كذلك. يستخدم البعض رحلات حرارية بسيطة، والبعض الآخر يتمتع بالتحكم الكامل في المعالجات الدقيقة مع الاتصال بأنظمة إدارة المبنى. المبدأ الأساسي هو نفسه، ولكن التعقيد يختلف بشكل كبير.
والشيء الذي يدفعني للجنون: "إذا تعثرت، فما عليك سوى إعادة ضبطها وتشغيلها مرة أخرى." لا، يمكنك معرفة سبب تعثرها أولاً. الكسارات لا تتعثر بدون سبب.
التفاف
إذًا كيف يعمل قاطع الدائرة الهوائية؟ فهو يحمل التيار عندما ينبغي، ويكتشف متى يتجاوز التيار المستويات الآمنة، ويفتح نقاط الاتصال لمقاطعة هذا التيار، ويستخدم خصائص الهواء والتصميم الميكانيكي الذكي لإطفاء القوس الناتج. يقوم بذلك بشكل موثوق ومتكرر وبدون غازات أو زيوت خاصة.
في المرة القادمة التي تمر فيها بالقرب من محطة فرعية أو مصنع، ستعرف ما يحدث داخل هذا الصندوق المعدني. وسوف تقدر الهندسة التي تسمح له بالبقاء هناك بهدوء لسنوات، في انتظار جزء من الثانية عندما يحتاج إلى القيام بعمله.
إذا كنت تعمل معقواطع دوائر الهواءووجدت نفسك غير متأكد من الطراز الذي يناسب إعدادك، أو كيفية الاتصال بإعدادات الحماية، أو كنت ترغب فقط في مواجهة موقف صعب مع شخص ما كان هناك، ويسعدني تقديم المساعدة. لا داعي للمصطلحات التقنية الزائدة، ولا حديث المبيعات الملح، كل ما عليك فعله هو الحصول على نصيحة صادقة وعملية من سنوات من الخبرة العملية-.
سواء كنت تقوم بتغيير حجم المعدات لمشروع جديد، أو تطارد رحلة مزعجة، أو تفكر في ترقية التثبيت الحالي، فلا تتردد في التواصل معنا. دعونا نتأكد من أن قواطعك تفعل بالضبط ما يفترض أن تفعله عندما يكون الأمر أكثر أهمية.
البريد الإلكتروني: luna@yawei-electric.com
واتساب: +86 15206275931
