مفتاح الفراغ: الجهاز ومبدأ التشغيل + الفروق الدقيقة في الاختيار والاتصال

قاطع الدائرة الكهربائية للأجهزة الكهربائية هو جهاز مصمم للتشغيل كجزء من الشبكات الكهربائية عالية الجهد. حصلت على اسمها من ميزة التصميم - غرفة الفراغ ، التي يتم من خلالها انقراض القوس الكهربائي بشكل فوري.

يتم استخدام الجهاز كمفاتيح مصممة لإغلاق المعدات في حالة الطوارئ أو كجزء من التشغيل المستمر. دعونا نلقي نظرة فاحصة على ما هو مفتاح الفراغ وما هو عليه.

كيف يعمل مفتاح الفراغ عالي الجهد؟

أساس وظائف غرف الفراغ المستخدمة في تصميم قواطع الدائرة هي الخصائص الفيزيائية للغاز في حالة التفريغ. في ظل هذه الظروف ، تتغير خاصية الغاز ، التي تتميز بالقوة الكهربائية ، إلى أعلى بشكل ملحوظ.

هذا التأثير من وسط عالي التفريغ (يتراوح من 10^-6 حتى 10^-8 N / سم²) تم استخدامه بنجاح في تصميمات قواطع الدوائر الكهربائية المكملة بغرف تفريغ الغاز التي تمر من خلالها مجموعات الاتصال الكهربائية.

أحد نماذج قاطع الدائرة الكهربائية هو جهاز يستخدم في تشغيل شبكات الطاقة الكهربائية. يعتبر الجهاز أكثر حداثة وموثوقية مقارنة بالأجهزة المماثلة ، ولكن بنوع مختلف من التنفيذ

التيار المتدفق من خلال مجموعات الاتصال (في لحظة انقسام الاتصال) يشكل تفريغًا كهربائيًا - قوسًا. يحدث حرق القوس بسبب التأين الجزئي لبخار المعادن ، والذي يتشكل حتمًا من ارتفاع درجة الحرارة. يتم الحفاظ على مرور التيار بين جهات الاتصال من خلال البلازما المشكلة حتى يمر التيار إلى الناقل صفر.

حالما تأتي لحظة الانتقال عبر "صفر" ، يخرج القوس الكهربائي. لا تستغرق العملية الإجمالية أكثر من 7-10 ميكروثانية.

يقوم الجهاز بتبديل تنفيذ الفراغ

مجموعة متنوعة من قواطع الدائرة الكهربائية ، مع مراعاة تصميمها ، كبيرة جدًا. لذلك ، من الصعب إعطاء خاصية لهذه الأجهزة ككل. وفي الوقت نفسه ، بغض النظر عن اختلافات التصميم ، يبقى مبدأ العمل دون تغيير.

مخطط كتلة المتفجرات: 1 - أعلى ناتج ؛ 2 - غرفة فراغ ؛ 3 - عازل البوليمر ؛ 4 - ناتج أقل ؛ 5 - شريط اتصال ؛ 6 - زنبرك كهربائي ؛ 7 - قضيب الجر ؛ 8 - ربيع الإغلاق ؛ 9 - ذراع التروس ؛ 10 - محرك رمح ؛ 11 - الإفراج ؛ 12 - حالة

فكر كمرجع عام قاطع دارة فراغ ثلاثي الأقطابمجهزة بمحرك زنبركي. تم تصميم هذا الجهاز للتثبيت الداخلي أو الخارجي. على أي حال ، يتم تركيبها داخل صناديق توزيع المعادن الخاصة.

يمكن تشغيل الأجهزة في مختلف قطاعات الاقتصاد. ومع ذلك ، هناك بعض القيود.

لذا ، قواطع الدائرة المفرغة غير مخصصة للتركيب مع التشغيل اللاحق في الظروف التالية:

• المباني حيث يوجد حريق ، جو متفجر ؛
• المنشآت التي توفر بشكل بنائي التبديل المتكرر ؛
• التركيبات المتنقلة (المتنقلة) ؛
• أنظمة طاقة السفن البحرية والنهرية.

عادة ما يكون لقواطع الدائرة الكهربائية نوعان من التصميم:

1. للتثبيت الثابت.
2. للتثبيت مع عربة الأجهزة.

بغض النظر عن التنفيذ ، تحتوي منطقة السكن للجهاز على ثلاثة أعمدة مجهزة بغرف الانحناء.

تعمل الموصلات المنقولة التي تعمل بواسطة آلية محرك نابض داخل غرف التفريغ. يتم استكمال غلاف الجهاز بلوحة أمامية ، تحتوي على عناصر العرض وأجهزة التحكم.

العناصر الرئيسية الخارجية للمفتاح: 1 - أقطاب الجهاز ؛ 2 - آلية قفل تشغيل الطاقة ؛ 3 - نافذة للرفع ؛ 4 - التعامل مع الميكانيكا التي تمنع الدوائر الخارجية

الأقطاب الثلاثة للدائرة الرئيسية مصنوعة على شكل أعمدة. موقع القطبين ، كقاعدة عامة ، على الجزء الخلفي من الهيكل لمحرك الزنبرك. يتم استكمال كل عمود بغرفة تبريد القوس ، والتي يتم وضعها داخل عازل البوليمر. من أجل تعزيز القوة الكهربائية ، فإن جسم العازل له شكل مضلع.

داخل كل غرفة فراغية ، يتم تركيب مجموعة اتصال من عنصرين - متحركة ، ثابتة. يتم توصيل عنصر التلامس المتحرك من خلال عازل الجر بآلية التبديل. مزيد من التواصل مع طرف الاتصال السفلي. يتم توصيل جهة اتصال ثابتة من خلال ملاءمة مدببة بطرف الاتصال العلوي بالجهاز.

كيف يعمل محرك قاطع الدائرة؟

يتم توصيل جهات الاتصال المنقولة لغرف الفراغ ميكانيكيًا بعمود محرك الربيع. نظرًا لنابض الطاقة ، المشحون مسبقًا (المضبوط في التوتر) ، يمكن تنشيط محرك الأقراص ببساطة عن طريق الضغط على زر التحكم أو آلية أخرى.

المخطط الهيكلي لغرفة الفراغ: 1 - كتلة طرفية لجهة اتصال ثابتة ؛ 2 - الاتصال الثابت ؛ 3 - الاتصال المنقول ؛ 4 - شاشة معدنية ؛ 5 - عازل خزفي (بوليمر) ؛ 6 - منفاخ ؛ 7 - بلوك طرفي متحرك متحرك

يتم فصل الزنبرك (عادة ينابيع) بواسطة محرك سلسلة. يتضمن الوضع العادي لتشغيل المعدات شحن الزنبرك عن طريق محرك كهربائي مجهز بعلبة تروس. في نفس الوقت ، هناك مقبض يدوي يستخدم في حالة الحوادث أو فقدان الطاقة.

يتم إصلاح الزنبرك المشحون بواسطة الزناد. يتم التحكم في هذه الآلية من خلال محرك كهرومغناطيسي أو من خلال زر الطاقة. بمجرد تنشيط وضع التبديل ، يتم تحرير القفل ، حيث تدفع قوة الشد للنابض آلية الكامة. يعمل هذا بدوره على العمود ، المرتبط ميكانيكيًا بآلية التبديل في جهات الاتصال المتحركة لغرف التفريغ.

يتم تنفيذ عملية إيقاف تشغيل قاطع الدائرة الكهربائية عن طريق تنشيط وضع "قطع الاتصال" - مغناطيس كهربائي أو زر. تسلسل الإجراءات هو تقريبًا نفس الوضع الأول. كما يتضمن أيضًا نوابض كهربائية تعثر ، يتم تعيين حالتها بواسطة زناد التعثر.

لوحة التحكم وعناصر العرض: 1 - الوضع "تشغيل" ؛ 2 - وضع "معطل" ؛ 3 - حالة الربيع المثالية ؛ 4 - حالة الربيع المفرج عنه

توفر راحة التشغيل والتحكم في الجهاز لوحة تحكم. توجد في الجزء الأمامي من اللوحة عناصر: عداد عدد الدورات ، ومؤشر حالة الربيع من تصويبه ، ومؤشر حالة مفتاح الفراغ.

ملامح الهياكل المتدحرجة

يتم تجميع معدات التدحرج على أساس عربة معدات خاصة. باستخدام هذا الملحق ، يتم إدخال مفتاح داخل الخزانة أو خارجها.

لا تعمل عربة المعدات كنقل للجهاز فحسب ، بل تعمل أيضًا كوحدة تحكم لتحويل الجهاز إلى وضع اختبار أو إلى وضع تشغيل بمجرد دفع المفتاح إلى الخزانة.

عربة الأجهزة: 1 - الأسطوانة (4 قطع) ؛ 2 - القاعدة ؛ 3 ، أ - القاعدة متحركة ؛ 4 - مقبض (2 قطعة) ؛ 5 - مقبس جاك 6 - شريط القفل ؛ 7 - عنصر التثبيت ؛ 8 - موصل للدائرة الثانوية ؛ 9 - ميكانيكا قفل الجهاز ؛ 10 - اتصالات التعشيق ؛ 11 - شريط تثبيت لولبي ؛ ب - الجزء الثابت

يتم تثبيت مفتاح التفريغ مباشرة على الجزء المتحرك من العربة. يتم تثبيت السحابات. وفي الوقت نفسه ، تحتوي عربة المعدات أيضًا على جزء ثابت ، حيث يتم إصلاح محرك الجزء المتحرك. يتم تنفيذ حركة الوحدة المتحركة بالنسبة للوحدة الثابتة بواسطة برغي مقبض التحكم في الشاحنة.

الجزء المتحرك عبارة عن قاعدة معدنية على أربع عجلات ، يعالج بطبقة كلفانية. يوجد هنا قفل ميكانيكي خارجي (قضيب الدفع) للقطب الأرضي ، وقفل برغي المحرك ، واتصالات الكتلة ، وآلية قفل قاطع الدائرة والعناصر الأخرى التي توفر الحركة أو التثبيت.

تركيب وتوصيل الجهاز

قبل البدء في تثبيت قاطع الدائرة الكهربائية ، من الضروري فحص جميع العناصر التي يمكن الوصول إليها خارجيًا للتأكد من عدم وجود أي تلف أو عيوب. ثم يتم تنظيف الأسطح العازلة للأعمدة بقطعة قماش جافة وخالية من النسالة.

لا يُسمح بإدخال المعدات إلى النظام إذا كانت الرقائق والشقوق والأقسام المشوهة موجودة على الأسطح العازلة. يجب فحص دائرة الدوائر الثانوية ، بالإضافة إلى توصيل ناقل الهيكل.

فحص الجهاز المثبت. من المهم التحقق بعناية من كل التفاصيل ، كل عنصر من عناصر التثبيت. لا تغفر الأجهزة ذات الجهد العالي حتى أدنى خطأ

قبل التثبيت ، يجب فحص تشغيل قاطع الدائرة بطريقة التضمين اليدوي (التباطؤ بدون طاقة) والتأكد من صحة موضع مؤشرات لوحة التحكم. ثم تحتاج إلى التحقق من وجود أغطية القطب. في حالة استخدام معدات ذات تصنيف 1600 أمبير أو أعلى ، يجب إزالة أغطية الحماية قبل التثبيت.

اتصل بالشبكة مباشرة

يجب نزع أطراف أطراف توصيل موصلات كبلات الطاقة قبل توصيلها بأطراف المحول.

يختلف إجراء التجريد اعتمادًا على المواد الطرفية المستخدمة:

• بالنسبة لمحطات النحاس والألمنيوم بدون طلاء إضافي ، يتم التنظيف بورق صنفرة بحبيبة من M20 أو أقل ، تليها إزالة الشحوم من السطح المعدني.
• إذا كانت الأطراف نحاسية أو ألمنيوم مغطاة بطبقة من الفضة ، يكفي تنظيفها بقطعة قماش خالية من النسالة.

لا يجوز استخدام الكابلات التي تضررت أطرافها المطلية بالفضة على مساحة تزيد عن 5٪. في هذه الحالة ، يجب استبدال العنصر التالف.يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول أطراف توصيل الأسلاك في هذه الاشياء.

يتم إحضار الموصلات الخارجية إلى أطراف قاطع الدائرة الكهربائية بطريقة لا يتم فيها إنشاء القوى الميكانيكية على أطراف الجهاز من جانب الموصلات الخارجية. يتم التوصيل عن طريق اقتران مسامير باستخدام غسالات معدنية مرنة مسطحة.

كيف يتم التأريض؟

يتم توصيل الأجهزة الثابتة بموقع "ترابي" عن طريق وصلة مثبتة (M12) مباشرة عند النقطة المحددة بعلامة "التأريض".

العناصر الهيكلية لعربة المعدات وهيكل قواطع الدائرة التي يتم من خلالها تأريض الجهاز. كقاعدة ، يتم وضع علامة على هذه النقاط بعلامة المطابقة بجوار العنصر

يجب إزالة شحوم منطقة نقطة اتصال التأريض قبل التوصيل. يجب أن يختار موصل التأريض حافلة ذات مقطع عرضي كافٍ (قواعد التركيب الكهربائي) أو سلك مرن أو موصل منسوج بحزمة. قبل وضع الموصل على لوحة التلامس لسطح التلامس ، قم بالشحم بشحم خاص (TsIATIM-203).

يتم تأريض النوع المسحوب باستخدام عناصر عربة المعدات. يتم تأريض قاطع الدائرة الكهربائية الفراغي من خلال تصميم عربة المعدات ، والتي توجد أيضًا مثبتات لها.

التكليف بالجهاز

يتم تشغيل الجهاز بعد إجراء فحص إضافي للمعدات المركبة والمجهزة. على وجه الخصوص ، يتم التحقق من موثوقية التأريض ، وحالة مثبتات مكونات التجميع ، ووصول وسيط التبريد إلى عناصر التسخين المحتملة.

يجب معالجة أسطح القضبان الحاملة للتيار المتلامسة مع صفائح مجموعات اتصال المقبس بكمية صغيرة من زيت التشحيم TsIATIM. بشكل عام ، من الضروري تنفيذ جميع الإجراءات التي تقدمها EMP في حالة اختبارات القبول ، والتأكد من أن جهد التشغيل يتوافق مع الحدود المسموح بها.

تركيب قاطع دارة فراغ. يتم تنفيذ أعمال التثبيت فقط من قبل موظفين مؤهلين. تنطبق نفس المتطلبات على الموظفين الذين يتم اختيارهم لخدمة المعدات ذات الجهد العالي

يمكن التحكم في قاطع الدائرة الكهربائية من قبل الأفراد المصرح لهم بخدمة التركيبات الكهربائية التي تعمل بجهد أعلى من 1000 فولت. يجب أن تكون مجموعة القبول المعتمدة لأفراد الخدمة الثالثة على الأقل. قبل البدء في العمل مع المعدات ، يخضع الموظفون للحد الأدنى الفني لدراسة تعقيدات نموذج معين من المعدات.

كيفية اختيار قاطع دارة فراغ؟

يتم اختيار الجهاز مع مراعاة معلماته الاسمية ، والتي تعتبر ذات صلة بمعلمات الشبكة الحالية في موقع التثبيت. يتم الاختيار وفقًا لمعيار أوضاع التشغيل الأكثر تحميلًا المفترضة لظروف التشغيل.

يسمح للجهد المقنن لقواطع الدائرة الكهربائية بالتساوي (أو زيادة) فيما يتعلق بالجهد المقنن للنظام الذي يتم تغذيته من خلال المفتاح.

يتم تحديد معلمة التيار المقنن طويل الأجل أعلى من التيار المقنن للنظام المزود. يتم تحديد المعلمة الحالية المقطوعة أعلى القيمة القصوى التصنيف الحالي ماس كهربائى (تؤخذ لحظة اختلاف الاتصالات في الاعتبار).

لوحة التصنيف هي أول شيء تنتبه إليه عند اختيار المفتاح. استنادًا إلى قيم المعلمات ، من الممكن بالفعل تحديد ما إذا كان الجهاز مناسبًا لتثبيت معين أم لا

من وجهة نظر ظروف الدائرة القصيرة المحتملة ، يتم الاختيار مع مراعاة الظروف الأكثر صعوبة.

يتم احتساب المكون غير الدوري مع مراعاة ظروف الدائرة القصيرة بدون جهد كهربائي في أي من خطوط الطور. في هذه الحالة ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار المعلمة الحالية غير الدورية التي حددتها الشركة المصنعة للمعدات.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

يمكنك معرفة المزيد من المواد حول الجهاز ومبدأ التشغيل وظروف التثبيت لقواطع الدائرة الكهربائية من الفيديو التالي:

تختلف قواطع الدائرة الكهربائية عن الأنواع الأخرى من الأجهزة في بنية بسيطة وموثوقة نسبيًا. لذلك ، فإن هذا النوع من المعدات يخدم لفترة طويلة دون أي شكاوى. يتم تحديد مصدر التآكل والتمزق الطبيعي من خلال عدد العمليات التي تساوي 20000 على الأقل. وفي حالة إنتاج الصيانة في الوقت المناسب ، يزيد هذا المورد بنسبة 5-10٪. وفي الوقت نفسه ، تقتصر صيانة المتفجرات على عدد صغير من العمليات السهلة.

إذا كان لديك أي أسئلة حول موضوع المقالة أثناء قراءة هذه المعلومات أو إذا كانت لديك معلومات قيمة يمكنك مشاركتها مع قرائنا ، فالرجاء ترك تعليقاتك ومشاركة تجربتك وطرح أسئلة في القسم الموجود أسفل المقالة.