مفتاح التأريض مقابل مفتاح الفصل مقابل قاطع الدائرة: الاختلافات الأساسية

1. ما هو مفتاح التأريض؟

مفتاح التأريض هو جهاز حماية للسلامة في نظام الطاقة. وهدفه الأساسي هو توفير توصيل كهربائي موثوق بين الأجزاء الموصلة للجهاز الكهربائي (قاطع الدائرة، المفصل، المحول، إلخ) والأرض بينما يكون الجهاز منزوع الطاقة لأغراض الصيانة.

تشمل وظائفه الرئيسية ما يلي:

• تفريغ الشحنة المتبقية: يقوم بتفريغ أي شحنة ساكنة أو جهد مستحث قد يتبقى على المعدات بعد نزع الطاقة إلى الأرض.
• منع الإصابات الناتجة عن التغذية بالطاقة: في حالة حدوث تشغيل خاطئ أو إعادة تغذية مفاجئة بالطاقة، يقوم مفتاح التأريض عمداً بإنشاء قصر في الدائرة، مما يجبر أجهزة الحماية في المنبع على الفصل بسرعة وقطع التيار، وبالتالي حماية أفراد الصيانة.
• تبديل التيارات المستحثة: على أبراج الدوائر المتعددة أو الخطوط الهوائية المتوازية المتقاربة، عندما يتم نزع الطاقة عن دائرة واحدة لأغراض الصيانة، تقوم الدوائر المجاورة المغذاة بالطاقة بحث جهد وتيار على الدائرة منزوعة الطاقة. يُستخدم مفتاح التأريض لإغلاق وفتح هذه التيارات المستحثة بأمان.

اعتماداً على التطبيق، تنقسم مفاتيح التأريض إلى فئتين:

• مفتاح تأريض الصيانة (ES): يُستخدم بشكل أساسي للتأريض الروتيني للمعدات الخاضعة للصيانة.
• مفتاح التأريض سريع الاستجابة (إغلاق العطل) (FES): بالإضافة إلى تأريض الصيانة، يمكنه الإغلاق على تيار قصر الدائرة. عادةً ما يكون مزوداً بآلية تشغيل سريعة: عند حدوث عطل في العزل أو قوس داخلي داخل المعدات المعزولة بالغاز (GIS)، يُغلق مفتاح FES بسرعة لإنشاء عطل تأريض متعمد، مما يؤدي إلى تشغيل حماية الترحيل بحيث يفصل قاطع الدائرة في الطرف البعيد من الخط ويزيل العطل.

2. الاختلافات الأساسية

تتميز الأجهزة الثلاثة بأدوار مقسمة بوضوح، ويمكن التعبير عن ذلك بإيجاز من حيث قدرة إطفاء القوس الكهربائي، وتوقيت التشغيل، والوظيفة الأساسية: