ما هو القاطع الكهربائي الصغير؟

ما هو القاطع الكهربائي المصغر؟

تعريف القاطع الكهربائي المصغر (MCB)

يُعرف القاطع الكهربائي المصغر بأنه مفتاح يعمل تلقائيًا لحماية الدوائر الكهربائية ذات الجهد المنخفض من التيار الزائد بسبب التشغيل المفرط أو القصر الكهربائي.

المقاومة الكهربائية مقابل القاطع الكهربائي المصغر (MCB)

في الوقت الحالي، يتم استخدام قواطع الدائرة المصغرة (MCBs) بشكل أكثر شيوعًا في الشبكات الكهربائية ذات الجهد المنخفض بدلاً من المقاومات. للقاطع الكهربائي المصغر العديد من المزايا مقارنة بالمقاومة:

• يقوم بإطفاء الدائرة الكهربائية تلقائيًا خلال الظروف غير الطبيعية للشبكة (كلاً من حالات التشغيل المفرط والأعطال). يعتبر القاطع الكهربائي المصغر أكثر موثوقية في كشف مثل هذه الحالات لأنه أكثر حساسية للتغير في التيار.

• عندما يكون مقبض التشغيل في وضع الإيقاف أثناء الفصل، يمكن تحديد منطقة العطل في الدائرة الكهربائية بسهولة. ولكن في حالة المقاومة، يجب فحص سلك المقاومة عن طريق فتح قابس المقاومة أو قطعها من قاعدة المقاومة للتأكد من انفصال سلك المقاومة. وبالتالي، فإن اكتشاف تشغيل القاطع الكهربائي المصغر أسهل بكثير مقارنة بالمقاومة.

• لا يمكن استعادة التيار الكهربائي بسرعة في حالة المقاومة، حيث يجب إعادة توصيل أو استبدال المقاومة لاستعادة التيار. ولكن في حالة القاطع الكهربائي المصغر، يمكن استعادة التيار بسرعة من خلال تحويل مفتاح.

• يعتبر التعامل مع القاطع الكهربائي المصغر أكثر أمانًا كهربائيًا من التعامل مع المقاومة.

• يمكن التحكم في القواطع الكهربائية المصغرة عن بعد، بينما لا يمكن ذلك للمقاومات.

بسبب هذه المزايا الكثيرة للقاطع الكهربائي المصغر مقارنة بالمقاومات، يتم استخدام القاطع الكهربائي المصغر تقريبًا دائمًا بدلاً من المقاومة في الشبكات الكهربائية الحديثة ذات الجهد المنخفض. العيب الوحيد للقاطع الكهربائي المصغر مقارنة بالمقاومة هو أن نظامه أغلى من نظام المقاومة.

مبدأ عمل القاطع الكهربائي المصغر

هناك طريقتان تعمل بهما القاطع الكهربائي المصغر: من خلال التأثير الحراري للتيار الزائد والتاثير الكهرومغناطيسي للتيار الزائد. في العمل الحراري، يسخن شريط ثنائي المعدن ويتشوه عند مرور تيار زائد مستمر عبر القاطع الكهربائي المصغر.

يؤدي هذا الانحناء في شريط ثنائي المعدن إلى إطلاق صلاد ميكانيكي. حيث أن هذا الصлад مرتبط بآلية التشغيل، فإنه يسبب فتح عناصر التلامس في القاطع الكهربائي المصغر.

خلال الأعطال القصيرة، يؤدي الارتفاع المفاجئ في التيار إلى تحرك المكبس داخل ملف الفصل. يؤدي هذا الحركة إلى ضرب مفصل الفصل، مما يؤدي على الفور إلى إطلاق صلاد الآلية وفتح عناصر التلامس في القاطع الكهربائي المصغر. هذا يوضح مبدأ عمل القاطع الكهربائي المصغر.

بناء القاطع الكهربائي المصغر

بناء القاطع الكهربائي المصغر بسيط ومتين ولا يحتاج إلى صيانة. عادةً ما يتم استبدال القاطع الكهربائي المصغر بواحد جديد عند الحاجة وليس إصلاحه أو صيانته. يحتوي القاطع الكهربائي المصغر عادةً على ثلاثة أجزاء بنائية رئيسية. وهي:

إطار القاطع الكهربائي المصغر

إطار القاطع الكهربائي المصغر هو غلاف مصبوب. وهو غلاف صلب وقوي ومعزل يتم فيه تركيب المكونات الأخرى.

آلية التشغيل للقاطع الكهربائي المصغر

توفر آلية التشغيل للقاطع الكهربائي المصغر وسيلة لفتح وإغلاق القاطع الكهربائي المصغر يدويًا. لها ثلاثة مواقف "تشغيل"، "إيقاف"، و"فصل". يمكن أن يكون القفل الخارجي في وضع "فصل" إذا تم فصل القاطع الكهربائي المصغر بسبب زيادة التيار.

عندما يتم إيقاف القاطع الكهربائي المصغر يدويًا، سيكون القفل في وضع "إيقاف". في حالة إغلاق القاطع الكهربائي المصغر، يكون المفتاح في وضع "تشغيل". من خلال ملاحظة مواقف القفل الخارجي، يمكن تحديد حالة القاطع الكهربائي المصغر سواء كان مغلقًا أو مفصلاً أو مغلقًا يدويًا.

وحدة الفصل للقاطع الكهربائي المصغر

تعتبر وحدة الفصل الجزء الرئيسي المسؤول عن العمل الصحيح للقاطع الكهربائي المصغر. هناك نوعان رئيسيان من آليات الفصل في القاطع الكهربائي المصغر. يوفر شريط ثنائي المعدن حماية ضد التيار الزائد ويوفر المغناطيس الكهربائي حماية ضد تيار القصر.

عمل القاطع الكهربائي المصغر

هناك ثلاث آليات متوفرة في القاطع الكهربائي المصغر الواحد لجعله يفصل. إذا نظرنا بعناية إلى الصورة المجاورة، سنجد أن هناك شريط ثنائي المعدن واحد، ملف فصل واحد، ومقبض تشغيل يدوي واحد.

مسار التيار الكهربائي في القاطع الكهربائي المصغر كما هو موضح في الصورة هو كالتالي. أولاً طرف الطاقة الأيسر - ثم شريط ثنائي المعدن - ثم ملف التيار أو ملف الفصل - ثم جهة التلامس المتحركة - ثم جهة التلامس الثابتة - وأخيرًا طرف الطاقة الأيمن. كلها مرتبة متسلسلة.

إذا كانت الدائرة مفرطة التشغيل لفترة طويلة، يصبح شريط ثنائي المعدن مفرط الحرارة ومتشوه. يؤدي هذا التشوه في شريط ثنائي المعدن إلى نقل نقطة القفل. يتم ترتيب جهة التلامس المتحركة في القاطع الكهربائي المصغر بواسطة ضغط الينابيع بهذه النقطة بحيث أن أي نقل صغير لنقطة القفل يؤدي إلى إطلاق الينابة ويجعل جهة التلامس المتحركة تتحرك لفتح القاطع الكهربائي المصغر.

يتم وضع ملف التيار أو ملف الفصل بطريقة تجعل مجموعته المغناطيسية تضرب نفس نقطة القفل وتؤدي إلى نقلها خلال أعطال القصر. وبالتالي، سيفتح القاطع الكهربائي المصغر بنفس الطريقة.

مرة أخرى، عندما يتم تشغيل مقبض القاطع الكهربائي المصغر باليد، أي عندما نقوم بإيقاف القاطع الكهربائي المصغر يدويًا، يتم نقل نفس نقطة القفل مما يؤدي إلى فصل جهة التلامس المتحركة عن جهة التلامس الثابتة بنفس الطريقة.

بغض النظر عن آلية التشغيل - مثل التشوه في شريط ثنائي المعدن، أو زيادة مجموعات المغناطيسية لملف الفصل، أو التشغيل اليدوي - يتم نقل نفس نقطة القفل وإطلاق نفس الينابة المشوهة. وهذا في النهاية مسؤول عن حركة جهة التلامس المتحركة. عندما يتم فصل جهة التلامس المتحركة عن جهة التلامس الثابتة، قد يكون هناك فرصة كبيرة لظهور القوس الكهربائي.

يذهب هذا القوس لأعلى عبر مضمار القوس ويدخل إلى مجزئات القوس ويتم إخماده في النهاية. عندما نقوم بتشغيل القاطع الكهربائي المصغر، نقوم فعليًا بإعادة تعيين نقطة التشغيل المنقولة إلى وضعها السابق وتجهيز القاطع الكهربائي المصغر للعملية التالية لإيقاف التشغيل أو الفصل.