عيوب طرق تقييد الفائض في الجهد أثناء التبديل المتبادل للمقاومات بواسطة مفاتيح الدائرة وفقًا لـ IEE-Business

إجراءات حماية الجهد الزائد في المعدات الكهربائية

في المقاطع الكهربائية ذات الجهد العالي (CB)، يتم استخدام عدة طرق للحماية بشكل شائع لمعالجة الجهد الزائد العابر (TRV) وغيرها من الظواهر المرتبطة بالجهد الزائد. فيما يلي بعض الطرق الحمائية النموذجية مع مزاياها وعيوبها:

1. مقاومة الفتح

• المزايا: توفر تثبيطًا إضافيًا أثناء فتح المقاطع الكهربائية، مما يساعد في كبح الجهود الزائدة.

• العيوب:

• زيادة التعقيد الميكانيكي: تزيد مقاومة الفتح بشكل كبير من التعقيد الميكانيكي للمقاطع الكهربائية، خاصة للمقاطع الكهربائية ذات الضغط الواحد SF6، مما يجعلها غير مجدية تقنيًا واقتصاديًا.

• لا تزيل إعادة الاشتعال: حتى مع وجود مقاومة الفتح، يمكن أن يحدث إعادة الاشتعال.

2. جهاز الحماية من الصواعق على الأرض عند المقاومة التحويلية

• المزايا: فعال فقط للمقاطع الكهربائية التي تنتج جهودًا زائدة قمة تتجاوز مستوى الحماية لجهاز حماية الصواعق.

• العيوب: محدود لبعض أنواع المقاطع الكهربائية، وفعاليته مقيدة؛ لا يمكن تطبيقه بشكل واسع.

3. جهاز حماية الصواعق عبر المقاطع الكهربائية

• المزايا: يوفر مستوى معينًا من الحماية من الجهد الزائد أثناء فتح المقاطع الكهربائية.

• العيوب:

• زيادة التعقيد: يزيد إضافة جهاز حماية الصواعق من التعقيد الإجمالي للمقاطع الكهربائية.

• متطلبات تحمل عالية: يجب أن يكون جهاز حماية الصواعق قادرًا على تحمل القوى المرتبطة بتشغيل المقاطع الكهربائية.

• لا يزيل إعادة الاشتعال: بينما يقلل من احتمالية إعادة الاشتعال، إلا أنها قد تحدث عند مستويات الجهد المنخفضة.

4. المكثف العابر

• المزايا: يمكن أن يقلل من تأثير الجهود الزائدة في بعض الحالات.

• العيوب:

• غير فعال للمقاطع الكهربائية غير الفراغية: المكثفات العابرة لها تأثير ضئيل على تيار القطع في المقاطع الكهربائية الأخرى غير النوع الفراغي.

• يزيد من تيار القطع: قد يؤدي إلى زيادة تيار القطع ولكن لا يزيد بالضرورة من الجهود الزائدة القمة.

• لا يزيل إعادة الاشتعال: لا يزيل إعادة الاشتعال وقد يقلل من أدنى وقت القوس الكهربائي بحيث تبقى احتمالية إعادة الاشتعال دون تغيير.

• متطلبات المساحة: يتطلب مساحة إضافية للتثبيت.

5. التبديل المراقب

• المزايا: مناسب للمقاطع الكهربائية الميكانيكية الثابتة مع أوقات قوس كهربائي أدنى مناسبة، ويحسن عمليات التبديل تحت ظروف معينة.

• العيوب:

• نطاق التطبيق محدود: مناسب فقط للمقاطع الكهربائية الميكانيكية الثابتة، وبعض التطبيقات تتطلب تشغيل الأقطاب بشكل مستقل، مما يزيد التعقيد.

6. المقاطع الكهربائية ذات تصنيف جهد أعلى

• المزايا: عن طريق زيادة تصنيف الجهد للمقاطع الكهربائية، يتم تعزيز قدرتها على تحمل الجهود الزائدة.

• العيوب:

• زيادة التكلفة: المقاطع الكهربائية ذات تصنيف الجهد الأعلى أكثر تكلفة.

• متطلبات المساحة: تتطلب مساحة أكبر للتثبيت.

ملخص

لكل طريقة حماية من الجهد الزائد مجموعة من المزايا والقيود. اختيار الطريقة يعتمد على التطبيق المحدد، نوع المقاطع الكهربائية، ومتطلبات التشغيل. على سبيل المثال، بينما يمكن لمقاومة الفتح توفير تثبيط فعال، فإنها ليست ممكنة لجميع أنواع المقاطع الكهربائية بسبب التعقيد الميكانيكي. وبالمثل، توفر أجهزة حماية الصواعق والمكثفات العابرة حماية ولكنها تأتي مع زيادة التعقيد ومتطلبات المساحة. يعتبر التبديل المراقب مناسبًا لسيناريوهات معينة، بينما توفر المقاطع الكهربائية ذات تصنيف الجهد الأعلى حماية متزايدة من الجهد الزائد ولكن بتكلفة أعلى ومتطلبات مساحة أكبر.