أنواع قاطع الدائرة ذات الجهد العالي ودليل الأعطال
المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي: التصنيف وتشخيص الأعطال
تعتبر المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي أجهزة حماية أساسية في أنظمة الطاقة. تقوم بفصل التيار بسرعة عند حدوث عطل، مما يمنع تلف المعدات بسبب الزيادة الزائدة في الحمل أو القصر الكهربائي. ومع ذلك، بسبب التشغيل طويل الأمد والعوامل الأخرى، قد تظهر أعطال في المفاتيح الكهربائية تتطلب تشخيصًا وتصليحًا فوريًا.
أ. تصنيف المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي
1. حسب موقع التثبيت:
نوع داخلي: مثبت في غرف التحكم المغلقة.
نوع خارجي: مصمم لتثبيت خارجي مع صناديق مقاومة للطقس.
2. حسب الوسط المطفئ للقوس الكهربائي:
المفتاح الكهربائي النفطي
يستخدم الزيت العازل كوسط مطفئ للقوس الكهربائي.
المفتاح الكهربائي النفطي ذو الكمية الكبيرة (متعدد الزيوت): يخدم الزيت كوساطة لإطفاء القوس والعزل بين الأجزاء الحية والغلاف الأرضي.
المفتاح الكهربائي النفطي ذو الكمية القليلة (قليل الزيوت): يستخدم الزيت فقط لإطفاء القوس والعزل بين الأجزاء الحية والأرض، بينما يتم العزل الخارجي (مثل الفخار) للأجزاء الحية من الأرض.
المفتاح الكهربائي الفراغي: يطفئ القوس الكهربائي في بيئة فراغ عالية، مستفيدًا من قوة العزل العالية للفراغ. يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات ذات الجهد المتوسط بسبب عمره الطويل وصيانة قليلة.
المفتاح الكهربائي باستخدام غاز السلفور هكسافلوريد (SF₆): يستخدم غاز SF₆ المعروف بخصائصه الممتازة لإطفاء القوس والعزل كوساطة للفصل. غالبًا ما يكون سائدًا في أنظمة نقل الجهد العالي بسبب موثوقيته وتصميمه المدمج.
المفتاح الكهربائي بالهواء المضغوط: يستخدم الهواء المضغوط لإطفاء القوس وتوفير العزل بعد الفصل. أقل شيوعًا اليوم بسبب التعقيد واحتياجات الصيانة.
المفتاح الكهربائي بإخراج القوس بالقوة المغناطيسية: يستخدم القوة المغناطيسية لتحريك القوس إلى شقوق ضيقة حيث يبرد ويتم تنقيته. غالبًا ما يستخدم في تطبيقات التيار المباشر أو تطبيقات التيار المتردد المتخصصة.
ب. الأعطال الشائعة وتصحيح الأخطاء للمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي
1. فشل الإغلاق (رفض الإغلاق)
قد يكون هذا نتيجة لمشاكل ميكانيكية أو أعطال في الدائرة التحكمية أو أخطاء تشغيلية. تحقق من الدوائر التحكمية الكهربائية والمكونات الميكانيكية.
الأعطال الكهربائية تشمل:
(1) عدم عمل الضوء المؤشر أو عمله بشكل غير طبيعي
تحقق مما إذا كانت جهد التغذية التحكمية يتطابق مع القيمة المحددة.
إذا لم يضيء الضوء الأحمر عندما يكون المفتاح في وضع "الإغلاق"، فإن الأسباب المحتملة هي: دائرة الإغلاق مفتوحة أو انفجار القاطع الكهربائي.
إذا انطفأ الضوء الأخضر (وضع الفصل) ولكن لم يضيء الضوء الأحمر (وضع الإغلاق)، فتحقق من سلامة المصباح الأحمر.
إذا انطفأ الضوء الأخضر وأضاء مرة أخرى: ربما يكون هناك انخفاض في الجهد أو فشل ميكانيكي في آلية التشغيل.
إذا اضاء الضوء الأحمر لفترة قصيرة ثم انطفأ والضوء الأخضر يومض: ربما يكون المفتاح قد أغلق مؤقتًا ولكنه فشل في التثبيت—ربما يكون هناك خلل ميكانيكي أو ارتفاع كبير في جهد التحكم مما يؤدي إلى فشل التأثير.
(2) عدم تشغيل ملامس الإغلاق
إذا كان الضوء الأخضر مطفأ: تحقق من قواطع الدائرة الرئيسية (الموجبة والسالبة).
إذا كان الضوء الأخضر مشتعلًا: استخدم القلم الاختباري أو المقاوم لفحص المحول التحكمي، وحلقة التحكم في الضخ، والملامسات المساعدة، وتحقق من قطع دائرة الملف أو قطع الأسلاك الثانوية.
(3) يعمل ملامس الإغلاق ولكن المفتاح لا يتحرك
الأسباب المحتملة: سوء التواصل مع الملامس، الانسداد في قناة القوس، فتح دائرة الملف المغلق، أو انفجار القاطع الكهربائي في مستقيم الإغلاق.
(4) يعمل ملامس الإغلاق، يتحرك المفتاح ولكن لا يغلق تمامًا
الأسباب المحتملة:
فشل ميكانيكي في آلية التشغيل
انخفاض جهد الحافز المستمر
خلط الأسلاك الثانوية وبالتالي تنشيط دائرة الفصل عن طريق الخطأ
تشغيل غير صحيح (مثل إطلاق المحول التحكمي قبل الأوان)
2. فشل الفصل (رفض الفصل)
أكثر خطورة من فشل الإغلاق، حيث يمكن أن يؤدي إلى فصل المفتاح العلوي (فصل متسلسل)، مما يوسع نطاق الانقطاع.
(1) أسباب فشل الفصل الكهربائي
الضوء الأحمر غير مضيء: يشير إلى دائرة الفصل مفتوحة.
تحقق من: سلامة المصباح، القاطع الكهربائي، ملامسات المحول التحكمي، والملامسات المساعدة للمفتاح.
تحقق من: ملف حلقة التحكم في الضخ، استمرارية دائرة الفصل.
يعمل ملف الفصل بضعف: قد يكون بسبب ارتفاع جهد التشغيل للملف، انخفاض جهد التشغيل، القفل في مسمار الفصل، أو خلل في الملف.
ينقل مسمار الفصل ولكن المفتاح لا يفصل: ربما يكون هناك انسداد ميكانيكي أو فك ربط مسمار الدفع.
(2) التعامل مع رفض الفصل
يفشل الفصل اليدوي: أبلغ الإدارة فورًا.
إذا كان هناك مفتاح تجاوز: حوّل الحمل إلى المفتاح الاحتياطي، افتح الفواصل الجانبية للمفتاح المعيب، ثم فصل المفتاح الاحتياطي لفصل الدائرة.
يفصل المفتاح العلوي بسبب الفصل المتسلسل:
مع انقطاع التيار، افتح الفواصل الجانبية للمفتاح المعيب.
افتح يدويًا جميع المغذيات على الحافز المتأثر.
أبلغ الإدارة لإعادة تشغيل النظام.
3. الفتح أو الإغلاق غير المقصود (عمل خاطئ)
(1) الفصل غير المقصود (فصل خاطئ)
يحدث عندما يفصل المفتاح بدون تفعيل الحماية أو تدخل المشغل. الأسباب المحتملة:
التوصيل الثنائي للأرض في الدائرة التحكمية—تحقق من وإزالة العطل الأرضي قبل إعادة الإغلاق.
آلية التحويل المعيبة—عزل المفتاح (فتح الفاصل الجانب المصدر) واختبار الإغلاق مرة واحدة.
إذا أشارت الأدلة إلى وجود عطل داخلي رغم عدم تفعيل الوحدة، فقم بالتحقيق وفقًا لذلك.
(2) الإغلاق غير المقصود (إغلاق خاطئ)
يغلق المفتاح المقفل دون أمر. الأسباب:
التوصيل الثنائي للأرض يشحن دائرة الإغلاق.
الملامس المعطل للإغلاق التلقائي.
انخفاض جهد التشغيل + مقاومة الملف العالية، مما يؤدي إلى إغلاق خاطئ أثناء النبضات العابرة للتيار المستمر.
4. ارتفاع درجة حرارة المفتاح الكهربائي
الأعراض الرئيسية: ارتفاع درجة حرارة الخزان (خاصة في المفاتيح ذات الزيت القليل)، تسخين الإطار.
السبب: التواصل السيء أو الأكسدة في الأجزاء الموصلة.
المخاطر: تلف العازل، تشقق الفخار، الدخان، رش الزيت، أو حتى الانفجار.
الإجراء: تعزيز الدوريات، الكشف المبكر، والتعامل الفوري.
5. الأعطال الشائعة الأخرى
(1) حريق في المفتاح الكهربائي النفطي
قد يحدث الحريق بسبب الغبار أو الرطوبة في الأعمدة التي تسبب القفز الأرضي، أو القوس الكهربائي الداخلي.
إذا بدأ الحريق للتو: قم بفصل المفتاح عن بعد فورًا.
إذا كان الحريق شديدًا: استخدم المفتاح العلوي لعزل الدائرة، ثم افتح الفواصل الجانبية لعزل الوحدة تمامًا. اخمده باستخدام طفاية حريق جافة (مثل CO₂ أو مسحوق).
(2) دخان من ملف الفصل أو الإغلاق
تم تصميم ملفات الفصل والإغلاق للخدمة لفترة قصيرة. يؤدي التشغيل الطويل إلى زيادة الحرارة والحروق.
الإجراء: أبلغ الإدارة فورًا واطلب الاستبدال.
إذا انفجر القاطع الكهربائي أثناء التشغيل، استبدل فقط بقاطع كهربائي بنفس التقييم—لا تستخدم قاطعًا كهربائيًا أكبر لتجنب تلف الملف.
(3) الحاجة إلى الفصل اليدوي الطارئ
قم بإخراج المفتاح الكهربائي النفطي من الخدمة فورًا إذا حدث أي مما يلي:
تشقق شديد في الأعمدة العازلة، القفز الأرضي، أو الانفجار
الذوبان أو الفصل للأجزاء الموصلة
أصوات قوس كهربائي داخلية عالية
نقص شديد في الزيت
ملخص
توفر هذه الدليل نظرة شاملة لأنواع المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، والأعطال التشغيلية الشائعة، وأجراءات الحل. تعتبر التصنيف الصحيح، الفحص المنتظم، والتصحيح الفوري أساسيًا لضمان موثوقية النظام، وسلامة الموظفين، وطول العمر للمعدات.
