保险ة قاطعة ذات سعة انفصال عالية (HRC Fuse) وأنواعها

ما هو القاطع ذي السعة الكهربائية العالية (HRC)؟

القاطع ذي السعة الكهربائية العالية (HRC) هو نوع من أجهزة الحماية المستخدمة في الأنظمة الكهربائية لحماية الأنظمة من أعطال التيار الزائد والقصور الكهربائي. تم تصميمه ليقوم بفصل تيارات أعطال ذات مقدار عالٍ بأمان دون أن يسبب ضرراً للمعدات المحيطة أو لنفسه. يمكن للقواطع HRC التعامل بشكل موثوق وإزالة تيارات أعطال كبيرة، عادةً تصل إلى 80 كيلو أمبير أو أكثر، مع الحد من مخاطر الانفجار أو الحرائق.

يحتوي القاطع HRC على عنصر قاطع مصمم لحمل تيارات القصور الكهربائي لأجل زمني محدد. إذا تم إزالة العطل خلال هذه الفترة، يبقى القاطع سليماً؛ وإلا، يذوب العنصر ويقطع الدائرة عن مصدر الطاقة، مما يضمن سلامة الدائرة.

بينما يعتبر الزجاج مادة شائعة الاستخدام في أجسام القواطع HRC، إلا أنه ليس الخيار الوحيد - فقد يتم استخدام مركبات كيميائية أخرى حسب المتطلبات الخاصة. الغلاف الخارجي للقاطع HRC محكم تماماً لحماية المكونات الداخلية من العوامل البيئية. أحد القيود الرئيسية للقواطع HRC شبه المغلقة هو قدرتها المنخفضة وغير المتوقعة على الفصل مقارنة بأنواع القواطع المغلقة تماماً.

القاطع HRC مع جهاز القطع

عندما ينفجر القاطع بسبب حالة عطل، يقوم بتشغيل جهاز القطع، مما يؤدي إلى تشغيل قاطع الدائرة. جسم القاطع مصنوع من مادة سيراميكية، مع أغطية معدنية ثابتة في كل طرف، متصلة بسلسلة من عناصر القاطع الفضية.

يتم تجهيز أحد أطراف القاطع بمكبس يعمل تحت ظروف العطل على ضرب آلية القطع لقاطع الدائرة لتحفيزه على العمل وفصل الدائرة. يتم ربط المكبس بالطرف الآخر للأغطية بواسطة رابط قابل للصهر وسلك تنغستن.

عند حدوث عطل، ينفجر عنصر القاطع الفضي أولاً، ويتم نقل التيار إلى سلك التنغستن. يتم تصميم ضربة المكبس بحيث لا يتم طرده من جسم القاطع أثناء ظروف العطل.

مزايا القاطع HRC مع جهاز القطع

• حماية العطل الأحادي الطور في الأنظمة ثلاثية الطور: عند حدوث عطل أحادي الطور في نظام ثلاثي الطور، يقوم المكبس بتشغيل قاطع الدائرة، فتح جميع الثلاثة أطوار في وقت واحد لمنع تزويد الطاقة الأحادي غير المتوازن.

• تخفيض تكلفة قواطع الدائرة: من خلال السماح للقاطع بتولي الانقطاع الرئيسي لتيارات الأعطال، يحتاج قاطع الدائرة فقط إلى مراعاة آثار الأعطال القصيرة، مما يسمح باستخدام نماذج أقل تكلفة من قواطع الدائرة.

• تقليل تكرار استبدال القواطع: يمكن لقاطع الدائرة الذي تم تشغيله التعامل مع التيارات الصغيرة، مما يتجنب الحاجة لاستبدال القاطع بشكل متكرر (باستثناء حالات الأعطال ذات التيار العالي).

• نطاق قدرة الفصل العالي: تتراوح قدرة الفصل للقواطع HRC ذات الجهد المنخفض بين 16,000 أمبير إلى 30,000 أمبير عند 400 فولت (بعض النماذج تمتد إلى 80 كيلو أمبير إلى 120 كيلو أمبير)، وتستخدم على نطاق واسع لحماية الأحمال الزائدة والأعطال القصيرة في أنظمة التوزيع ذات الجهد المنخفض.

أنواع القاطع HRC

• القاطع NH

• نوع DIN

• القاطع ذو الشفرة

نوع NH

توفر القواطع NH حماية ضد الأحمال الزائدة والأعطال القصيرة لأنظمة الجهد المنخفض والمتوسط، وتستخدم كحماية احتياطية لمفاتيح المحركات وغيرها من المعدات ضد الأعطال القصيرة والأحمال الزائدة. هذه القواطع خفيفة الوزن وصغيرة الحجم.

نوع DIN

تتوفر قواطع نوع DIN بمجموعة واسعة من التيارات المرتبة، وهي مناسبة لتطبيقات مختلفة ولديها خصائص أداء خاصة تحت ظروف درجات الحرارة المختلفة. يمكن استخدامها عبر مستويات الجهد المختلفة وهي مناسبة لحماية المحولات حتى في غياب الحماية الثانوية ذات الجهد المنخفض أو الاحتياطية. تتميز بقدرة فصل ممتازة لحالات التيار الزائد المنخفض وأداء مثالي للأعطال القصيرة. تُستخدم قواطع DIN على نطاق واسع في معدات التحويل الهوائية والمحمية بالغاز، والتعدين، والمحولات، والتقطيع العاكس.

نوع الشفرة

وتعرف أيضاً باسم القواطع ذات الشفرة أو القواطع القابلة للتركيب، تتميز القواطع ذات الشفرة بجسم بلاستيكي وبأغطية معدنية لتركيبها في المقابس. تستخدم أساساً في الأسلاك الكهربائية للسيارات لحماية الأعطال القصيرة، وهي خفيفة الوزن ولديها تيار قطع منخفض. كما تعمل كحماية احتياطية للمحركات ضد الأعطال القصيرة. متوفرة بأحجام وأشكال ومعدلات تيار مختلفة (مطبوعة على الأعلى)، توفر هذه القواطع مرونة لتطبيقات مختلفة.

المزايا والعيوب
المزايا

• يقوم بإزالة تيارات الأعطال العالية والمنخفضة

• لا يتدهور مع الزمن

• يعمل بسرعة عالية

• يوفر التمييز الواقية الموثوق به

• لا يحتاج إلى صيانة

• أقل تكلفة من أجهزة قطع الدائرة الأخرى بنفس التقييم

• ضمان أداء ثابت

• عملية الانصهار السريعة بدون ضوضاء أو دخان

العيوب

• يتطلب استبدال بعد كل عملية

• الحرارة التي يولدها القوس قد تؤثر على المفاتيح المجاورة

تطبيقات

• حماية المحولات: يستخدم بشكل شائع لحماية المحولات من الأحمال الزائدة وأعطال القصر الكهربائي

• حماية المحركات: يعمل كحماية احتياطية للمحرك ضد الأحمال الزائدة والأعطال القصيرة

• أنظمة السيارات: يتم تطبيقه في الأنظمة الكهربائية للسيارات لحماية الأسلاك والمكونات

• الموتورات الثابتة: مصمم خصيصاً لحماية الموتورات الثابتة من الأعطال الكهربائية

• الحماية الاحتياطية: يعمل كحماية احتياطية لمختلف المعدات والأنظمة الكهربائية

• أنظمة التوزيع ذات الجهد المنخفض: يمنع ويحد من تأثير الأعطال في شبكات الجهد المنخفض

• التطبيقات الصناعية: يستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية لحماية الدوائر الكهربائية والمعدات

• التقطيع العاكس: يضمن الموثوقية والأمان في التوزيع الكهربائي من خلال التقطيع العاكس

• معدات التحويل الهوائية والمحمية بالغاز: يحمي المكونات داخل معدات التحويل الهوائية والمحمية بالغاز

• عمليات التعدين: يقدم حماية للدوائر في بيئات التعدين

أفكار نهائية

بعد تقييم مزايا وعيوب القواطع HRC في التركيبات ذات الجهد المنخفض، فإن سهولة استبدالها وحمايتها السريعة للأحمال الزائدة والأعطال القصيرة ومساهمتها في استقرار توزيع الطاقة الصناعية وحماية الأشباه الموصلات واضحة. في الأنظمة ذات الجهد المنخفض، تتكامل القواطع وقواطع الدائرة: يمكن للقواطع HRC تقديم حماية احتياطية لقواطع الدائرة ذات قدرة الفصل العالية.