كيفية اختيار قاطع دارة ذات فولطية عالية: المعلمات الرئيسية ودليل الخبراء
اختيار قاطع الدائرة ذات الجهد العالي هو مهمة حاسمة تؤثر مباشرة على السلامة والاستقرار والتشغيل الموثوق لنظم الطاقة. فيما يلي المواصفات الفنية الرئيسية والاعتبارات عند اختيار قواطع الدائرة ذات الجهد العالي - مفصلة وشاملة ومهنية.
عملية الاختيار الأساسية والاعتبارات الرئيسية
I. مطابقة المعلمات الأساسية لظروف النظام (الأساس)
هذا هو الشرط الأساسي - يجب أن يتوافق تماماً مع خصائص نقطة التثبيت.
الجهد المقنن (Uₙ)
المتطلبات: يجب أن يكون الجهد المقنن للقاطع أكبر من أو يساوي الجهد الأقصى للتشغيل في موقع التثبيت.
مثال: في نظام 10 كيلوفولت حيث الجهد الأقصى للتشغيل هو 12 كيلوفولت، يجب اختيار قاطع بجهد مقنن 12 كيلوفولت.
التيار المقنن (Iₙ)
المتطلبات: يجب أن يكون التيار المقنن للقاطع أكبر من أو يساوي التيار المستمر الأقصى للدائرة.
الحساب: أخذ بعين الاعتبار التيار العادي للحمل، القدرة على الحمل الزائد، التوسع المحتمل في المستقبل، وتضمين هامش أمان. تجنب "قاطع صغير الحجم للحمل الكبير" أو الاستثمار الزائد.
التكرار المقنن (fₙ)
يجب أن يتطابق مع تكرار نظام الطاقة - 50 هرتز في الصين.
II. المعلمات الحرجة للأداء القصير للدائرة (اختبار القدرة)
هذه المعلمات تقيس قدرة القاطع على القطع والإغلاق ويجب اختيارها بناءً على حسابات القصر للنظام.
التيار المقنن للقطع القصير (Iₖ)
التعريف: القيمة الفعالة القصوى للتيار القصير الذي يمكن للقاطع قطعه بشكل موثوق بالجهد المقنن.
المتطلبات: هذه هي المعلمة الأكثر أهمية. يجب أن يكون التيار المقنن للقطع أكبر من أو يساوي التيار القصير المحتمل الأقصى في نقطة التثبيت (عادة ما يتم حسابه من دراسات النظام).
ملاحظة: أخذ بعين الاعتبار النمو المحتمل في قدرة القصر للنظام خلال فترة خدمة القاطع.
التيار المقنن لإغلاق القصر (Iₘᶜ)
التعريف: القيمة القمة القصوى للتيار القصير التي يمكن للقاطع إغلاقها بنجاح.
المتطلبات: عادةً 2.5 مرة قيمة فعالة التيار المقنن للقطع (القيمة القياسية). يجب أن يتجاوز القيمة القمة المحتملة للتيار القصير للتحمل القوى الكهروميكانيكية الهائلة أثناء الإغلاق.
التيار المقنن للتحمل القصير (Iₖ) / التحمل الحراري
التعريف: القيمة الفعالة للتيار القصير الذي يمكن للقاطع تحمله لمدة محددة (مثل 1 ثانية، 3 ثوان، 4 ثوان).
المتطلبات: يجب أن يكون أكبر من أو يساوي القيمة الفعالة المحتملة للتيار القصير في نقطة التثبيت. اختبار قدرة القاطع على تحمل الآثار الحرارية للتيارات القصيرة.
القيمة القمة المقننة للتحمل (Iₚₖ) / التحمل الديناميكي
التعريف: القيمة القمة للدورة الأولى للتيار القصير الذي يمكن للقاطع تحمله.
المتطلبات: يجب أن يكون أكبر من أو يساوي القيمة القمة المحتملة للتيار القصير. اختبار القوة الميكانيكية للقاطع تحت القوى الكهرومغناطيسية أثناء القصر.
III. متطلبات العزل والحماية البيئية
نوع الوسط العازل (اختيار التقنية الأساسية)
المزايا: قدرة قطع عالية جداً، أداء ممتاز.
العيوب: SF₆ هو غاز دفيئة قوي؛ يتطلب سلامة ختم عالية؛ خطر تسرب؛ صيانة نسبية تعقيد.
التطبيق: يستخدم بشكل أساسي في الأنظمة ذات الجهد العالي والقدرة العالية (≥35 كيلوفولت) أو البيئات الخاصة (مثل المناطق شديدة البرودة).
التوصية: في نطاق 10-35 كيلوفولت، ما لم تكن هناك متطلبات خاصة، يفضل استخدام قواطع الفراغ ل зрелости и экологических преимуществ.
المزايا: قدرة قوية على إطفاء القوس الكهربائي، عمر خدمة طويل، حجم صغير، صيانة منخفضة، لا خطر انفجار، صديق للبيئة. مناسب لتطبيقات التبديل المتكرر (مثل الأفران القوسية، التبديل المحركات).
التطبيق: الخيار الرئيسي والمحبوب اليوم لنطاق الجهد 10-35 كيلوفولت.
قاطع الدائرة الفراغي (مثل VS1، ZN63):
قاطع الدائرة SF₆ (سداسي فلوريد الكبريت):
العزل الخارجي
مسافة الزحف: اختيار الأكمام والعوازل ذات المسافة الكافية للزحف بناءً على مستوى التلوث في الموقع (I-IV)، لمنع الانفجار بسبب التلوث.
التكاثف: للأجهزة الداخلية في البيئات ذات الرطوبة العالية أو الفرق الكبير في درجات الحرارة المعرضة للتكاثف، اختر قواطع أو أجهزة مزودة بمدفأة أو أجهزة مضادة للتكاثف.
IV. الخصائص الميكانيكية والآلية التشغيلية
نوع الآلية التشغيلية
آلية تعمل بالزنبرك: الأكثر شيوعاً، تقنية ناضجة، موثوقية عالية، لا تتطلب مصدر طاقة خارجي. الخيار المفضل في معظم الحالات.
محرك المغناطيس الدائم (PMA): أجزاء أقل، بنية أبسط، موثوقية أعلى وسرعة تشغيل أعلى نظرياً. ومع ذلك، فإن الإصلاح في الموقع صعب بعد الفشل - عادة ما يتطلب استبدالاً كاملاً.
آلية تشغيل كهرومغناطيسية: مستخدمة في النماذج القديمة؛ تتطلب مصدر طاقة DC عالي الطاقة وجار جار كبير للإغلاق؛ يتم التخلص منها تدريجياً.
التحمل الميكانيكي والكهربائي
التحمل الميكانيكي: عدد عمليات الفتح والإغلاق بدون تيار (عادة 10,000-30,000+ دورة).
التحمل الكهربائي: عدد الانقطاعات العادية بالتيار المقنن (مثل فئة E2: 10,000 عملية؛ فئة C2: 100 انقطاع قصير). لتطبيقات تتطلب التبديل المتكرر للمكثفات والمفاعلات أو المحركات، اختر قواطع ذات تحمل كهربائي عالٍ.
وقت القطع وقت الإغلاق والفتح
للأنظمة التي تتطلب التنسيق مع الحماية بواسطة الريلاي أو إعادة الإغلاق السريع، انتبه إلى وقت القطع الكلي للقاطع (من بداية أمر القطع حتى انطفاء القوس).
V. التحكم الثانوي والوظائف المساعدة
جهد التحكم: يجب أن يتطابق مع نظام الطاقة المباشر في المحطة (عادة 110V أو 220V مباشر).
الوصلات المساعدة: يجب أن يتوافق عدد الوصلات مع متطلبات القياس والإشارات والتداخل.
وظائف التداخل: يجب أن تشمل دوائر مكافحة الضخ، التداخل بين الإغلاق والقطع، وما إلى ذلك، للتأكد من السلامة.
واجهة ذكية: غالباً ما تشمل القواطع الحديثة مراقبين ذكيين يوفر قياسات لمعلمات الكهرباء، تسجيل الأعطال، مراقبة الحالة، ودعم بروتوكولات الاتصال (مثل IEC 61850)، مما يسهل دمجها في أنظمة التحكم المتكاملة.
VI. التثبيت والبيئة والعلامة التجارية / الخدمة
نوع التثبيت: ثابت أو قابل للسحب (من نوع الأدراج)؟ يجب أن يتطابق مع نموذج وبنية لوحة التوزيع.
شروط البيئة: أخذ بعين الاعتبار الارتفاع، درجة الحرارة المحيطة، الرطوبة. في الارتفاعات العالية، يجب تخفيض تصنيفات القاطع.
العلامة التجارية والخدمة بعد البيع: اختر العلامات التجارية المعروفة بجودتها المثبتة، واعتبر توافر قطع الغيار، الدعم الفني، والخدمة بعد البيع.
VII. الملخص: قائمة الاختيار
تأكيد معلمات النظام: جهد النظام، التكرار، التيار الأقصى للتشغيل.
حساب التيار القصير: الحصول على التيار القصير المحتمل الفعال والقمة في نقطة التثبيت (مقدم من تصميم النظام الكهربائي).
مطابقة قدرات القاطع: التأكد من أن التيار المقنن للقطع، التيار المقنن لإغلاق القصر، والتحمل الديناميكي / الحراري يتجاوزون القيم المحسوبة.
تحديد النوع: تفضيل قواطع الفراغ لـ 10-35 كيلوفولت؛ تأكيد الآلية التشغيلية (آليات الزنبرك مفضلة).
تحقق من العزل الخارجي: تأكيد المسافة الزاحفة بناءً على مستوى التلوث.
اعتبار الاحتياجات الخاصة: التشغيل المتكرر؟ الواجهة الذكية؟ ظروف بيئية خاصة؟
العلامة التجارية والتسليم: اختيار العلامات التجارية الموثوقة؛ أثناء القبول، التركيز على تقارير الاختبار في المصنع (خاصة مقاومة الدائرة الرئيسية والخصائص الميكانيكية).
عن طريق اتباع هذه الخطوات، يمكنك اختيار قاطع دائره ذات جهد عالي آمن ومتوافق ومعتمد لنظامك. لتطبيقات حيوية، يُنصح بشدة بمراجعة واختيار النهائي مع المهندسين الكهربائيين المحترفين أو معاهد التصميم.
