ہائی-وولٹیج ڈسکنیکٹرز کا ٹریکشن پاور سپلائی سسٹم میں استعمال
مع مرور الوقت، أصبحت المفاتيح التقليدية غير كافية لتلبية متطلبات التشغيل لنظم تزويد الطاقة بالجر الكهربائي الحديثة. وقد ساهم ظهور مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي بشكل فعال في سد هذه الثغرة. تعمل أنظمة مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي على تحسين بنية المفاتيح التقليدية، وتوسيع نطاق تطبيقاتها، وتعزيز التركيز على التفاصيل الدقيقة، مما يعزز السلامة والموثوقية لأنظمة الطاقة أثناء التشغيل الفعلي. لذلك، من الضروري تحليل ودراسة تطبيق مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي في نظم تزويد الطاقة بالجر الكهربائي.
1. نظم تزويد الطاقة بالجر الكهربائي
تمثل نظام تزويد الطاقة بالجر الكهربائي المستخدم حاليًا في الصين شكلاً جديدًا من أشكال الجر القائم على السكك الحديدية والمدعوم بالكهرباء - وهي تقنية دفع جديدة تطبق على نطاق واسع في السكك الحديدية الرئيسية ووسائل النقل الحضري، مما يوفر أداءً ممتازًا ويحسن بشكل كبير راحة النقل العام. في الاستخدام العملي، يقوم الجر الكهربائي بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة جر ميكانيكية باستمرار لدفع القطارات والوحدات المتعددة للقطارات الكهربائية.
تنقسم أنظمة الجر الكهربائي الحالية في الصين إلى ثلاثة أنواع وفقًا لنوع التيار: التيار المتردد الأحادي الطور ذو التردد الصناعي، التيار المستمر، والتيار المتردد الأحادي الطور ذو التردد المنخفض. من بين هذه، يعتبر نظام التيار المتردد الأحادي الطور ذو التردد الصناعي الأكثر شيوعًا، ويستخدم بشكل أساسي في السكك الحديدية المكهربة.
تقدم الجر الكهربائي ثلاثة مزايا رئيسية:
لا تحمل القطارات الكهربائية الوقود ولكنها تستفيد من مصادر الطاقة الثانوية، مما يسمح بجر لا يعتمد على نفسه ويقوم بتحريك القطارات بكفاءة عالية.
يساعد في توفير الطاقة؛ مع دخول قطاع السكك الحديدية في الصين مرحلة تطور جديدة، يتم استخدام القطارات الكهربائية بشكل أكثر اتساعًا.
يعزز السلامة التشغيلية. بفضل التقدم في مجال الإلكترونيات الدقيقة وتكنولوجيا المعلومات، تدعم القطارات الكهربائية الحديثة الكشف عن الأعطال في الوقت الحقيقي والقيادة الذاتية والتحكم عن بعد، مما يعزز بشكل كبير مستوى المعلوماتية لأنظمة الجر.
2. الخصائص والأدوار وأنواع التطوير لمفاتيح الفصل ذات الجهد العالي
(1) الوظائف والأدوار
رغم أن مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي بدأت تُستخدم على نطاق واسع مؤخرًا في أنظمة الطاقة في الصين، إلا أنها أظهرت أداءً ممتازًا. الوظيفتان الأساسيتان لهما هما:
عندما تكون مفتوحة، تضمن المسافة الواضحة والآمنة كهربائيًا بين نقاط الاتصال؛
عندما تكون مغلقة، تحمل التيار المستمر المقنن بوثوقية.
هذه القدرات تساهم بشكل كبير في تحسين السلامة والكفاءة التشغيلية. الأدوار الرئيسية تشمل:
• عزل الطاقة: أثناء الصيانة، تقوم مفاتيح الفصل بعزل المعدات غير المكهربة عن الدائرة الكهربائية، مما يخلق نقطة انقطاع واضحة تحمي العاملين والمعدات.
• عمليات التبديل (نقل الخط): تسمح بتغيير آمن للمعدات بين الحالات التشغيلية والاحتياطية أو الصيانة، مما يسهل إعادة التكوين التشغيلي المرنة والآمنة.
(2) الأنواع
تختلف أنواع مفاتيح الفصل بناءً على عدة معايير:
حسب موقع التثبيت: خارجي مقابل داخلي؛
حسب مستوى الجهد: منخفض الجهد مقابل عالي الجهد؛
حسب التصميم الهيكلي: أحادي القطب، ثنائي القطب، أو ثلاثي القطب؛
حسب آلية التشغيل: يدوي، كهربائي، أو هوائي.
(3) التطورات التكنولوجية
غالبًا ما تعاني المفاتيح التقليدية من تقلص مساحة الاتصال بين نقاط الاتصال المتحركة والسكونية بعد الاستخدام لفترات طويلة، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة التوصيل وفقدان التوصيل وإستهلاك الطاقة. وقد أدت الابتكارات الحديثة مثل تقنية الاتصال بالأصابع وتصميمات السطوح المجوفة إلى تحسين التوصيل والموثوقية بشكل كبير. هذه التحسينات قد توسع نطاق تطبيق مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي الحديثة في البنية التحتية للطاقة في الصين.
3. التطبيقات في نظم تزويد الطاقة بالجر الكهربائي
(1) التحكم عن بعد (التلأثير)
أصبحت مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي الآن مكونات أساسية في أنظمة الكهرباء السكك الحديدية، مما يسمح بعزل الأعطال والصيانة القسمية، مما يعزز السلامة والدقة التشغيلية. نظرًا لعدد المحطات المركزية الكبيرة والتوزيع الواسع في شبكة السكك الحديدية المكهربة في الصين، فإن التشغيل اليدوي على الأرض غير فعال ويحد من التلقائية. لذا، يعد تنفيذ التحكم عن بعد ضروريًا لتطوير تجديد السكك الحديدية.
مع التقدم في الاتصالات السلكية واللاسلكية، يمكن الآن دمج وحدات الطرف البعيد (RTUs) في الآليات الكهربائية. هذا التكامل ليس فقط يحل التحديات الرئيسية في تشغيل مفاتيح الفصل عن بعد ولكنه أيضًا يعزز موثوقية النظام ويضمن تزويد الطاقة المستقر ويرفع مستوى التلقائية الشاملة للسكك الحديدية المكهربة.
(2) المراقبة الفيديوية السلكية / اللاسلكية
نظرًا لتثبيت مفاتيح الفصل في الأجهزة الخارجية وعدم وجود مراقبة لها، فإن المراقبة عن بعد ضرورية إلى جانب التحكم عن بعد. تسمح أنظمة المراقبة الفيديوية بمراقبة مستمرة للظروف الميدانية، مما يقلل من خطأ الإنسان في القرارات التوجيهية.
يتطلب نشر مثل هذه الأنظمة حلول اتصال مختلطة - تجمع بين التكنولوجيات السلكية واللاسلكية مثل التردد القفز والفريمي وواي فاي، والتي هي ناضجة في الصين. يمكّن دمج هذه الأساليب المتقدمة للاتصال من المراقبة الفيديوية عن بعد القوية، مما يعزز السلامة والموثوقية والكفاءة الشاملة لعمليات السكك الحديدية المكهربة.
(3) المراقبة الحرارية عبر الإنترنت
رغم بساطة تركيب نقاط الاتصال وأصابع الاتصال في مفاتيح الفصل، فإنها معرضة للبيئة الخارجية القاسية، مما يجعلها عرضة للأكسدة. تزيد الأكسدة من مقاومة الاتصال وتولد حرارة زائدة، مما قد يؤدي إلى فشل المعدات أو الحريق إذا لم يتم التعامل معها.
اینٹیلی جینٹ سب سٹیشنز اور غیر مانوس کارکردگی کے دور میں، دور دراز گرمی کا نگرانی ناممکن بنا چکا ہے۔ چین میں تین بنیادی طریقے استعمال ہوتے ہیں: بے تار سینسر، فائر-آپٹک سینسر، اور انفرارڈ تھرموگرافی - فائر-آپٹک سینسنگ کو سب سے زیادہ استعمال کیا جاتا ہے۔
فائر-آپٹک گرمی کے سینسر کو دیئے یا کنٹیکٹ فنگرز پر مستقیماً لگایا جاتا ہے۔ ڈیٹا کو عالی ولٹ ریزسٹنٹ آپٹکل فائبرز کے ذریعے مرکزی پروسیسنگ یونٹ تک منتقل کیا جاتا ہے، پھر اسے سب سٹیشن بیک اینڈ کمپیوٹرز کو ریلے کیا جاتا ہے تاکہ ریل ٹائم میں تجزیہ کیا جا سکے۔ چین میں ڈیٹا مینجمنٹ اور تجزیہ کے لیے خصوصی سافٹ ویئر کو پہلے ہی تیار کر لیا گیا ہے، جس سے قابل اعتماد گرمی کا نگرانی کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، اعلی سطحی تجهیزات اور سافٹ ویئر کی ترقی کے اعلی کلفت مسئلہ رہنما ہیں۔
4. نتیجہ
چین کا الیکٹرائزڈ ریلوے نظام ترقی کے نئے مرحلے میں داخل ہو چکا ہے۔ روایتی ڈسکنیکٹرز کی مسلسل بهبود - فنگر کنٹیکٹ اور کنرلڈ سرفاصلہ ٹیکنالوجیز کے ذریعے - تیزی سے ٹریکشن پاور کے اطلاق میں عالی ولٹ ڈسکنیکٹرز کی کارکردگی میں بہت بہتری آئی ہے، جس سے قومی ریل نیٹ ورک کی جدیدیت میں تیزی آئی ہے۔
معمولی بجلی کی فراہمی کے طریقوں کے مقابلے میں، الیکٹرک ٹریکشن کی کارکردگی بہتر ہے، سلامتی میں بہتری ہے اور توانائی کی صرف شدگی کم ہے۔ عالی ولٹ ڈسکنیکٹرز کو الیکٹرک ٹریکشن سسٹمز کے ساتھ تکمیل کرنا چین کی ریلوے جدیدیت کا ایک نشانہ بن گیا ہے، جس نے ملک کی الیکٹرائزیشن ٹیکنالوجی کو دنیا کی بہترین میں شامل کر دیا ہے۔
