آلية التشغيل بالزنبرك لقاطع الدائرة CT126-1 بـ 110 كيلوفولت

يعتبر قاطع الدائرة CT126-1 بجهد 110 كيلوفولت "البوابة الأمينة" لشبكات التوزيع ذات الجهد العالي. يعتمد على نظام التشغيل بالربيع المخصص كمكون طاقة رئيسي، مع التركيز في التصميم على "التكيف مع الجهد العالي، والموثوقية العالية، والاستجابة السريعة". من خلال أنظمة تخزين ونقل الطاقة المخصصة، يتم تلبية متطلبات فتح وإغلاق القاطع بدقة، ويستخدم على نطاق واسع في محطات 110 كيلوفولت، وخطوط النقل عبر المناطق، وأنظمة التوزيع ذات الجهد العالي للصناعات الكبيرة لضمان تشغيل موثوق وإزالة الأعطال في الدوائر ذات الجهد العالي. ​
1. المبدأ الأساسي للعمل: منطق تخزين ونقل الطاقة في سيناريوهات الجهد العالي
1. نظام تخزين الطاقة ذو الربيع المزدوج المخصص
في استجابة لمتطلبات الطاقة العالية لقاطع الدائرة بجهد 110 كيلوفولت (قوة التشغيل لإغلاق ≥ 450 جول)، تم اعتماد تصميم مزدوج للربيع يتكون من "الربيع الرئيسي لإغلاق + الربيع المساعد لتخزين الطاقة":
الربيع الرئيسي: مصنوع من صلب سبيكة الربيع عالي القوة 60Si2MnA بقطر 28 ملم، تم تسخينه إلى 1050 درجة مئوية ومن ثم تبريده إلى 450 درجة مئوية، حيث يصل شد الشد إلى 2100 ميجا باسكال، ويمكنه تخزين 520 جول من الطاقة عند التشوه الأقصى البالغ 35 ملم، مما يوفر الطاقة الأساسية للحركة لإغلاق؛ ​
الربيع المساعد: مصنوع من صلب الربيع 50CrVA بقطر 12 ملم، يتم ضغطه بشكل متزامن مع الربيع الرئيسي لمساعدة في توزيع الحمل، وتقليل فقدان التعب للربيع الرئيسي، وتمديد عمر المكون الربيعي الإجمالي (≥ 15000 دورة تخزين للطاقة). ​
يدعم طريقة تخزين الطاقة نمطين "كهربائي+يدوي" وهو مناسب للاحتياجات الطارئة في سيناريوهات الجهد العالي
تخزين الطاقة الكهربائي: مجهز بمحرك ثلاثي الأطوار غير متزامن بقوة 2.2 كيلووات (AC380V، سرعة 1450 دورة/دقيقة)، يتم تشغيل عمود تخزين الطاقة من خلال ثلاثة مراحل من التروس الحلزونية (نسبة التخفيض 1:150)، ويضغط آلية الكام المُحرك الربيع. بعد الانتهاء من تخزين الطاقة، يتم قفلها ميكانيكياً بواسطة القابض المزدوج، ويقوم مفتاح الحركة بقطع الطاقة عن المحرك. يستغرق العملية كلها ≤ 25 ثانية
تخزين الطاقة اليدوي: في الحالات الطارئة، يتم إدخال مقابض تحويل زاوية طويلة (طول 650 ملم، مصمم برافعة توفير الجهد). عندما يتم تدوير المقابض بسرعة 20 دورة/دقيقة، يمكن إكمال تخزين الطاقة في ≤ 60 دورة، مما يلبي الاحتياجات التشغيلية الطارئة أثناء انقطاع الكهرباء

2. التنسيق بين حركات الفتح والإغلاق ذات الجهد العالي
تم تنظيم الاتصالات الإنتقالية بين الآلية وقاطع الدائرة CT126-1 بدقة لضمان التشغيل الدقيق في سيناريوهات الجهد العالي
عملية الإغلاق: بعد استلام إشارة الإغلاق، يقوم الكهرومغناطيس DC220V بإغلاق (قوة الجذب ≥ 90 نيوتن) بدفع دبوس الإفراج، ويتم إطلاق القابض المزدوج بشكل متزامن. يطلق الربيع الرئيسي الطاقة فوراً، ويتم تشغيل العمود الرئيسي لقاطع الدائرة من خلال قضيب الربط المصنوع من الصلب الكرومي المنغنيزي (φ 20 ملم، قوة الاستطاعة ≥ 800 ميجا باسكال)، ويغلق جهة الاتصال المتحركة بسرعة. تستغرق عملية الإغلاق ≤ 80 مللي ثانية، مما يضمن استعادة التيار الكهربائي بسرعة إلى خط 110 كيلوفولت؛ وفي الوقت نفسه، يتم تمدد الربيع المفتوح وتخزين الطاقة بشكل متزامن، ويمكن ضبط القوة المسبقة للشد في نطاق 50-80 نيوتن عن طريق تعديل المسمار، مما يتكيف مع متطلبات سرعة الفتح لأجهزة إطفاء القوس المختلفة. ​
عملية الفتح: عند اكتشاف النظام لأعطال مثل قصر الدائرة (تيار قصر الدائرة ≤ 40 كيلو أمبير)، أو زيادة الحمل، سيتم تشغيل الكهرومغناطيس المفتوح (أو مقابض الفتح اليدوية)، وسيتم إطلاق القفل المفتوح، وسيتم إطلاق الطاقة من الربيع المفتوح، وسيتم تشغيل جهة الاتصال المتحركة بواسطة الآلية الإنتقالية. تستغرق عملية الفتح ≤ 30 مللي ثانية، وستتعاون مع غرفة إطفاء القوس في قاطع الدائرة لقطع القوس الكهربائي العالي بسرعة، مما يتجنب توسع العطل. يكون الاندفاع العكسي للفتح ≤ 2 ملم، مما يتوافق مع متطلبات المعيار GB/T 1984-2014 "قاطع الدائرة ذو الجهد العالي AC".