قاطع دائرة تيار مستمر أحادي القطب. قواطع دوائر في محطة للطاقة الشمسية
- 0.4 كيلو فولت
- يُحوّل
- فتيل
الصفحة 31 من 75
4-13. واقيات شبكة التيار المستمر للجهد المقدر حتى 24 فولت
للحماية من التيارات الزائدة للدوائر التي تعمل بمصادر تيار مباشر منخفضة الطاقة بجهد يصل إلى 24 فولت، يتم استخدام قواطع دوائر أحادية القطب (الشكل 4-40) بتيار مباشر مقدر من 2 إلى 50 أمبير. يتم إنتاجها بنفس الحجم ولها تأخير زمني يعتمد عكسيا على التيار لجميع التيارات الأكبر من الحد الحالي، والذي يقع بين التيار المقنن و120-130٪ من التيار المقنن.
أرز. 4-40. قاطع تيار مستمر 50 أمبير، 24 فولت.
عند تيار يساوي 200٪ من التيار المقدر، يكون التأخير الزمني للإصدارات المختلفة في حدود 25 - 80 ثانية عند التسخين من الحالة الباردة و5 ثوانٍ على الأقل بعد التسخين بالتيار المقنن. تبلغ سعة القطع 10.00 أمبير مع تيار مقنن للإصدارات يصل إلى 10 أمبير و1500 أمبير للإصدارات ذات التيارات الأعلى تصنيفًا. عمر خدمة مضمون يصل إلى 10,000 بداية.
من السمات المميزة للتصميم عدم وجود تحرير مجاني، وهو أمر مستحسن في بعض الحالات، لأنه يجعل من الممكن الاحتفاظ بالجهاز في حالة مغلقة، على الرغم من وجود التيار الزائد.
عندما يكون المقبض في وضع "التشغيل"، يتم دائمًا الضغط على جهة الاتصال المتحركة 1 مقابل جهة الاتصال الثابتة 2 باستخدام الدبوس 8، والذي يتم التأثير عليه بواسطة زنبرك 9. في هذه الحالة، تقوم الكتلة 3 بضغط الزنبرك 4. تم تعليقه نظرًا لحقيقة أن سنه 5 قفز خلف السن 6 من اللوحة المعدنية الحرارية 7. عند التحميل الزائد، تنحني اللوحة المعدنية الحرارية، ويتم فك تعشيق الأسنان 5 و6، وإذا لم يتم تثبيت المقبض في وضع التشغيل، إذن يحدث إيقاف التشغيل، لأنه تحت تأثير الزنبرك 4، يتحرك المقبض إلى وضع إيقاف التشغيل ويفتح الدبوس 8 الموجود بداخله جهة الاتصال.
4-14. ماكينة أوتوماتيكية نصف سريعة المفعول AB-45-1/6000
أوتوماتيكي AB-45-1/6000 للجهد 750 فولت، تيار 6000 أمبير تيار مستمر - أحادي القطب، مع محرك كهرومغناطيسي، تحرير مفتوح وأقصى تحرير فوري مع إعداد قابل للتعديل من 6000-12000 أمبير. تم تطويره لحماية منشآت التيار المستمر عالية الطاقة، وخاصة المنشآت المعدنية. الرسم البياني الحركي الأساسي للآلة هو تقريبًا نفس الرسم البياني للآلات العالمية؛ ومع ذلك، يتم تقليل وقت الاستجابة الخاص بها، حيث يتم استخدام أقصى إطلاق مع تحويلة تحريضية (الشكل 4-41).
أرز. 4-41. أقصى إطلاق مع تحويلة حثي لقاطع الدائرة الأوتوماتيكي AB-45-1/6000 لـ 6,000 I، 750 V DC.
جزء من التدفق المغناطيسي الناتج عن مرور التيار عبر النافذة 1 من الدائرة المغناطيسية يمر عبر التحويلة 2 ويمنع المحرك 3 من التشغيل. عند معدلات النمو الحالية المرتفعة، يزداد التدفق عبر تحويلة الاحتجاز ببطء بسبب تأثير الغلاف النحاسي 4، مما يؤدي إلى تسارع جذب عضو الإنتاج.
أثناء الاختبار (L.4-9]، على الرغم من المعدل الهائل للزيادة في التيار (25-10 + 6 أ/ث)، كان زمن الاستجابة الجوهرية 10 - 15 مللي ثانية، ولم يكن التيار محدودًا بالجهاز ووصل إلى 200 كيلو أمبير، تم تدمير الآلة بواسطة القوى الكهروديناميكية وفي ظل ظروف مماثلة، حددت الآلة VAB-2 التيار بـ 42 كيلو أمبير، وتم اختبار قدرة القطع لجهاز AV-45-1/6000 على 90 كيلو أمبير عند جهد 500 فولت. قامت الآلة بإيقاف مثل هذا التيار بوقت طبيعي يتراوح بين 20-35 مللي ثانية ووقت إجمالي يبلغ حوالي 40 مللي ثانية.
تستخدم قواطع دوائر التيار المستمر لفصل الدائرة تحت الحمل. في محطات الجر الفرعية، تُستخدم المفاتيح لإيقاف خطوط الإمداد بقدرة 600 فولت في حالة الأحمال الزائدة وتيارات الدائرة القصيرة ولإيقاف التيار العكسي لوحدات المقوم في حالة حدوث حرائق عكسية أو انهيار الصمامات (أي دوائر قصيرة داخلية أثناء التشغيل المتوازي) من الوحدات).
يتم إطفاء القوس الكهربائي بواسطة مفاتيح أوتوماتيكية في الهواء على أبواق إطفاء القوس. يمكن تمديد القوس باستخدام انفجار مغناطيسي أو في غرف ذات فتحات ضيقة.
في جميع حالات انقطاع الدائرة وتكوين قوس كهربائي، تحدث حركة تصاعدية طبيعية للقوس مع حركة الهواء الساخن به، أي الانفجار الحراري.
تستخدم بشكل رئيسي قواطع دوائر عالية السرعة.
أرز. 1. مخططات الذبذبات للتيار والجهد عند إيقاف تشغيل تيار الدائرة القصيرة: أ - بمفتاح بطيء المفعول، ب - بمفتاح عالي السرعة
يتكون الوقت الإجمالي T لإيقاف تيار الدائرة القصيرة أو الحمل الزائد بواسطة قاطع الدائرة من ثلاثة أجزاء رئيسية (الشكل 1):
ت = ر س + ر 1 + ر 2
حيث t0 هو وقت صعود التيار في الدائرة المنفصلة إلى قيمة التيار المحدد، أي إلى القيمة التي يتم عندها تشغيل جهاز فصل قاطع الدائرة؛ t1 هو وقت إيقاف تشغيل المحول، أي الوقت من لحظة الوصول إلى الإعداد الحالي حتى تبدأ جهات اتصال المحول في التباعد؛ t2 - وقت حرق القوس.
يعتمد وقت صعود التيار في الدائرة t0 على معلمات الدائرة وإعدادات المفتاح.
يعتمد وقت إيقاف التشغيل الجوهري t1 على نوع المفتاح: بالنسبة للمفاتيح غير السريعة، يتراوح وقت إيقاف التشغيل الجوهري بين 0.1 و0.2 ثانية، وبالنسبة للمفاتيح عالية السرعة يتراوح بين 0.0015 و0.005 ثانية.
يعتمد وقت حرق القوس t2 على حجم التيار المحول وخصائص أجهزة إطفاء القوس الخاصة بقاطع الدائرة.
يتراوح إجمالي وقت إيقاف التشغيل للمفتاح بطيء المفعول بين 0.15 و0.3 ثانية، وللمفتاح عالي السرعة - 0.01 إلى 0.03 ثانية.
نظرًا لقصر وقت إيقاف التشغيل الجوهري، فإن المفتاح عالي السرعة يحد من القيمة القصوى لتيار الدائرة القصيرة في الدائرة المحمية.
في محطات الجر الفرعية، يتم استخدام قواطع دوائر التيار المستمر عالية السرعة: VAB-2، AB-2/4، VAT-43، VAB-20، VAB-20M، VAB-28، VAB-36 وغيرها.
التبديل VAB-2مستقطب، أي يستجيب للتيار في اتجاه واحد فقط - للأمام أو للخلف، اعتمادًا على إعداد المفتاح.
في التين. يوضح الشكل 2 الآلية الكهرومغناطيسية لمفتاح التيار المستمر.
أرز. 2. الآلية الكهرومغناطيسية للمفتاح VAB-2: أ - قسم من المفتاح، ب - حدود تآكل جهات اتصال المفتاح VAB-2، (أ - الحد الأدنى لسمك جهة الاتصال الثابتة هو 6 مم، ب - الحد الأدنى لسمك جهة الاتصال المتحركة هو 16 مم)؛ 1 - ملف التثبيت، 2 - الدائرة المغناطيسية، 3 - ملف التبديل، 4 - المحرك المغناطيسي، 5 - العارضة الفولاذية العلوية، 6 - المحرك، 7 - الملف الرئيسي، 8 - ملف المعايرة، 9 - الدائرة المغناطيسية على شكل حرف U، 10 - مخرج الملف الحامل للتيار، 11 - برغي الضبط، 12 - لوحة التحويل، 13 - اتصال مرن، 14 - توقف، 15 - ذراع عضو الإنتاج، 16 - محور ذراع عضو الإنتاج، 17 - اتصال ثابت، 18 - اتصال متحرك، 19 - ذراع الاتصال، 20 - ذراع الاتصال المحوري، 21 - المحور مع الأسطوانة، 22 - ذراع القفل، 23 - نوابض الرحلة، 24 - قضيب، 25 - براغي الضبط، 26 - قوس، 27 - قلب الملف المثبت
تدور رافعة المرساة 15 (الشكل 2، أ) حول محور 16، تمر عبر العارضة الفولاذية العلوية 5. في الجزء السفلي من الرافعة 15، المكونة من خدين من السيليكون، يتم تثبيت مرساة فولاذية 6، وفي يوجد في الجزء العلوي غلاف فاصل بمحور 20، يدور حوله ذراع التلامس 19، المصنوع من مجموعة من ألواح دورالومين.
يوجد في الجزء العلوي من ذراع الاتصال جهة اتصال متحركة 18، وفي الجزء السفلي يوجد حذاء نحاسي مع وصلة مرنة 13، والتي يتم من خلالها توصيل جهة الاتصال المتحركة بملف التيار الرئيسي 7 ومن خلاله إلى المحطة 10. يتم تثبيت الوقفات 14 في الجزء السفلي من ذراع التلامس على كلا الجانبين، وعلى الجانب الأيمن يوجد محور فولاذي مزود ببكرة 21، حيث يتم ربط زنبركات التعثر 23 على جانب واحد. يتم تثبيت نوابض التعثر بمسامير ضبط 25 في قوس 26، مثبتة بشكل ثابت على عارضة فولاذية 5.
في الوضع المنفصل، يتم تدوير نظام الرافعات (رافعة عضو الإنتاج ورافعة التلامس) عن طريق فصل النوابض 23 حول المحور 16 حتى يتوقف عضو الإنتاج 6 في القضيب الأيسر للدائرة المغناطيسية على شكل حرف U.
التبديل 3 والاحتفاظ بملف واحد من المحول يتلقى الطاقة من احتياجات التيار المستمر الخاصة بهم.
لتشغيل المفتاح، يجب عليك أولاً إغلاق دائرة ملف التثبيت 1، ثم دائرة ملف الدوران 3. يجب أن يكون اتجاه التيار في كلا الملفين بحيث تتراكم التدفقات المغناطيسية الناتجة عنهما في اليمين قضيب الدائرة المغناطيسية 9، الذي يعمل بمثابة قلب ملف الدوران؛ ثم سيتم جذب عضو الإنتاج 6 إلى قلب ملف التبديل، أي أنه سيكون في وضع "التشغيل". في هذه الحالة، سيتجه المحور 20 مع ذراع التلامس 19 إلى اليسار، وسوف تمتد نوابض الرحلة 23 وستميل إلى تدوير ذراع التلامس 19 حول المحور 20.
عندما يتم إيقاف تشغيل المفتاح، يقع عضو الإنتاج المغناطيسي 4 على نهاية قلب ملف الدوران، وعندما يتم تشغيل المفتاح، يظل منجذبًا إلى نهاية القلب بواسطة التدفق المغناطيسي الإجمالي لملفات الدوران والإمساك. يتم توصيل عضو الإنتاج المغناطيسي 4 عن طريق قضيب 24 إلى ذراع القفل 22، مما يمنع ذراع التلامس من الدوران حتى يتوقف جهة الاتصال المتحركة مقابل الذراع الثابت. لذلك تبقى هناك فجوة بين نقاط الاتصال الرئيسية، والتي يمكن تعديلها عن طريق تغيير طول القضيب 24 ويجب أن يكون مساوياً لـ 1.5-4 مم.
إذا قمت بإزالة الجهد الكهربي من ملف الدوران، فإن القوى الكهرومغناطيسية التي تمسك عضو الإنتاج 4 في الوضع المنجذب ستنخفض وسيعمل الزنبرك 23، باستخدام ذراع القفل 22 والقضيب 24، على تمزيق عضو الإنتاج من نهاية قلب ملف الدوران وقم بتدوير ذراع التلامس حتى يتم إغلاق نقاط التلامس الرئيسية. وبالتالي، لن يتم إغلاق نقاط الاتصال الرئيسية إلا بعد فتح دائرة ملف التبديل.
بهذه الطريقة، يتم تنفيذ مبدأ التحرير المجاني لمفاتيح VAB-2. يجب أن تكون الفجوة بين عضو الإنتاج المغناطيسي 4 (والمعروف أيضًا باسم عضو الإنتاج الحر) ونهاية قلب ملف التبديل في موضع تشغيل المفتاح في حدود 1.5-4 مم.
توفر دائرة التحكم إمدادًا بنبض تيار قصير المدى لملف التبديل، وتكون مدته كافية فقط لتوفير الوقت لتحريك عضو الإنتاج إلى وضع "التشغيل". بعد ذلك، يتم فتح دائرة ملف التبديل تلقائيًا.
يمكن التحقق من وجود التعثر المجاني بالطريقة التالية. يتم وضع قطعة من الورق بين جهات الاتصال الرئيسية ويتم إغلاق جهة اتصال الموصل. يتم تشغيل المفتاح، ولكن أثناء إغلاق جهة الاتصال، يجب ألا تغلق جهات الاتصال الرئيسية ويمكن إزالة قطعة الورق بحرية من الفجوة بين جهات الاتصال. بمجرد فتح جهة الاتصال، سيتم إغلاق المحرك المغناطيسي تمزق من نهاية قلب ملف الدوران وسيتم إغلاق جهات الاتصال الرئيسية. في هذه الحالة، سيتم وضع قطعة الورق بين نقاط الاتصال ولا يمكن إزالتها.
عند تشغيل المفتاح، يتم سماع طرقة مزدوجة مميزة: الأول من اصطدام عضو الإنتاج وجوهر ملف التبديل، والثاني من اصطدام جهات الاتصال الرئيسية المغلقة.
يتضمن استقطاب التبديل اختيار اتجاه التيار في ملف التثبيت اعتمادًا على اتجاه التيار في ملف التيار الرئيسي.
من أجل أن يقوم المفتاح بإيقاف تشغيل الدائرة عندما يتغير اتجاه التيار فيها، يتم تحديد اتجاه التيار في ملف التثبيت بطريقة تتزامن التدفقات المغناطيسية الناتجة عن ملف التثبيت مع ملف التيار الرئيسي في الاتجاه في قلب ملف التبديل. لذلك، عندما يتدفق التيار في الاتجاه الأمامي، فإن تيار الدائرة الرئيسية سيساعد في إبقاء المفتاح في وضع التشغيل.
في وضع الطوارئ، عندما يتغير اتجاه التيار الرئيسي إلى الاتجاه المعاكس، فإن اتجاه التدفق المغناطيسي الناتج عن ملف التيار الرئيسي في قلب ملف التشغيل سوف يتغير، أي أن التدفق المغناطيسي لملف التيار الرئيسي سوف يتغير يتم توجيهه ضد التدفق المغناطيسي لملف التثبيت وعند قيمة معينة للتيار الرئيسي، سيتم إزالة مغناطيسية قلب ملف التشغيل وستقوم نوابض الرحلة بتعطيل قاطع الدائرة. يتم تحديد الأداء إلى حد كبير من خلال حقيقة أنه بينما يتناقص التدفق المغناطيسي في قلب ملف التبديل، فإن التدفق المغناطيسي في قلب ملف التيار الرئيسي يزداد.
من أجل أن يقوم المفتاح بإيقاف تشغيل الدائرة عندما يزيد التيار فوق التيار المحدد في الاتجاه الأمامي، يتم تحديد اتجاه التيار في ملف التثبيت بحيث يتم تحديد التدفق المغناطيسي لملف التثبيت في قلب التشغيل يتم توجيه الملف ضد التدفق المغناطيسي للملف الحالي الرئيسي عندما يتدفق التيار الأمامي من خلاله. في هذه الحالة، مع زيادة التيار الرئيسي، تزداد إزالة المغناطيسية من قلب ملف الدوران وعند قيمة معينة للتيار الرئيسي، تساوي أو تتجاوز التيار المحدد، يتم إيقاف تشغيل المفتاح.
يتم تنظيم تيار الإعداد في كلتا الحالتين عن طريق تغيير القيمة الحالية لملف التثبيت وتغيير الفجوة δ1.
يتم تنظيم القيمة الحالية لملف التثبيت عن طريق تغيير قيمة المقاومة الإضافية المتصلة على التوالي مع الملف.
يؤدي تغيير الفجوة δ1 إلى تغيير مقاومة التدفق المغناطيسي لملف التيار الرئيسي. ومع انخفاض الفجوة δ1، تقل المقاومة المغناطيسية، وبالتالي يقل حجم تيار الفصل. يتم تغيير الفجوة δ1 باستخدام برغي الضبط 11.
تميز الفجوة δ2 بين المحطات 14 وخدود ذراع عضو الإنتاج 15 في وضع التشغيل للمفتاح جودة إغلاق جهات الاتصال الرئيسية ويجب أن تكون في حدود 2-5 مم. ينتج المصنع مفاتيح ذات فجوة δ2 تساوي 4-5 مم. يحدد حجم الفجوة δ2 زاوية دوران ذراع التلامس 19 حول المحور 20.
يشير عدم وجود فجوة δ2 (تلامس المحطات 14 مع خدود ذراع عضو الإنتاج 15) إلى ضعف الاتصال أو عدم وجود اتصال بين جهات الاتصال الرئيسية. تشير الفجوة δ2 التي تقل عن 2 أو أكثر من 5 مم إلى أن جهات الاتصال الرئيسية تكون على اتصال فقط عند الحافة السفلية أو العلوية. قد تكون الفجوة δ2 صغيرة بسبب التآكل الكبير لنقاط الاتصال، والتي يتم استبدالها في هذه الحالة.
إذا كانت أبعاد الاتصال كافية، فسيتم ضبط الفجوة δ2 عن طريق تحريك آلية التبديل بأكملها على طول إطار التبديل. لتحريك الآلية، يتم تحرير المسمارين اللذين يربطان الآلية بالإطار.
يجب أن تكون المسافة بين جهات الاتصال الرئيسية في وضع إيقاف التشغيل 18-22 ملم. يجب أن يكون الضغط على جهات الاتصال الرئيسية للمفاتيح ذات التيار المقدر حتى 2000 أمبير ضمن نطاق 20-26 كجم، وللمفاتيح ذات التيار المقدر 3000 أمبير - في حدود 26-30 كجم.
في التين. يوضح الشكل 2، ب نظام التبديل المتحرك مع تحديد حد تآكل التلامس. يعتبر الاتصال المتحرك مهترئًا عندما يصبح البعد B أقل من 16 مم، ويعتبر الاتصال الثابت عندما يصبح البعد A أقل من 6 مم.
في التين. يوضح الشكل 3 مخطط تحكم تفصيلي لمفتاح VAB-2. توفر الدائرة نبضًا قصير المدى لملف التبديل ولا تسمح بالتشغيل المتكرر عند الضغط على زر الطاقة لفترة طويلة، أي أنها توفر الحماية ضد "الرنين". يتدفق تيار الملف القابضة باستمرار.
لتشغيل المفتاح، اضغط على الزر "تشغيل"، وبالتالي إغلاق دائرة ملفات المقاول K والحظر RB. في هذه الحالة، يتم تنشيط الموصل فقط، الذي يغلق دائرة ملف التبديل VK.
بمجرد أن يأخذ عضو الإنتاج وضع "التشغيل"، سيتم إغلاق جهات اتصال كتلة الإغلاق الخاصة بمفتاح BA، وسيتم فتح جهات الاتصال المنفصلة. تتجاوز إحدى جهات اتصال الكتلة ملف الموصل K، الذي يكسر دائرة ملف التبديل. في هذه الحالة، سيتم تطبيق جهد الشبكة بالكامل على ملف مرحل الحظر RB، والذي، عند تنشيطه، يتجاوز ملف المقاولين مرة أخرى مع جهات الاتصال الخاصة به.
لإعادة تشغيل المفتاح مرة أخرى، تحتاج إلى فتح زر الطاقة وإغلاقه مرة أخرى.
تعمل مقاومة التفريغ CP، المتصلة بالتوازي مع ملف التثبيت DC، على تقليل الجهد الزائد عند فتح دائرة الملف. تتيح مقاومة LED القابلة للتعديل تغيير تيار ملف التثبيت.
التيار المقدر لملف التثبيت بجهد 110 فولت هو 0.5 أمبير، والتيار المقدر لملف الدوران بنفس الجهد والتوصيل الموازي لكلا القسمين هو 80 أمبير.
أرز. 3. الدائرة الكهربائية للتحكم في مفتاح VAB-2: مطفأ. - زر إيقاف التشغيل، DK - ملف التثبيت، SD - مقاومة إضافية، CP - مقاومة التفريغ، BA - تبديل جهات الاتصال، LK، LZ - مصابيح الإشارة الحمراء والخضراء، تشغيل. - زر الطاقة، K - الموصل واتصاله، RB - قفل التتابع واتصاله، VK - تشغيل الملف، AP - التبديل التلقائي
يُسمح بتقلبات الجهد في دوائر التشغيل من - 20٪ إلى + 10٪ من الجهد المقنن.
الوقت الإجمالي لإيقاف تشغيل الدائرة باستخدام المفتاح VAB-2 هو 0.02-0.04 ثانية.
يحدث إطفاء القوس عندما ينقطع قاطع الدائرة تحت الحمل في غرفة إطفاء القوس باستخدام الانفجار المغناطيسي.
عادةً ما يتم توصيل ملف الانفجار المغناطيسي على التوالي مع جهة الاتصال الثابتة الرئيسية للمفتاح وهو عبارة عن ملف لقضيب التوصيل الرئيسي الذي يحمل التيار، ويوجد بداخله قلب مصنوع من شريط فولاذي. لتركيز المجال المغناطيسي في منطقة تكوين القوس على نقاط الاتصال، يحتوي قلب ملف الانفجار المغناطيسي للمفاتيح على قطع قطبية.
غرفة إطفاء القوس (الشكل 4) عبارة عن صندوق مسطح مصنوع من أسمنت الأسبستوس، يوجد بداخله قسمان طوليان 4. يتم تثبيت قرن 1 في الغرفة، حيث يمر محور دوران الغرفة. يتم توصيل هذا البوق كهربائيًا بجهة اتصال متحركة. يتم تثبيت البوق الآخر 7 على جهة اتصال ثابتة. لضمان انتقال سريع للقوس من جهة الاتصال المتحركة إلى القرن 1، يجب ألا تزيد مسافة البوق من جهة الاتصال عن 2-3 مم.
القوس الكهربائي الذي يحدث عند الانفصال بين جهات الاتصال 2 و 6 تحت تأثير المجال المغناطيسي القوي لملف الانفجار المغناطيسي 5 يتم نفخه بسرعة على الأبواق 1 و 7، ويطول، ويتم تبريده بواسطة تدفق الهواء القادم وجدران الغرفة في الفجوات الضيقة بين الأقسام ويخرج بسرعة. يوصى بإدخال بلاط السيراميك في جدران الغرفة في منطقة إطفاء القوس.
تختلف غرف مفاتيح إخماد القوس للجهد 1500 فولت وأعلى (الشكل 5) عن غرف الجهد 600 فولت في أبعادها الإجمالية الأكبر ووجود فتحات في الجدران الخارجية للهروب من الغازات وأجهزة انفجار مغناطيسي إضافية.
أرز. 4. غرفة إخماد القوس لمفتاح VAB-2 بجهد 600 فولت: 1 و 7 - قرون، 2 - اتصال متحرك، 3 - جدران خارجية، 4 - أقسام طولية، 5 - ملف انفجار مغناطيسي، 6 - اتصال ثابت
أرز. 5. غرفة إخماد القوس لمفتاح VAB-2 بجهد 1500 فولت: أ - تصميم الغرفة، ب - دائرة إخماد القوس مع انفجار مغناطيسي إضافي؛ 1 - اتصال متحرك، 2 - اتصال ثابت، 3 - ملف تفجير مغناطيسي، 4 و 8 - أبواق، 5 و 6 - أبواق مساعدة، 7 - ملف تفجير مغناطيسي مساعد، I، II، III، IV - موضع القوس أثناء عملية الإطفاء
يتكون جهاز التفجير المغناطيسي الإضافي من قرنين مساعدين 5 و 6، يتم توصيل ملف بينهما بملف 7. ومع استطالة القوس، يبدأ في الإغلاق من خلال الأبواق المساعدة والملف، والذي، بسبب تدفق التيار من خلاله، يخلق انفجار مغناطيسي إضافي. تحتوي جميع الغرف على أغطية أعمدة معدنية من الخارج.
لإطفاء القوس بشكل سريع ومستقر، يجب أن يكون تباعد التلامس 4-5 مم على الأقل.
يتكون جسم المفتاح من مادة غير مغناطيسية - السيلومين - ومتصل بجهة اتصال متحركة، وبالتالي فهو تحت جهد التشغيل الكامل أثناء التشغيل.
مفتاح DC أوتوماتيكي عالي السرعة VAT-42
تشغيل قواطع التيار المستمر
أثناء التشغيل، من الضروري مراقبة حالة جهات الاتصال الرئيسية. يجب أن يكون انخفاض الجهد بينهما عند الحمل المقنن في حدود 30 مللي فولت.
يتم تنظيف نقاط الاتصال من الأكسيد باستخدام فرشاة سلكية (فرشاة تنظيف). عند ظهور الترهل، تتم إزالتها بملف، ولكن لا ينبغي حفظ جهات الاتصال لاستعادة شكلها المسطح الأصلي، لأن هذا يؤدي إلى التآكل السريع.
من الضروري تنظيف جدران غرفة إطفاء القوس بشكل دوري من رواسب النحاس والكربون.
عند فحص مفتاح التيار المستمر، يتم فحص عزل ملفات التثبيت والتحويل فيما يتعلق بالإسكان، بالإضافة إلى مقاومة العزل لجدران غرفة إطفاء القوس. يتم فحص عزل غرفة قمع القوس من خلال تطبيق الجهد بين نقاط الاتصال الرئيسية المتحركة والثابتة مع إغلاق الغرفة.
قبل تشغيل المفتاح بعد الإصلاح أو التخزين طويل الأمد، يجب تجفيف حجرته لمدة 10-12 ساعة عند درجة حرارة 100-110 درجة مئوية.
بعد التجفيف، يتم تثبيت الحجرة على المفتاح ويتم قياس مقاومة العزل بين نقطتين من الحجرة تقعان مقابل نقاط الاتصال المتحركة والثابتة عندما تكون مفتوحة. يجب أن تكون هذه المقاومة 20 مللي أوم على الأقل.
يتم إجراء معايرة إعدادات المحول في المختبر باستخدام التيار المستلم من مولد الجهد المنخفض بجهد مقنن يتراوح بين 6-12 فولت.
في المحطة الفرعية، تتم معايرة قواطع الدائرة باستخدام تيار الحمل أو باستخدام مقاومة متغيرة للحمل عند جهد مقنن يبلغ 600 فولت. يمكن التوصية بطريقة لمعايرة مفاتيح التيار المستمر باستخدام ملف معايرة مكون من 300 دورة من سلك PEL بقطر 0.6 مم مثبت على قلب ملف التيار الرئيسي. من خلال تمرير تيار مباشر عبر الملف، يتم تحديد قيمة الإعداد الحالي بناءً على عدد دورات الأمبير في لحظة إيقاف تشغيل المفتاح. تختلف مفاتيح الإصدار الأول التي تم إنتاجها سابقًا عن مفاتيح الإصدار الثاني بوجود مخمد الزيت.
محتوى:تستخدم جميع الشبكات الكهربائية عددًا كبيرًا من الأجهزة، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في حماية الخطوط والمعدات من الأحمال الزائدة الحالية والدوائر القصيرة. من بينها، أصبحت قواطع دوائر حماية الشبكة منتشرة على نطاق واسع، ولا تؤدي الحماية فحسب، بل أيضًا تبديل الدوائر. وبالتالي، توفر قواطع الدائرة إمكانية تشغيل وإيقاف أقسام معينة، وحمايتها من الأحمال الزائدة الحالية عن طريق فصل الدوائر المحمية في حالة الطوارئ.
أنواع الآلات الكهربائية
تستخدم قواطع الدائرة على نطاق واسع في أنظمة إمداد الطاقة، مما يوفر حماية موثوقة للدوائر والشبكات الكهربائية والأجهزة المنزلية والمعدات الكهربائية. وتتمثل مهمتهم الرئيسية في إلغاء تنشيط الدائرة في الوقت المناسب عن طريق إيقاف التيار الكهربائي. يتم تشغيل قاطع الدائرة أثناء حدوث دوائر قصيرة، وكذلك عندما تسخن الأسلاك بسبب الأحمال الزائدة في الشبكة.
يمكن لقواطع الشبكة أن تعمل في دوائر التيار المستمر والتيار المتردد، كما يمكن أن تعمل التصميمات العالمية في ظل وجود أي تيار كهربائي في الشبكة. وفقًا للتصميم، يتم تقسيمها إلى ثلاثة أنواع، والتي تكون بمثابة الأساس لأنواع أخرى من قواطع الدائرة:
- بنادق الهواء. يتم استخدامها في الإنتاج الصناعي، حيث يمكن أن تصل التيارات في الدوائر إلى عدة آلاف من الأمبيرات.
- الآلات في علبة مصبوبة. وتتميز بنطاق تشغيل واسع يتراوح من 16 إلى 1000 أمبير.
- آلات وحدات. يتم استخدامها على نطاق واسع في الشقق والمنازل الخاصة. يشير اسمهم إلى العرض القياسي، وهو مضاعف 17.5 ملم، اعتمادًا على عدد الأعمدة. أي أنه يمكن استخدام عدة مفاتيح في كتلة واحدة في وقت واحد.
يتم تقسيم جميع قواطع الدائرة وفقًا للتيار والجهد المقنن، حيث يتم تثبيت معظم أجهزة الحماية في شبكات 220 أو 380 فولت.
يمكن أن تكون قواطع الدائرة مقيدة للتيار أو غير مقيدة للتيار. في الحالة الأولى، يكون الجهاز عبارة عن مفتاح يتم فيه ضبط وقت إيقاف التشغيل على قيمة صغيرة للغاية، حيث لا يتوفر لتيارات الدائرة القصيرة الوقت للوصول إلى الحد الأقصى.
يتم تصنيف الآلات الأوتوماتيكية حسب عدد الأعمدة ويمكن أن تكون أحادية أو ثنائية أو ثلاثية أو رباعية القطب. وهي مجهزة بإصدارات الجهد القصوى أو المستقلة أو الدنيا أو الصفرية. تعتبر سرعة الاستجابة ذات أهمية كبيرة عندما تكون الأجهزة عادية وسريعة وانتقائية. تسمح بعض الأجهزة بمجموعة من الخصائص التقنية. تم تجهيز بعض الطرز بجهات اتصال مجانية، ويتم توصيل الموصلات بها بطرق مختلفة.
يوجد تقسيم إلى أنواع مختلفة حسب تصميم الإصدار أو قاطع الدائرة الكهربية المثبت في الجهاز. تلعب هذه العناصر دورًا مهمًا وتنقسم إلى مغناطيسية وحرارية. في الحالة الأولى، قاطع الدائرة هو قاطع دائرة عالي السرعة ويوفر الحماية ضد دوائر القصر. زمن الاستجابة يتراوح من 0.005 إلى 3-4 ثواني. يعمل الإصدار الحراري بشكل أبطأ بكثير، لذلك يتم استخدامه بشكل أساسي للحماية من التحميل الزائد. أساس العنصر هو لوحة ثنائية المعدن، والتي تسخن تحت الأحمال المتزايدة. وتتراوح فترة الاستجابة من 3-4 ثواني إلى عدة دقائق.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تقسيم الأجهزة حسب نوع إيقاف التشغيل أو حسب. كل نوع A، B، C، D، K، Z. على سبيل المثال، يستخدم النوع A عند فتح الدوائر التي تحتوي على طول كبير من الأسلاك، ويحمي أجهزة أشباه الموصلات بشكل جيد. حد التشغيل هو 2-3 تيارات مصنفة. يستخدم النوع B في أنظمة الإضاءة للأغراض العامة وله عتبة تشغيل تتراوح من 3 إلى 5 تيارات. يمكن الحصول على معلومات أكثر تفصيلاً حول كل نوع من الآلات من الجدول.
أنواع إصدارات قواطع الدائرة
يمكن تقسيم جميع الإصدارات المستخدمة في قواطع الدائرة إلى مجموعتين. تتضمن المجموعة الأولى أجهزة تحمي الدوائر الكهربائية وتكون قادرة على التعرف على بداية الموقف الحرج عند ظهور التيارات الزائدة. نتيجة للتنشيط، تم إيقاف تطوير الحادث بسبب اختلاف جهات اتصال العمل الرئيسية.
وتتمثل المجموعة الثانية من الإصدارات بأجهزة إضافية غير مدرجة في الحزمة الأساسية للأجهزة. حسب الطلب يمكن تركيب ما يلي:
- إصدارات مستقلة قادرة على إيقاف تشغيل قواطع الدائرة عن بعد عند تلقي إشارة من الدائرة المساعدة.
- الافراج عن انخفاض الجهد. يتم إيقاف تشغيل الجهاز في حالة انخفاض الجهد عن الحدود المسموح بها.
- الافراج عن الجهد صفر. تفتح جهات الاتصال الخاصة بها عند حدوث انخفاض كبير في الجهد.
الافراج الحراري
يتم إطلاق العينة الحرارية الموضحة في الشكل على شكل لوحة ثنائية المعدن. أثناء عملية التسخين، ينحني ويتغير شكله ويؤثر على آلية التحرير. لإنتاج لوحة، يتم ربط شريطين معدنيين ببعضهما البعض ميكانيكيًا. مادة كل شريط لها معامل مختلف للتمدد الحراري. يتم الاتصال عن طريق اللحام أو اللحام أو التثبيت. يتشكل انحناء اللوحة نتيجة للتغيرات المختلفة في الطول أثناء التسخين. توفر الإصدارات الحرارية الحماية ضد التيارات الزائدة ويمكن تهيئتها لوضع تشغيل محدد.
الميزة الرئيسية للإطلاق الحراري هي مقاومته العالية للاهتزاز، وغياب أجزاء الاحتكاك والقدرة على العمل في ظروف قذرة. وتتميز ببساطة التصميم والتكلفة المنخفضة. تشمل العيوب الاستهلاك المستمر للطاقة، والحساسية للتغيرات في درجات الحرارة، وإمكانية إصدار إنذارات كاذبة عند تسخينها بواسطة مصادر خارجية.
كما يتم أيضًا استخدام الإطلاقات الكهرومغناطيسية ذات الحركة اللحظية على نطاق واسع. من الناحية الهيكلية، فهي مصنوعة على شكل ملف لولبي ذو قلب يعمل على آلية التحرير. عندما يتدفق التيار الزائد عبر ملف الملف اللولبي، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا يحرك القلب ويتغلب في الوقت نفسه على مقاومة زنبرك العودة.
تم تكوين الإطلاق الكهرومغناطيسي ليتم تشغيله في حالة حدوث ماس كهربائى، وقيمته 2-20 لتر. بدورها قيمة ln = 200 A. يمكن أن يكون خطأ الإعدادات 20٪ في اتجاه أو آخر من القيمة المحددة. ولذلك، تتم الإشارة إلى إعدادات الرحلة لقواطع دائرة الطاقة بالأمبير أو كمضاعف للتيار المقنن. تتميز قواطع الدائرة المعيارية بخصائص وقائية محددة B (3-5) وC (5-10) وD (10-50)، حيث تتوافق القيم الرقمية مع الحد الأقصى للتيار المقنن الذي يحدث عنده فصل الاتصال.
الافراج الكهرومغناطيسي
وتتمثل المزايا الرئيسية للإصدارات الكهرومغناطيسية في مقاومة الاهتزازات والصدمات والمؤثرات الميكانيكية الأخرى، بالإضافة إلى بساطة التصميم، مما يسهل إصلاح وصيانة الجهاز. تشمل العيوب التشغيل الفوري، دون تأخير زمني، وكذلك إنشاء مجال مغناطيسي أثناء التشغيل.
التأخير الزمني له أهمية كبيرة لأنه يضمن الانتقائية. إذا كان هناك انتقائية أو انتقائية، تتعرف آلة الإدخال على وجود دائرة كهربائية قصيرة، ولكن يتم تخطيها لفترة زمنية معينة. خلال هذه الفترة الزمنية، يجب أن يكون لدى جهاز الحماية المصب الوقت الكافي للعمل، مما يؤدي إلى إغلاق ليس الكائن بأكمله، ولكن المنطقة المتضررة فقط.
في كثير من الأحيان، يتم استخدام الإطلاقات الحرارية والكهرومغناطيسية معًا، من خلال ربط كلا العنصرين في سلسلة. يُطلق على هذا المزيج اسم الإطلاق المدمج أو الحراري المغناطيسي.
الافراج عن أشباه الموصلات
تشمل الأجهزة الأكثر تعقيدًا إصدارات أشباه الموصلات. تشتمل كل واحدة منها على وحدة تحكم، ومحولات أدوات للتيار المتردد أو مكبرات صوت مغناطيسية للتيار المباشر، بالإضافة إلى مغناطيس كهربائي يعمل بمثابة إصدار مستقل. باستخدام وحدة التحكم، يتم تكوين برنامج محدد من قبل المستخدم، والذي سيتم بموجبه تحرير جهات الاتصال الرئيسية.
أثناء عملية الإعدادات، يتم تنفيذ الإجراءات التالية:
- يتم ضبط التيار المقنن للجهاز
- يتم ضبط التأخير الزمني في مناطق التحميل الزائد والدائرة القصيرة.
- يتم تحديد إعداد استجابة الدائرة القصيرة.
- تكوين مفاتيح الحماية ليتم تشغيلها عن طريق التبديل أحادي الطور.
- ضبط مفتاح يعمل على تعطيل التأخير الزمني عندما تغير دائرة كهربائية قصيرة وضع الانتقائية إلى الوضع الفوري.
الافراج الالكتروني
يشبه تصميم الإصدار الإلكتروني تصميم جهاز أشباه الموصلات المماثل. ويتكون أيضًا من مغناطيس كهربائي وأجهزة قياس ووحدة تحكم. يتم تحديد قيمة تيار التشغيل ووقت الانتظار في خطوات، مما يضمن التشغيل المضمون في حالة حدوث دائرة كهربائية قصيرة والتيارات المتدفقة.
تتمثل مزايا هذه الأجهزة في تنوع الإعدادات والقدرة على الاختيار وتشغيل البرنامج المثبت بدقة عالية ووجود مؤشرات الأداء وأسباب التشغيل والتواصل الانتقائي المنطقي مع المفاتيح الموجودة أعلى وأسفل الجهاز.
تشمل العيوب السعر المرتفع وهشاشة وحدة التحكم والحساسية لتأثير المجالات الكهرومغناطيسية.
تُستخدم قواطع دوائر التيار المستمر المعيارية، أو ببساطة قواطع الدائرة، في الشبكات الكهربائية والتركيبات الكهربائية، وخزائن الاتصالات، ولوحات التشغيل الآلي. لماذا يطلق عليهم وحدات؟ الشيء هو أنه يتم إنتاجها في حالات مدمجة قياسية وهي عبارة عن وحدات أحادية القطب، والتي يمكن أن تتكون من أجهزة أحادية القطب أو ثنائية القطب أو ثلاثية القطب. وفقًا للمعايير الحالية، يبلغ عرض أحد هذه الأعمدة 17.5 ملم.
يختلف قاطع الدائرة الكهربائية DC عن قاطع الدائرة العادي من حيث أنه يقطع الدائرة تلقائيًا في حالة حدوث ماس كهربائي أو حمل زائد. يتضمن تصميم الجهاز عدة عناصر رئيسية:
تحتوي قواطع الدائرة الحديثة على إصدارين (أجهزة حماية):
مما سبق يتبين أن مفاتيح التيار المستمر قادرة على حل المشكلات التالية:
لاحظ أن قاطع دائرة التيار المستمر يختلف عن نظيره الذي يعمل بالتيار المتردد في المقام الأول من حيث أنه يمتلك قطبية. يجب أن يؤخذ هذا في الاعتبار عند توصيله.
المزايا الرئيسية
أصبحت المفاتيح التلقائية منتشرة على نطاق واسع بسبب عدد من المزايا:
بالإضافة إلى ذلك، تتوفر قواطع الدائرة العاملة بالتيار المباشر في مجموعة متنوعة من التصنيفات الحالية من 6 إلى 125 أمبير، مما يسمح لك باختيارها لأي معدات وأي شبكة كهربائية.
الميزات الهامة
تتميز قواطع الدائرة للتشغيل بالتيار المباشر بالخصائص الرئيسية التالية:
كما قلنا أعلاه، يتم استخدام تسمية الحرف لخاصية الوقت الحالي:
وبالتالي، لضمان حماية الشبكة، عند اختيار قاطع الدائرة، من الضروري تحديد خصائصه وفقًا لخصائص المعدات والكابلات.
لماذا يجب عليك إجراء عملية شراء في متجرنا
في متجر ATLANT SNAB، يمكنك اختيار جهاز DC بأي خصائص تهمك. ولكن هذا ليس هو السبب الوحيد الذي يجعلك تشتري مفتاحًا منا:
لشراء محولات التيار المباشر الآن، قم بالشراء على الموقع الإلكتروني أو فقط اتصل برقم الاتصال الخاص بنا. من خلال الاتصال بنا مرة واحدة على الأقل، سوف تصبح بالتأكيد عميلنا الدائم!
يعرف الكثير من الناس من دورة الفيزياء المدرسية أن التيار يمكن أن يكون متناوبًا وثابتًا. إذا كان لا يزال بإمكاننا أن نقول شيئًا بثقة حول استخدام التيار المتردد (جميع أجهزة الاستقبال الكهربائية المنزلية تعمل بالتيار المتردد)، فإننا لا نعرف شيئًا عمليًا عن التيار المباشر. ولكن بما أن هناك شبكات DC، فهذا يعني أن هناك مستهلكين، وبالتالي، تحتاج هذه الشبكات أيضًا إلى الحماية. سنلقي نظرة على مكان وجود مستهلكي التيار المستمر وما هو الفرق بين أجهزة الحماية لهذا النوع من التيار في هذه المقالة.
لا يعتبر أي نوع من التيار الكهربائي "أفضل" من الآخر - فكل منهما مناسب لحل مشاكل محددة: التيار المتردد مثالي لتوليد ونقل وتوزيع الكهرباء لمسافات طويلة، بينما يجد التيار المباشر تطبيقه في المنشآت الصناعية الخاصة ومنشآت الطاقة الشمسية ومراكز البيانات والمحطات الكهربائية الفرعية، الخ.
خزانة توزيع التيار المستمر للمحطات الكهربائية الفرعية
إن فهم الاختلافات بين التيار المتردد والتيار المستمر يوفر فهمًا واضحًا للتحديات التي تواجهها قواطع دوائر التيار المستمر. التيار المتردد ذو التردد الصناعي (50 هرتز) يغير اتجاهه في الدائرة الكهربائية 50 مرة في الثانية و"يمر" عبر القيمة الصفرية بنفس عدد المرات. يساهم هذا "الانتقال" للقيمة الحالية إلى الصفر في الإطفاء السريع للقوس الكهربائي. في دوائر التيار المستمر، تكون قيمة الجهد ثابتة - كما يكون اتجاه التيار ثابتًا مع مرور الوقت. هذه الحقيقة تجعل إطفاء قوس التيار المستمر أكثر صعوبة، وبالتالي تتطلب حلول تصميم خاصة.
الرسوم البيانية المدمجة للأوضاع العادية والعابرة عند قطع الاتصال: أ) التيار المتردد؛ ب) التيار المباشر
أحد هذه الحلول هو استخدام المغناطيس الدائم (3). تعتبر حركة القوس في المجال المغناطيسي إحدى طرق الإطفاء في الأجهزة حتى 1 كيلو فولت وتستخدم في قواطع الدوائر الكهربائية. يتأثر القوس الكهربائي، وهو في الأساس موصل، بمجال مغناطيسي، فينجذب إلى غرفة إطفاء القوس، حيث يتم إطفاؤه أخيرًا.
1- الاتصال المتحرك
2- الاتصال الثابت
3 - لحام ملامس يحتوي على الفضة
4- المغناطيس
5 - غرفة إطفاء القوس
6 - قوس
يجب مراعاة القطبية
الفرق الآخر وربما الرئيسي بين قواطع دوائر التيار المتردد والتيار المستمر هو وجود القطبية في الأخير.
مخططات الأسلاك لقواطع دوائر التيار المستمر أحادية القطب ومزدوجة القطب
إذا قمت بحماية شبكة تيار متردد أحادية الطور باستخدام قاطع دائرة ثنائي القطب (مع قطبين محميين)، فلن يكون هناك فرق في أي قطب تقوم بتوصيل الطور أو الموصل المحايد. عند توصيل قواطع الدائرة بشبكة تيار مستمر، يجب مراعاة القطبية الصحيحة. عند توصيل مفتاح تيار مستمر أحادي القطب، يتم إمداد جهد الإمداد إلى الطرف "1"، وعند توصيل مفتاح تيار مستمر ثنائي القطب، يتم إمداد جهد الإمداد إلى طرفي التوصيل "1" و"4".
لماذا هذا بغاية الأهمية؟ ينظر فيديو. يجري مؤلف الفيديو عدة اختبارات باستخدام مفتاح بقوة 10 أمبير:
- تشغيل المفتاح في الشبكة بالقطبية الصحيحة - لا يحدث شيء.
- يتم تثبيت المفتاح في الشبكة بقطبية عكسية؛ معلمات الشبكة U=376 V، I=7.5 A. ونتيجة لذلك: انبعاث دخان قوي يتبعه اشتعال المفتاح.
- تم تركيب المفتاح بالقطبية الصحيحة، والتيار في الدائرة هو 40 أمبير، وهو 4 أضعاف تصنيفه. الحماية الحرارية، كما ينبغي، فتحت الدائرة المحمية بعد بضع ثوان.
- تم إجراء الاختبار الأخير والأكثر صرامة باستخدام نفس التيار الزائد والقطبية العكسية بمقدار 4 أضعاف. لم تكن النتيجة طويلة في المستقبل - الاشتعال الفوري.
وبالتالي، فإن قواطع دوائر التيار المستمر هي أجهزة حماية تستخدم لمرافق الطاقة البديلة، وأنظمة الأتمتة والتحكم في العمليات الصناعية، وما إلى ذلك. الإصدارات الخاصة من خصائص الحماية Z، L، K تجعل من الممكن حماية المعدات عالية التقنية للمؤسسات الصناعية.