لتصميم الحنفيات من خطوط النقل ذات الجهد العالي ، يتم استخدام أجهزة التحويل الخاصة بشكل تقليدي. الاسم الشائع هو قاطع الدائرة الفراغية ، والذي يفسر بخصائص غرفة إطفاء القوس. لا يمكن التعرف على هذه الأجهزة بالتفصيل إلا بعد دراسة تاريخ ما قبل ظهورها.
مرجع تاريخي
لأول مرة ، تم ذكر قواطع الدائرة الفراغية في أوائل الثلاثينيات من القرن العشرين ، عندما تم استخدام الأجهزة لفصل دوائر التيار المنخفض نسبيًا التي تعمل بجهد يصل إلى 40 كيلو فولت. للحصول على ماصات تفريغ موثوقة قادرة على إطفاء التيارات الهامة في الدوائر ذات الإمكانات العالية ، كانت هناك حاجة إلى سلسلة كاملة من الدراسات. عندما تم تنفيذها ، تقريبًا بحلول عام 1957 ، تمت دراسة العمليات التي تمت ملاحظتها أثناء احتراق القوس عالي الجهد وتنظيمها بشكل كامل. استغرق الأمر عقدين آخرين للانتقال من النماذج الأولية المنتجة في نسخ واحدة إلى الإنتاج الضخم للأجهزة الحديثة.
مبدأ التشغيل
يعتمد مبدأ تبريد القوس على حقيقة القوة الكهربائية العالية وخصائص العزل الخاصة للفراغ الذي تم الحصول عليه صناعياً ، والمعروف من الفيزياء. عندما يتم فتح موصلات الطاقة في الحجرة التي توضع فيها ، يتشكل قوس كهربائي مدعوم بجزيئات معدنية تتبخر من سطحها. يمنع عدم وجود شروط لاستقراره تطور ذروة العملية بسبب الخصائص العازلة العالية لوسط الفراغ.
بسبب القوة العازلة الكبيرة للفراغ ، تتحول لحظة انقراض القوس إلى نقطة تسبق الحد الأقصى لتطوره. في الهندسة الكهربائية ، تسمى هذه الظاهرة "القطع الحالي". يؤثر وجودها سلبًا على الشبكات الكهربائية ، نظرًا لأن تبديل الجهد الزائد هو نتيجة لهذه العملية.
ميزات التطبيق والتشغيل
تخلت غالبية منشآت الطاقة الحديثة عن التصميمات القديمة وتحولت أخيرًا إلى مفاتيح جديدة مضغوطة إلى حد ما ولا تحتاج إلى صيانة. وذلك للأسباب التالية:
- جهاز التفريغ متواضع ولا يحتاج إلى تنظيف منتظم لجهات الاتصال أو تجديد الوسيط ؛
- أثناء تشغيل جهاز الزيت ، تتسرب مادة الحشو باستمرار ؛
- وفقًا للبيانات الموجودة في جواز السفر ، تصل مدة خدمة الأجهزة التفريغية إلى 20 عامًا ، وهو أعلى بكثير من نفس المؤشر لأنواع أخرى من قواطع الدائرة.
أثناء التشغيل ، غالبًا ما تفشل آلية القيادة في أكثر اللحظات غير المناسبة لهذا الغرض. للحفاظ عليه في حالة العمل ، يتم توفير وحدة خاصة لشحن الزنبرك اليدوي في الجهاز. يعد وجود زر الطوارئ أمرًا إلزاميًا لهذه الأجهزة ، مما يسمح بتعطيل آلية منع طرح وحدات المفاتيح الكهربائية عند تشغيل الخزانة.تتعلق هذه النقطة بسلامة الأفراد العاملين في المعدات وتتطلب اهتمامًا وثيقًا.
ميزات التصميم
كل نموذج من مفاتيح التفريغ ذات الجهد العالي له خصائص فردية ، حيث إنه مصمم للتشغيل في شبكات ذات خصائص كهربائية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم المصنعون أيضًا بإجراء بعض التعديلات على تصميم منتجاتهم. ومع ذلك ، بشكل عام ، يظل تكوين مكونات هذه الأجهزة دون تغيير. العناصر الرئيسية:
- مبيت مصنوع على أساس معدن متين ، يتم تركيب محرك تشغيل وإيقاف بداخله (يمكن تحميله بنابض أو من نوع آخر).
- جامع تيار ثلاثي الأقطاب مصمم للاتصال بشبكة 380 فولت ويتم فصله عند نقل مجموعة المفاتيح من وضع التشغيل إلى موضع السحب.
- عربة لوضعها داخل العلبة ، والتي تختلف عن الهياكل المماثلة الأخرى في تنفيذها.
يحتوي الجزء الكهربائي للمنتج على أقسام خاصة تفصل أقسام الطور عن بعضها البعض. كما أن لديها بنية معقدة وتحتوي على عدد من العناصر الموضحة في جواز السفر.
مجموعة متنوعة من مفاتيح التفريغ
عادة ما يتم تصنيف المنتجات وفقًا لفئة الإمكانات التي يتم تبديلها.
من بين جميع الأنواع ، تبرز الأنواع التالية:
- أجهزة للعمل بجهد 6-10 كيلو فولت.
- أجهزة تبديل المستويات الأعلى - حتى 35 كيلو فولت.
- أجهزة مصممة للجهد الفائق 110-220 ك.ف.
معيار "العمل" الآخر لتصنيف قواطع الدائرة هو القدرة التي يمكن نقلها إلى الحمل. وفقًا لهذه المعلمة ، يتم تقسيمها بنفس طريقة تصنيف المستهلك نفسه.
المميزات والعيوب
تشمل مزايا الأجهزة ما يلي:
- حجم صغير
- القدرة على استبدال الأقسام الفردية بسرعة ؛
- الصمت والاستقلال عن التوجه في الفضاء ؛
- السلامة لصحة موظفي الخدمة.
لا يحتاجون إلى تجديد البيئة الواقية وموثوقون للغاية. ولكن حتى هذه المنتجات لم تكن خالية من المشاكل الكامنة في العديد من الأجهزة الكهربائية. تشمل عيوب قواطع الدائرة الفراغية ما يلي:
- تيارات عمل محدودة
- "الميل" للجهد الزائد ؛
- مورد تحويل صغير.
على الرغم من أوجه القصور الحالية ، فقد احتلت هذه الأجهزة مكانها بقوة في قائمة أحدث معدات التحويل للمتفجرات.
ميزات الاختيار والتركيب
تؤخذ النقاط المهمة التالية بعين الاعتبار في عملية الاختيار:
- يجب أن تتوافق الخصائص الوقائية للجهاز مع معلمات الشبكة التي من المفترض أن يعمل فيها ؛
- يتم تحديد المفتاح بناءً على ظروف التشغيل الأشد ؛
- يجب أن يتجاوز التيار والجهد المقنن المعلمات المقابلة للشبكة المحمية ؛
- يجب ألا يتجاوز تيار الانكسار القيمة المضمونة من قبل الشركة المصنعة.
قبل تركيب قاطع الدائرة الفراغية ، يجب فحص مكان تركيبه بعناية والتأكد من عدم وجود أضرار أو عيوب. ستحتاج بعد ذلك إلى تنظيف أسطح العمود المعزول بقطعة قماش جافة.
لا يجوز تركيب معدات جديدة في نظام على الأسطح العازلة التي توجد بها رقاقات وشقوق ومناطق مشوهة بشدة.
مخطط الدائرة الثانوية مع التوصيل اللاحق للحافلة "الأرضية" يخضع لفحص إلزامي. يتم توصيل قاطع الدائرة الفراغية نفسه مباشرة بالجزء المتحرك من العربة باستخدام أجهزة مثبتة بمسامير خاصة.
النماذج الأكثر شيوعًا
من بين النماذج الأكثر شيوعًا لغرف التفريغ ، يبرز ما يلي:
- VVE-M-10-20.
- VVE-M-10-40.
- VVTE-M-10-20.
جميع عينات المنتجات تقريبًا من هذه القائمة عبارة عن تطوير إضافي لقواطع دوائر الزيت القديمة وهي قادرة على العمل في دوائر التيار المتردد والتيار المستمر. التثبيت والتعديل اللاحق وتشغيل أجهزة التفريغ عالية الجهد هي إجراءات تستغرق وقتًا طويلاً تحدد وظائفها الإضافية. لذلك ، فإن العمليات المدرجة لا يُعهد بها إلا للمتخصصين ذوي المؤهلات المناسبة.
عند تثبيت الجهاز ، يجب اتباع تسلسل عمليات الإعداد. يعد الامتثال لهذا المطلب أساسًا لسلامة أفراد التشغيل أو كهربائي في الخدمة مخول للعمل مع معدات عالية الجهد.
تحتاج المنتجات التي تنتمي إلى فئة قواطع الدائرة الفراغية إلى اختيار وتقييم احترافيين ، نظرًا لأن تشغيلها يرتبط بجهد كهربائي عالي.
