أداء ومبدأ عمل قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية ذات الجهد العالي

مقدمة عن أداء قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد
تتميز قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد بقدرتها على العمل بشكل متكرر أو قطع تيارات القصر بشكل متكرر ضمن نطاق تيار التشغيل الخاص بها؛ ويصل عمرها الميكانيكي إلى 30,000 دورة، كما يصل عدد مرات قطع تيار القصر بكامل طاقتها إلى 50 مرة.

تُعدّ قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد مناسبة لعمليات إعادة التوصيل، وتتميز بموثوقية تشغيلية عالية للغاية وعمر خدمة طويل.

تستخدم قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد (النوع القياسي) أسطوانة عازلة رأسية للحماية من تأثيرات مختلف الظروف المناخية؛ وفيما يتعلق بالصيانة، لا تتطلب عادةً سوى تنظيف أو تشحيم آلية التشغيل من حين لآخر.

تعتمد قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد (النوع القطبي) على بنية عزل صلبة - أقطاب مدمجة محكمة الإغلاق - مما يضمن تشغيلها دون الحاجة إلى صيانة.

يمكن تركيب قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد في لوحات التوزيع الكهربائية بتكوينات ثابتة أو قابلة للسحب أو مثبتة على إطار.

مقدمة عن مبدأ عمل قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية عالية الجهد
مبدأ آلية تشغيل المغناطيس الدائم: عندما يكون قاطع الدائرة في وضع الإغلاق أو الفتح، لا يمر تيار كهربائي عبر الملف. يستخدم المغناطيس الدائم مسار المعاوقة المغناطيسية المنخفضة الذي توفره النوى الحديدية المتحركة والثابتة لتثبيت النواة الحديدية عند حدودها العليا والسفلى دون أي تثبيت ميكانيكي. عند استقبال إشارة تشغيل، يُولّد التيار في ملف الإغلاق أو الفتح قوة دافعة مغناطيسية. تتراكب المجالات المغناطيسية المتولدة من الملفات في النوى الحديدية المتحركة والثابتة مع المجال المغناطيسي المتولد من المغناطيس الدائم. تحت تأثير قوة المجال المغناطيسي المُركّبة، تُحرّك النواة الحديدية المتحركة، مع قضيب القيادة المُثبّت عليها، جسم المفتاح لإتمام عملية الفتح والإغلاق بسرعة محددة خلال فترة زمنية محددة. تُسمى هذه الآلية ببنية مبدأ الاستقرار الثنائي ثنائي الوضع، لأن النواة الحديدية المتحركة يُمكن تثبيتها عند أي من طرفي شوطها دون استهلاك أي طاقة. على النقيض من ذلك، في الآليات الكهرومغناطيسية التقليدية، يُثبَّت القلب الحديدي المتحرك عند أحد طرفي شوطه بواسطة نابض، بينما يُحمى الطرف الآخر بواسطة آلية إغلاق ميكانيكية أو طاقة كهرومغناطيسية. وكما ذُكر سابقًا، تُحقق آلية تشغيل المغناطيس الدائم جميع وظائف آلية تشغيل قاطع الدائرة التقليدية من خلال مزيج خاص من المغناطيس الكهربائي والمغناطيس الدائم: إذ يحل المغناطيس الدائم محل آلية التحرير التقليدية للحفاظ على وضعية الحد، وتوفر ملفات الفتح والإغلاق الطاقة اللازمة للتشغيل. يتضح أنه نتيجةً لتغيير مبدأ العمل، انخفض العدد الإجمالي للأجزاء في الآلية بشكل ملحوظ، مما قد يؤدي إلى تحسين كبير في الموثوقية الإجمالية. وبفضل الخصائص المتأصلة في آلية المغناطيس الدائم، يُمكن تحسين موثوقية قاطع الدائرة. علاوة على ذلك، ولأن خصائص الفتح والإغلاق مرتبطة فقط بمعلمات الملف، يُمكن التحكم في خصائص الفتح والإغلاق لآلية المغناطيس الدائم بواسطة نظام إلكتروني أو نظام حاسوب دقيق، مما يُحقق تحكمًا ذكيًا في خصائص السرعة ويتمتع بقدرات الكشف الذاتي. يُمكن لدائرة التحكم استخدام التحكم الإلكتروني وموصل تيار مستمر خارجي للإغلاق.

مبدأ إخماد القوس الكهربائي في حجرة الإخماد: يستخدم قاطع الدائرة الكهربائية عالي الجهد ذو الفراغ (المجهز بآلية تشغيل مغناطيسية دائمة) حجرة إخماد قوس كهربائي فراغية، حيث يُستخدم الفراغ كوسيط لإخماد القوس والعزل. تتميز حجرة الإخماد بدرجة فراغ عالية للغاية. عند تنشيط الملامسات المتحركة والثابتة وفتحها بفعل آلية التشغيل، يتولد قوس كهربائي فراغي بين الملامسات. في الوقت نفسه، وبفضل البنية الخاصة للملامسات، يتولد مجال مغناطيسي طولي مناسب في فجوة التلامس، مما يؤدي إلى بقاء القوس الكهربائي الفراغي منتشرًا واحتراقه بشكل متساوٍ على سطح التلامس، والحفاظ على جهد قوس منخفض. عندما يعبر التيار الصفر بشكل طبيعي، يمكن للأيونات والإلكترونات وأبخرة المعدن المتبقية أن تتحد أو تتراكم على سطح التلامس وتوفر الحماية في غضون أجزاء من الثانية. تُستعاد قوة العزل الكهربائي لغرفة إخماد القوس الكهربائي بسرعة، مما يؤدي إلى إخماد القوس وتحقيق الغرض من القطع. ولأن قاطع الدائرة الكهربائية الفراغي عالي الجهد هذا يستخدم مجالًا مغناطيسيًا للتحكم في القوس الكهربائي الفراغي، فإنه يتمتع بقدرة قطع تيار قوية ومستقرة.