قاطع دائرة فراغ 22 كيلو فولت مع مفتاح كسر الحمل

تعد الوحدات الرئيسية الحلقية (RMUs) أحد الحلول المستخدمة على نطاق واسع لشبكات توزيع الطاقة، خاصة في المناطق الحضرية حيث المساحة محدودة. توفر هذه الوحدات حلاً مدمجًا وقويًا وموثوقًا للمفاتيح الكهربائية. يعد قاطع الدائرة الفراغية 22 كيلو فولت مع مفتاح فصل الحمل مكونًا أساسيًا للوحدات الرئيسية الحلقية الصديقة للبيئة والمفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط. إنه مصمم خصيصًا لتنشيط وإلغاء تنشيط الدوائر بأمان في ظل ظروف الحمل العادية.

التقدم التكنولوجي في تصميم RMU

يتزامن تطوير تقنية الوحدة الرئيسية الحلقية بشكل وثيق مع التطورات في تصميم قواطع الحمل. عادةً ما يتم تجهيز وحدات RMU الحديثة بمفاتيح فصل الحمل الفراغي أو مفاتيح معزولة بغاز سداسي فلوريد الكبريت الموجودة في خزانات محكمة الغلق من الفولاذ المقاوم للصدأ. يضمن هذا التكوين أن الجهاز يعمل بشكل طبيعي دون الحاجة إلى الصيانة طوال فترة خدمته.

الموثوقية وعزل الخطأ

إحدى المزايا الرئيسية لوحدات RMU هي قدرة مشغلي الشبكات على تقسيم نظام التوزيع، وعزل مناطق الأعطال، وإجراء صيانة المعدات دون انقطاع إمدادات الطاقة للعملاء غير المتأثرين. تعتبر هذه الوظيفة بالغة الأهمية لتلبية معايير الموثوقية العالية التي تتوقعها شبكات الطاقة المعاصرة.

سلامة محسنة وتصميم مدمج

توفر مفاتيح فصل التحميل المستخدمة في وحدات RMU مزايا مميزة مقارنة بأجهزة التبديل الأخرى. يمكنها مقاطعة تيارات الحمل العادية مع توفير عزل مرئي وتأريض متكامل من خلال تكوين مفتاح مبتكر ثلاثي المواضع. يساهم هذا المزيج من الوظائف داخل جهاز واحد بشكل كبير في الحجم الصغير لوحدة RMU، مما يجعلها مثالية للتركيبات ذات المساحة المحدودة. وتشمل التطبيقات المحطات الفرعية الجاهزة، ومنشآت أبراج الرياح، ومراكز التوزيع الحضرية.

النموذج والمعاني

مبدأ العمل لمفتاح كسر التحميل

تتمثل الوظيفة الرئيسية لقاطع الدائرة الكهربائية بقدرة 22 كيلو فولت مع مفتاح فصل الحمل في إدارة القوس الكهربائي الذي يتشكل عندما تنفصل جهات الاتصال أثناء تدفق التيار. عندما يتم فتح مفتاح فصل الحمل تحت الحمل، يستمر التيار للحظات من خلال الهواء المتأين بين نقاط الاتصال الفاصلة، وسوف يخلق قوسًا بدرجات حرارة تصل إلى عدة آلاف من الدرجات. من المهم جدًا انقراض القوس بشكل فعال خلال أجزاء من الثانية لمنع تآكل التلامس وتلف العزل والفشل المحتمل للمعدات.

تحقق مفاتيح فصل الحمل الحديثة لوحدة RMU انقراض القوس من خلال تقنيتين أساسيتين: غاز SF6 والانقطاع الفراغي.

في الوحدة الرئيسية الحلقية المعزولة بـ SF6 أو مجموعة المفاتيح الكهربائية، تعمل مكونات التلامس هذه في حاويات محكمة الغلق تحتوي على غاز سداسي فلوريد الكبريت ويتم التحكم في الضغط. تعتبر خصائص إخماد قوس الغاز هذه استثنائية، نظرًا لأن غاز SF6 له طبيعة كهربية تلتقط الإلكترونات الحرة بسهولة، وتزيل تأين مسار القوس بسرعة وتستعيد قوة العزل الكهربائي. عندما تنفصل جهات الاتصال الخاصة بمفتاح كسر الحمل، يتشكل القوس داخل الغلاف الجوي لـ SF6، وتتحد التوصيل الحراري للغاز والخواص الكيميائية لتبريد وإطفاء القوس خلال أجزاء من الثانية.

تمثل الآلية ثلاثية المواضع ابتكارًا مهمًا في تصميم المفاتيح. تنتقل مجموعة اتصال متحركة واحدة عموديًا أو دورانيًا لتحقيق المواضع الثلاثة المطلوبة. في الوضع المغلق، يعمل الاتصال المتحرك على توصيل وصلات القضبان والكابلات. يؤدي الانتقال إلى الوضع المفتوح إلى سحب جهة الاتصال إلى وضع محايد حيث يتم عزل كلتا الدائرتين. تعمل الحركة الإضافية على تشغيل جهة الاتصال الأرضية، وتوصيل الكابل بالأرض مع الحفاظ على عزله عن قضيب التوصيل.

تمنع التعشيقات الميكانيكية التشغيل غير الصحيح، مثل محاولة إغلاق المفتاح الأرضي بينما يظل المفتاح الرئيسي مغلقًا أو تشغيل المفتاح في حالة عطل. عادةً ما تكون هذه التعشيقات ميكانيكية ولا يمكن تجاوزها دون تدمير آلية التعشيق، مما يضمن السلامة المطلقة في التشغيل العادي.

الغرض الرئيسي من تبديل كسر التحميل

من الوظائف المهمة جدًا لمفاتيح فصل الحمل داخل الوحدات الرئيسية الحلقية ضمان الإدارة الآمنة والمراقبة لشبكات توزيع الطاقة في ظل ظروف التشغيل العادية. عدة أهداف محددة توجه هذا التطبيق:

تقسيم الشبكة - تسمح مفاتيح فصل الأحمال للمشغلين بتقسيم شبكات التوزيع إلى أقسام يمكن التحكم فيها، وعزل أجزاء محددة للصيانة أو موقع الخطأ دون إلغاء تنشيط النظام بأكمله. تدعم هذه القدرة التوفر العالي المتوقع من الشبكات الحديثة المكونة للحلقة الرئيسية.

تحميل انقطاع التيار - يجب أن يقطع المحول بشكل موثوق جميع التيارات ضمن تصنيف التصميم الخاص به، بدءًا من الحد الأدنى من تيارات مغنطة المحولات وحتى تيار الحمل الكامل المقدر. يمكن لهذه القدرة التشغيلية أن تضمن بشكل آمن ومنتظم فترات التوقف المخطط لها للصيانة أو إعادة تكوين الشبكة.

العزل المرئي - عند فتح مفتاح فصل الحمل، فإنه سيوفر فاصلًا مرئيًا بين الموصلات الحية والقسم المعزول. يعد هذا التأكيد البصري للعزل مهمًا جدًا للسلامة عند إجراء الصيانة، وغالبًا ما يتم توفير مؤشرات الموقع الميكانيكية ونوافذ المراقبة.

التأريض المتكامل - يضمن التصميم ثلاثي المواضع إمكانية تأريض الدوائر الصادرة بشكل إيجابي قبل وصول الأفراد إلى الكابلات أو المعدات المتصلة. يمكن لهذه الوظيفة أن تحل محل الحاجة إلى أجهزة التأريض الخارجية وتضمن عدم تنفيذ عمليات التأريض إلا بعد اكتمال العزل المناسب.

تنسيق حماية المحولات - في مجموعة مفتاح فصل الحمل والصمام، يعمل مفتاح فصل الحمل بالتنسيق مع الصمامات ذات الجهد المتوسط ​​لتوفير حماية المحولات. عندما يعمل المصهر، يقوم دبوس المهاجم بتحرير آلية المفتاح وتعطيلها، مما يفتح جميع المراحل الثلاث ويمنع الطور الفردي.

نطاق التطبيق لمفتاح كسر التحميل

يعتبر قاطع الدائرة الفراغية 22 كيلو فولت مع مفتاح فصل الحمل في شبكات الطاقة الريفية مناسبًا لمجموعة واسعة من مستويات الجهد من 6 كيلو فولت إلى 40.5 كيلو فولت.

شبكات توزيع المرافق - تستخدم وحدات RMU عادة في أنظمة توزيع الطاقة في المناطق الحضرية. تربط هذه المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط ​​أو وحدات RMU محطات الطاقة الفرعية الأساسية بمحولات توزيع الطاقة، والتي تخدم المشاريع السكنية والتجارية ومتعددة الاستخدامات.

المنشآت الصناعية - يتم تركيب وحدات الإزالة عادةً في مصانع التصنيع، ومرافق المعالجة، والمجمعات الصناعية لتوزيع الطاقة ذات الجهد المتوسط. تعد ميزات مفتاح فصل التحميل ذات الحجم الصغير أمرًا مهمًا للغاية، كما أن التشغيل بدون صيانة يقلل من انقطاع الإنتاج.

المباني التجارية – تُستخدم وحدات RMU أيضًا في التطويرات التجارية الكبيرة ومراكز التسوق ومجمعات المكاتب. والتي يمكن أن يكون من السهل توزيع الطاقة بشكل موثوق في جميع أنحاء المنشأة. توفر القدرة على عزل الأقسام للصيانة دون التأثير على المناطق المستأجرة مرونة تشغيلية.

تطبيقات الطاقة المتجددة - يتم استخدام الوحدات الرئيسية الحلقية في منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومزارع الرياح وأنظمة تخزين طاقة البطاريات لتوصيل الشبكة والتوزيع الداخلي بشكل متزايد. تتميز هذه المفاتيح ذات الجهد المتوسط ​​بهذه الميزات بما في ذلك مقاومة التآكل الساحلي، والحماية من الغبار، والأبعاد المدمجة لتركيب برج الرياح.

المحطات الفرعية الجاهزة - تدمج المحطات الفرعية المدمجة للتطبيقات الحضرية والصناعية وحدات RMU كقسم تبديل وحماية الجهد العالي، ويتم تركيبها عادةً جنبًا إلى جنب مع محولات التوزيع داخل حاوية مشتركة. يقلل هذا الترتيب من أعمال التثبيت في الموقع ويوفر نقطة إمداد طاقة آمنة ومقاومة للعوامل الجوية.

المعلمات الفنية لمفتاح كسر الحمل

المظهر والأبعاد

التعليمات

ما الفرق بين مفتاح كسر الحمل وقاطع الدائرة في وحدة RMU؟

تم تصميم مفتاح فصل الحمل لمقاطعة تيارات الحمل العادية أثناء عمليات التبديل الروتينية، بينما يمكن لقاطع الدائرة أن يقطع تيارات الأعطال الأعلى بكثير أثناء ظروف الدائرة القصيرة. في تكوينات RMU، تتعامل مفاتيح فصل الحمل مع التبديل اليومي، وتوفر الصمامات أو قواطع الدائرة المنفصلة الحماية من الأخطاء.

كيف يعمل المفتاح ثلاثي المواضع؟

يستخدم المفتاح ثلاثي المواضع جهة اتصال متحركة واحدة تنتقل بين ثلاثة أوضاع: مغلق (توصيل شريط التوصيل بالكابل)، ومفتوح (عزل كليهما)، ومؤرض (توصيل الكابل بالأرض مع الحفاظ على عزل شريط التوصيل). يضمن هذا التصميم المتكامل التسلسل المناسب والعزل المرئي.

هل يمكن لمفتاح كسر الحمل أن يقاطع تيار العطل؟

لا، لم يتم تصميم مفاتيح فصل التحميل لمقاطعة تيار الخطأ. في مجموعات المفاتيح والصمامات، تقطع الصمامات تيار العطل، ولا يفتح المفتاح إلا بعد تشغيل المصهر. بالنسبة لمستويات الأعطال الأعلى، يلزم وجود قواطع دوائر مزودة بمرحلات وقائية.

ما هي الصيانة التي تتطلبها مفاتيح كسر التحميل؟

تم تصميم مفاتيح فصل الحمل المعزولة بـ SF6 الحديثة في خزانات RMU المختومة بحيث لا تحتاج إلى صيانة مدى الحياة. يتم إغلاق جميع المكونات الداخلية في خزان لحمايتها من التلوث، ولا يحتاج غاز SF6 إلى التجديد طوال فترة الخدمة العادية. يتم إغلاق جميع المكونات الداخلية في خزان لحمايتها من التلوث، ولا يحتاج غاز SF6 إلى التجديد طوال فترة الخدمة العادية. قد تحتاج الآليات الخارجية إلى الفحص والتشحيم بشكل منتظم بناءً على دليل تشغيل الشركة المصنعة.

كيف يمكنني الحصول على الحالة التي يكون فيها المفتاح مفتوحًا أو مغلقًا؟

توفر مفاتيح فصل الحمل مؤشرات متعددة للموضع: تُظهر المؤشرات الميكانيكية في آلية التشغيل الحالة الحالية، وتمثل المخططات المحاكية تكوين الدائرة الفعلي، وتتضمن العديد من وحدات RMU نوافذ مراقبة للتأكيد البصري المباشر لموضع الاتصال. تشتمل بعض المعدات على مفاتيح مساعدة للإشارة عن بعد.

ما هي نطاقات الجهد المتاحة؟

نطاق الجهد المقنن لمفاتيح فصل الحمل عادة ما يكون من 6 كيلو فولت إلى 40.5 كيلو فولت، وبشكل عام التصنيفات 11 كيلو فولت، 17.5 كيلو فولت، 24 كيلو فولت، و33 كيلو فولت. كل تصنيف جهد مخصص لمستويات عزل محددة ومتطلبات الاختبار.

هل مفاتيح فصل الحمل مناسبة للتركيب الخارجي؟

نعم، ولكن تحتاج إلى التهيئة باستخدام العبوات وموردي الطاقة. تشتمل العديد من وحدات RMU المخصصة للتطبيقات الخارجية على خزانات مقاومة للعوامل الجوية، ومواد مقاومة للتآكل، وخزانات محكمة الغلق تحمي المكونات الداخلية من التعرض البيئي. والتي غالبًا ما يتم تركيبها في المحطة الفرعية الجاهزة مع المحولات. يجب أن تلبي الوحدات الخارجية متطلبات الحماية الإضافية عند الدخول ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية.

عرض المنتجات