تحليل بنية قاطع دائرة الجهد المنخفض، ومبدأ التعثر، وتطبيق الاختيار

تعد قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض- بمثابة أجهزة تبديل وقائية أساسية في أنظمة توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض-. يمكنهم إكمال تبديل الدوائر العادية وفصل الدوائر تلقائيًا في ظل ظروف الخطأ مثل الحمل الزائد والدائرة القصيرة والتسرب. يتم تركيبها على نطاق واسع في صناديق التوزيع والخزائن، ويتم تصنيعها وفقًا للمعيار الوطني GB14048.2-2008. تتوافق قواطع الدائرة المصغرة المنزلية مع المعيار الدولي IEC60898. يتم تجهيز أطراف الأسلاك الخاصة بهذه الأجهزة عمومًا بأطراف توصيل لولبية لقواطع الدائرة، والتي تستخدم هيكل تثبيت لولبي لتثبيت الكابلات بشكل ثابت، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة وأعطال القوس الكهربائي الناتجة عن الأسلاك غير المتماسكة، ويضمن التشغيل الآمن -على المدى الطويل لدائرة توزيع الطاقة. على أساس هيكل العلبة، يتم تقسيم المنتجات إلى ثلاث فئات: قواطع الدائرة الإطارية المعزولة بالهواء ACB، وقواطع الدائرة المقولبة MCCB، وقواطع الدائرة المصغرة MCB. تستخدم قواطع الدائرة المصغرة في الغالب في التركيبات الكهربائية المنزلية وتعرف عادة باسم مفاتيح الهواء.

واستنادًا إلى سيناريوهات الحماية المعمول بها، يمكن تقسيم قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض-إلى أربع فئات رئيسية: حماية التوزيع، وحماية المحرك، وحماية دائرة الإضاءة، وحماية التيار المتبقي. تختلف كل فئة بشكل كبير في النطاق الحالي وخصائص التعثر. تتميز قواطع الدائرة الضوئية أحادية الطور- بتيار مقنن يبلغ 5-50 أمبير وهي مجهزة فقط بحماية الدائرة القصيرة- من الحمل الزائد والعابر. تتمتع قواطع دائرة التيار المتبقي بتيار مقدر يبلغ 20-200 أمبير ويمكنها إكمال عملية إيقاف التسرب خلال 0.1 ثانية، مما يحمي من خطر التعرض لصدمة كهربائية. عادةً ما يستخدمون أطراف الأسلاك اللولبية المصنوعة من سبائك الزنك، والمصنوعة من سبائك الزنك المقاومة للأكسدة-، والمناسبة لاحتياجات أسلاك دوائر الإضاءة السكنية المنخفضة الحالية. تغطي قواطع دائرة التوزيع نطاق تيار يبلغ 10-630 أمبير، وتنقسم إلى النوع المحدد للتيار من الفئة A والنوع الانتقائي من الفئة B، مما يدعم حماية التيار المتدرج على مرحلتين وثلاث مراحل، ومناسب للخطوط الواردة من المصنع وخطوط التغذية الرئيسية.

يدمج قاطع الدائرة الكامل -الجهد المنخفض هذا وظائف متعددة بما في ذلك التحكم والحماية والقياس والتفاعل-بين الإنسان والآلة. إلى جانب عزل التشغيل/الإيقاف الأساسي، فإنه يدعم أيضًا التعثر عن بعد، وتشابك صيانة المعدات، والعزل ومراقبة أخطاء التأريض، والحصول على الجهد الكهربي وعرضه. تستخدم جميع مواقع الموصلات داخل الخزانة الكاملة طرفًا قياسيًا لربط الأسلاك اللولبية للموصلات، مما يضمن ثبات أسلاك التثبيت اللولبية وتبسيط عملية توصيل الأسلاك. يعد تعثر الجهد المنخفض وتعثر التحويل من ملحقات التوسعة الشائعة. يؤدي تعثر الجهد المنخفض إلى التعثر عندما ينخفض ​​جهد الخط إلى أقل من 70% من الجهد المقنن، في حين يتيح تعثر التحويلة تعثر التحكم عن بعد، والتكيف مع احتياجات الإدارة المركزية لأنظمة توزيع الطاقة الآلية.

يتم فتح وإغلاق قاطع الدائرة بواسطة مقبض يدوي أو آلية تشغيل كهربائية تعمل على تشغيل الاتصالات المتحركة والثابتة. تشتمل الآليات الكهربائية على نماذج تعمل بمغناطيس كهربائي-ونماذج تعمل بمحرك-. يحقق الطراز الذي يعمل بمحرك- الإغلاق السريع عن طريق ضغط نابض تخزين الطاقة- باستخدام التروس. عنصر الحماية الأساسي للوحدة بأكملها هو وحدة الرحلة، والتي تأتي في نوعين رئيسيين: الحرارة المغناطيسية والإلكترونية، ودمج مكونات الاستشعار والنقل والقياس والتشغيل. تعتمد وحدة الرحلة المغناطيسية الحرارية- على شريط ثنائي المعدن للحماية من تأخير الحمل الزائد. في ظل ظروف الدائرة القصيرة-، يتم تعشيق المحرك المغناطيسي على الفور، مما يؤدي إلى التعثر. تم تجهيز الخط الوارد بطرف مشبك لولبي متكامل، والذي يقلل هيكله الطرفي المتكامل من مساحة التجميع ويتكيف مع تصميم الغلاف المدمج لقواطع الدائرة المقولبة.

تعتمد وحدة الرحلة المغناطيسية الحرارية- على التسخين الحالي لدفع الشريط ثنائي المعدن إلى التشوه؛ كلما زاد التيار، زادت سرعة الانحناء، مما يؤخر عملية التعثر. تتعامل وحدة الرحلة المغناطيسية مع تيارات الدائرة القصيرة -اللحظية الكبيرة؛ يتغلب الجذب الكهرومغناطيسي على مقاومة الزنبرك من أجل الحركة السريعة، مما يؤدي إلى كسر مستوى -الميلي ثانية. تم تجهيز وحدة الرحلة الإلكترونية بمعالج دقيق وتستخدم ملف Rogowski لجمع الإشارات الحالية، وتجنب مشكلة تشبع التدفق المغناطيسي لمحولات التيار التقليدية. يمكن أن يحقق بدقة ثلاث -حماية من المراحل: التحميل الزائد للتأخير الطويل-، والدائرة القصيرة -التأخير القصير-، والحماية الفورية ضد الدوائر القصيرة الكبيرة للغاية. يتم إقران وحدة الحصول على إشارة وحدة الرحلة الإلكترونية مع كتلة طرفية لولبية على شكل قفص فولاذي؛ تعمل المحطة اللولبية من نوع القفص - على تثبيت خط إشارة أخذ العينات بشكل محكم، مما يضمن دقة الحصول على الإشارة التناظرية للتيار والجهد.

يدمج نظام التعثر الإلكتروني وحدات الحصول على التيار والجهد ودرجة الحرارة. يستمد مصدر الطاقة الخاص به من محول تيار تشبع سريع-مخصص لمنع تلف دائرة التحكم بسبب الزيادات العالية في التيار. تتم معالجة الإشارات التناظرية والرقمية المكتسبة بشكل موحد بواسطة وحدة المعالجة المركزية. تعمل شاشة LED ولوحة المفاتيح على تمكين التفاعل بين الإنسان-والآلة، وتتصل واجهة الاتصال RS485 بنظام مراقبة توزيع الطاقة بمستوى أعلى-. يستخدم حاملو المنصهرات الخاصة بقواطع الدائرة الفرعية أطراف تثبيت لولبية لحامل المصهر، مع هيكل تثبيت لولبي يتكيف مع الكابلات الرفيعة لحاملي المصهر، مما يضمن النقل المستقر لإشارات أخذ عينات الأخطاء.

يستخدم قاطع الدائرة الإطاري إطارًا معدنيًا لإيواء جميع المكونات، ويكون تياره المقدر أعلى بكثير من تيار قواطع الدائرة المقولبة (MCCs). تعتبر منتجات إطار ACB هي الاختيار المفضل لسيناريوهات توزيع الطاقة الصناعية الحالية-الشديدة. تلتزم جميع المحطات الموجودة في الوحدة بأكملها بمواصفات تصميم التثبيت اللولبي. يستخدم نموذج الأغراض العامة- مشبك طرفي لولبي من الفولاذ المجلفن، مصنوع من الفولاذ المقاوم للتآكل-والتآكل-، وهو مناسب للبيئات الصناعية ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة. يتم تجهيز المكونات الكهربائية الشائعة بشكل موحد بأطراف لولبية من النوع - لمكونات الدائرة، كما تعمل أطراف التثبيت القياسية على تقليل تكاليف تكييف الأسلاك للتوصيلات الكهربائية المختلفة. أثناء-صيانة المعدات وتشغيلها في الموقع، يمكن ضبط قوة التثبيت الطرفية يدويًا لتتناسب بمرونة مع أقطار الأسلاك المختلفة، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة تجميع معدات توزيع الطاقة وصيانتها.