ما هو المعنى الحقيقي للهواء في تبديل الهواء

في أنظمة توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض-، يُستخدم مصطلح "مفتاح الهواء" على نطاق واسع؛ واسمه الرسمي هو قاطع دائرة الجهد المنخفض- أو قاطع دائرة الهواء الأوتوماتيكي. لا يشير "الهواء" هنا إلى مفتاح توصيل التيار عبر الهواء، بل يشير إلى حقيقة أن وسيط الإطفاء -القوسي بين نقاط الاتصال هو الهواء عندما يقطع قاطع الدائرة الدائرة.

 

من منظور الهندسة الكهربائية، يُستخدم المصطلح "هواء" بشكل أساسي للتمييز بين نوع العزل ووسيط الإطفاء -القوسي الذي يستخدمه قاطع الدائرة عند مقاطعة التيار. يعمل نظام الاتصال الخاص بمفتاح الهواء في بيئة هواء ذات ضغط جوي، ويعتمد على الخصائص العازلة للهواء نفسه وهيكل إطفاء القوس المصمم خصيصًا - لإطفاء القوس. هذه الخاصية تميزه بوضوح عن قواطع الدائرة الفراغية، وقواطع الدائرة SF₆، وما إلى ذلك.

 

 

مفتاح الهواء عبارة عن جهاز حماية للمفاتيح مناسب لأنظمة الجهد المنخفض-التي تبلغ 400 فولت أو أقل، ويدمج وظائف التوصيل والفصل والتحكم والحماية المتعددة. يمكن استخدامه للتحكم في حالة التشغيل/الإيقاف لدوائر الحمل العادية، وكذلك في التشغيل غير المتكرر للمحرك، ويفصل مصدر الطاقة تلقائيًا عند تعطل الدائرة.

 

في شبكات توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض- وأنظمة المحركات الكهربائية، تتولى قواطع الدائرة الهوائية مهام بالغة الأهمية مثل الحماية من التحميل الزائد، وحماية الدائرة القصيرة-، والحماية من انخفاض الجهد الكهربي، وهي أحد المكونات الأساسية التي تضمن التشغيل الآمن للأنظمة الكهربائية.

 

من منظور موثوقية التوصيل الكهربائي، تشتمل قواطع الدائرة الهوائية على عدد كبير من الاتصالات الكهربائية، وتؤثر موادها وبنيتها بشكل مباشر على قدرة القطع وعمر الخدمة والسلامة.

 

الفرق الأساسي بين قواطع الدائرة "الهواءية" والفراغية:

 

تسمى قواطع الدائرة الهوائية "الهواء" على عكس قواطع الدائرة الكهربائية:

 

قواطع دائرة الهواء: تفتح وتغلق نقاط الاتصال في هواء الضغط الجوي؛ يتم توليد القوس الكهربائي في وسط الهواء ويتم تمديده وتبريده وإطفائه.

 

قواطع الدائرة المفرغة: يتم تغليف نقاط الاتصال في غرفة قاطعة مفرغة، مما يؤدي إلى عدم الأكسدة تقريبًا، وعمر اتصال أطول، وأداء كسر أعلى.

 

نظرًا لأن الهواء هو الوسط، فإن نقاط التلامس الخاصة بقاطع الدائرة الهوائية تتأثر حتمًا بالأكسدة والتآكل القوسي أثناء التشغيل-على المدى الطويل.

 

لذلك، تستخدم مواد التلامس الخاصة بها عادةً ملامسات كهربائية فضية أو هياكل معدنية ثمينة مركبة لتقليل مقاومة التلامس وتحسين المتانة.

 

 

تتكون قواطع دوائر الهواء الأوتوماتيكية عمومًا من الأجزاء الأساسية الخمسة التالية:

جهاز الاتصال

جهاز إطفاء القوس

آلية الرحلة

آلية النقل

جهاز الحماية

 

من بينها، يعد نظام الاتصال مكونًا رئيسيًا لقاطع الدائرة، وغالبًا ما يستخدم اتصالات مركبة أو اتصالات فضية ثابتة لموازنة التوصيل ومقاومة القوس. في بعض التصاميم، يتم أيضًا استخدام جهات الاتصال الفضية ثنائية المعدن لتحسين الاستقرار الحراري وعمر الخدمة.

 

عند حدوث ماس كهربائي، تنفصل نقاط الاتصال بسرعة، مما يشكل قوسًا قويًا في الهواء. تعمل الشبكة المعدنية الموجودة داخل غرفة إطفاء القوس على تقسيم القوس واستطالته، بينما تبخر المواد العازلة المحيطة وتمتص الحرارة، وبالتالي تحقيق إطفاء سريع للقوس والحد من التيار.

 

 

تحتوي قواطع الدائرة عادة على وحدة رحلة مزدوجة، تستخدم في المقام الأول طرق التعثر الثلاثة التالية:

 

1. التعثر الكهرومغناطيسي (الحماية اللحظية)

عند حدوث دائرة كهربائية قصيرة أو تيار زائد شديد، يولد الملف مجالًا مغناطيسيًا قويًا، مما يجذب عضو الإنتاج بسرعة، مما يؤدي إلى فتح الآلية لفتح جهات الاتصال الرئيسية على الفور.

 

2. التعثر الحراري (حماية الوقت العكسي)

عند حدوث حمل زائد عام، ينحني الشريط ثنائي المعدن بسبب الحرارة، مما يؤخر عملية قطع الدائرة. يتمتع هذا الهيكل ثنائي المعدن بخصائص استجابة حرارية مماثلة لاتصال البرشام ثنائي المعدن من حيث المبدأ.

 

3. إنطلاق الجهد المنخفض

عندما ينخفض ​​جهد مصدر الطاقة بشكل ملحوظ أو يختفي، تفتح نقاط الاتصال تلقائيًا لمنع تشغيل الجهاز تحت جهد كهربائي غير طبيعي.
 

 

تعتمد سلامة وعمر قاطع الدائرة إلى حد كبير على اختيار مادة الاتصال. نظرًا لمخاطر الانحناء والأكسدة في الهواء، تستخدم جهات الاتصال عادةً نظامًا فضيًا-يحتوي على معادن ثمينة، مثل Switch Silver Contact أو Noble Metals Contact.

 

في سيناريوهات التبديل ذات التردد العالي-أو التيار العالي-، يمكن استخدام نقاط الاتصال ثنائية المعدن ذات الرأس البارد أو نقاط الاتصال الكهربائية الدقيقة لتحقيق التوازن بين التوصيل والقوة الميكانيكية ومقاومة التآكل.

 

بالنسبة للأجزاء التي تنطوي على اتصال انزلاقي أو فوري،انزلاق الاتصالات الكهربائيةأو يتم أيضًا أخذ هياكل الاتصالات الكهربائية الربيعية في الاعتبار في التصميم لضمان استقرار الاتصال.

 

 

من وجهة نظر هندسية، يعكس "الهواء" في "قاطع الدائرة الهوائية" بشكل أساسي المعاني الثلاثة التالية:

ووسيط الإطفاء-القوسي عبارة عن هواء، وليس وسطًا عازلًا مفرغًا أو غازيًا-.

تعمل جهات الاتصال في بيئة الضغط الجوي، مما يتطلب متطلبات أعلى لتصميم مواد الاتصال.

مناسب لأنظمة الجهد المنخفض-، مما يوفر مزايا كبيرة من حيث التكلفة والبنية والصيانة.

 

ومن ثم، فإن كلمة "air" ليست مجرد اصطلاح تسمية، بل هي-ملخص عالي المستوى لوسيط عمل قاطع الدائرة، ومستوى التطبيق، والمنهج الفني.

 

 

باعتباره أحد الأجهزة الكهربائية الوقائية الأساسية والأكثر أهمية في أنظمة توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض-، فإن كلمة "الهواء" الموجودة في اسم قاطع الدائرة الهوائية تعكس بدقة مبدأ الإطفاء القوسي- وبيئة التشغيل. نظرًا لأن نقاط الاتصال تقطع التيار في الهواء، يتم وضع متطلبات أعلى على خصائص المواد والتصميم الهيكلي للدوائر الكهربائية الملامسة.

 

من خلال الاختيار الرشيد لمواد الاتصال بالمعادن الثمينة وتحسين هيكل الإطفاء القوسي وآلية التعثر-، يمكن لقواطع الدائرة الهوائية قطع التيار بشكل موثوق في ظل ظروف التشغيل المعقدة، مما يوفر أساسًا مستقرًا وآمنًا لأنظمة الطاقة الحديثة.