نقاط المعرفة:

يعتبر قاطع الدائرة من معدات التحكم والحماية المهمة في محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية.لا يمكنها فقط قطع وإغلاق تيار عدم التحميل

وتحميل تيار الدائرة ذات الجهد العالي، ولكن أيضًا التعاون مع جهاز الحماية والجهاز الأوتوماتيكي لقطع تيار العطل بسرعة في حالة

من فشل النظام، وذلك لتقليل نطاق انقطاع التيار الكهربائي، ومنع توسع الحوادث، وضمان التشغيل الآمن للنظام.منذ البداية

في التسعينيات، تم استبدال قواطع الدائرة الزيتية في أنظمة الطاقة التي تزيد عن 35 كيلو فولت في الصين تدريجيًا بقواطع الدائرة SF6.

1- المبدأ الأساسي لقاطع الدائرة الكهربائية

قاطع الدائرة هو جهاز تبديل ميكانيكي في المحطة الفرعية يمكنه فتح وإغلاق وتحمل وكسر تيار الحمل في ظل ظروف الدائرة العادية،

ويمكنه أيضًا تحمل وكسر تيار العطل في ظل ظروف الدائرة غير الطبيعية خلال فترة زمنية محددة.تعد غرفة إطفاء القوس واحدة من أكثر الغرف

أجزاء مهمة من قاطع الدائرة، والتي يمكنها إطفاء القوس المتولد أثناء عملية التشغيل والإيقاف لمعدات الطاقة وضمان التشغيل الآمن

لنظام الطاقة.يتم تحديد مبدأ إطفاء القوس لقاطع دائرة التيار المتردد عالي الجهد بواسطة وسط العزل المستخدم.عزل مختلف

ستتبنى الوسائط مبادئ مختلفة لإطفاء القوس.نفس مبدأ إطفاء القوس يمكن أن يكون له هياكل مختلفة لإطفاء القوس.القوس-

تشتمل غرفة الإطفاء لقاطع الدائرة SF6 بشكل أساسي على نوعين: نوع الهواء المضغوط ونوع الطاقة الذاتية.إطفاء قوس الهواء المضغوط

تمتلئ الغرفة بـ 0 لغاز SF6 بقوة 45 ميجا باسكال (ضغط قياس 20 درجة مئوية)، أثناء عملية الفتح، تقوم غرفة الضاغط بحركة نسبية إلى

المكبس الساكن، ويتم ضغط الغاز الموجود في حجرة الضاغط، مما يشكل فرق ضغط مع الغاز الموجود خارج الأسطوانة.الضغط العالي

يقوم غاز SF6 بنفخ القوس بقوة عبر الفوهة، مما يجبر القوس على الانطفاء عندما يمر التيار عند الصفر.وبمجرد الانتهاء من الافتتاح، والضغط

سيختفي الفرق قريبًا، وسيعود الضغط داخل الضاغط وخارجه إلى التوازن.لأن المكبس الثابت مزود بفحص

الصمام، فرق الضغط عند الإغلاق صغير جدًا.يتكون الهيكل الأساسي لغرفة إطفاء قوس الطاقة الذاتية من جهة اتصال رئيسية ثابتة

الاتصال القوسي، الفوهة، غرفة الضاغط، الاتصال القوسي الديناميكي، الأسطوانة، غرفة التمدد الحراري، صمام أحادي الاتجاه، غرفة الضاغط المساعدة، الضغط

صمام التخفيض وزنبرك تخفيض الضغط.أثناء عملية الفتح، تقوم آلية التشغيل بتشغيل عمود النقل وذراعه الداخلي

في الدعم، وبالتالي سحب قضيب العزل، وقضيب المكبس، وغرفة الضاغط، وتلامس القوس المتحرك، والاتصال الرئيسي والفوهة للتحرك لأسفل.عندما

يتم فصل إصبع الاتصال الثابت عن جهة الاتصال الرئيسية، ولا يزال التيار يتدفق على طول جهة الاتصال القوسية الثابتة والاتصال القوسي المتحرك غير المنفصلين.

عندما يتم فصل اتصالات القوس المتحركة والثابتة، يتم إنشاء القوس بينهما.قبل أن يتم فصل اتصال القوس الثابت عن فوهة الفوهة،

درجة الحرارة المرتفعة الناتجة عن الاحتراق القوسي يتدفق الغاز عالي الضغط إلى حجرة الضاغط ويمتزج مع الغاز البارد الموجود فيها، وبالتالي يزداد

الضغط في غرفة الضاغط.بعد فصل القوس الثابت عن حلق الفوهة، يتم فصل الغاز عالي الضغط في حجرة الضاغط

يتم إخراجها من فوهة الحلق وتلامس الحلق بالقوس المتحرك في كلا الاتجاهين لإطفاء القوس.أثناء عملية الإغلاق، آلية التشغيل

يتحرك في اتجاه جهة الاتصال الثابتة مع جهة الاتصال المتحركة والفوهة والمكبس، ويتم إدخال جهة الاتصال الثابتة في مقعد الاتصال المتحرك لإجراء

تتمتع جهات الاتصال المتحركة والثابتة باتصال كهربائي جيد، وذلك لتحقيق غرض الإغلاق، كما هو موضح في الشكل.

 
2 、 تصنيف قواطع الدائرة

(1) وهي مقسمة إلى قاطع دائرة الزيت، قاطع دائرة الهواء المضغوط، قاطع دائرة الفراغ وقاطع دائرة SF6 وفقًا لوسط إطفاء القوس؛

على الرغم من أن وسيلة إطفاء القوس لكل قاطع دائرة مختلفة، إلا أن عملها هو نفسه في الأساس، وهو إطفاء القوس الناتج عن

قاطع الدائرة أثناء عملية الفتح، وذلك لضمان التشغيل الآمن للمعدات الكهربائية.

1) قاطع دائرة الزيت: استخدم الزيت كوسيلة لإطفاء القوس.عندما يحترق القوس في الزيت، يتحلل الزيت بسرعة ويتبخر تحت درجة الحرارة المرتفعة

من القوس، وتشكل فقاعات حول القوس، والتي يمكن أن تبرد القوس بشكل فعال، وتقلل من موصلية فجوة القوس، وتشجع القوس على الإطفاء.قوس-

يتم ضبط جهاز الإطفاء (الغرفة) في قاطع دائرة الزيت لإغلاق الاتصال بين الزيت والقوس، وزيادة ضغط الفقاعة.عندما الفوهة

يتم فتح غرفة إطفاء القوس، ويشكل الغاز والزيت وبخار الزيت تيارًا من تدفق الهواء والسائل.وفقا لهيكل جهاز إطفاء القوس المحدد،

يمكن نفخ القوس بشكل عمودي على القوس أفقيًا، أو بالتوازي مع القوس طوليًا، أو دمجه عموديًا وأفقيًا، لتنفيذ قوي وفعال

نفخ القوس على القوس، وبالتالي تسريع عملية إزالة الأيونات، وتقصير وقت الانحناء، وتحسين قدرة القطع لقاطع الدائرة.

2) قاطع دائرة الهواء المضغوط: تتم عملية إطفاء القوس في فوهة محددة.يتم استخدام الفوهة لتوليد تدفق هواء عالي السرعة لتفجير القوس

وذلك لإطفاء القوس.عندما يكسر قاطع الدائرة الدائرة، فإن تدفق الهواء عالي السرعة الناتج عن الهواء المضغوط لا يزيل فقط كمية كبيرة من

الحرارة في فجوة القوس، مما يقلل من درجة حرارة فجوة القوس ويمنع تطور التفكك الحراري، ولكنه أيضًا يزيل عددًا كبيرًا بشكل مباشر

من الأيونات الموجبة والسالبة في فجوة القوس، ويملأ فجوة التلامس بهواء نقي عالي الضغط، بحيث يمكن استعادة قوة وسط الفجوة بسرعة.

ولذلك، بالمقارنة مع قاطع دارة الزيت، فإن قاطع دارة الهواء المضغوط لديه قدرة كسر قوية وعمل سريع. وقت الكسر قصير، و

لن يتم تقليل قدرة الكسر في عملية إعادة الإغلاق التلقائي.

3) قاطع الدائرة الفراغية: استخدم الفراغ كوسيلة عازلة وإطفاء القوس.عند فصل قاطع الدائرة، يحترق القوس في البخار المعدني

المتولدة عن المواد الملامسة لغرفة إطفاء القوس الفراغي، والتي تسمى باختصار القوس الفراغي.عندما يتم قطع قوس الفراغ، لأن

يختلف الضغط والكثافة داخل وخارج عمود القوس اختلافًا كبيرًا، وسيستمر بخار المعدن والجزيئات المشحونة في عمود القوس في الانتشار إلى الخارج.

يقع الجزء الداخلي من عمود القوس في التوازن الديناميكي للانتشار الخارجي المستمر للجسيمات المشحونة والتبخر المستمر للجسيمات الجديدة

من القطب.ومع انخفاض التيار، تقل كثافة بخار المعدن وكثافة الجسيمات المشحونة، وتختفي أخيرًا عندما يقترب التيار

إلى الصفر، ويخرج القوس.في هذا الوقت، تستمر الجسيمات المتبقية من عمود القوس في الانتشار إلى الخارج، وتزداد قوة العزل الكهربائي بين

الكسور تتعافى بسرعة.طالما أن قوة العزل الكهربائي تتعافى بشكل أسرع من سرعة ارتفاع استعادة الجهد، فسيتم إطفاء القوس.

4) قاطع الدائرة SF6: يستخدم غاز SF6 كوسيلة عازلة وإطفاء القوس.يعتبر غاز SF6 وسيلة مثالية لإطفاء القوس مع كيمياء حرارية جيدة و

كهرباء سلبية قوية.

أ. الكيمياء الحرارية تعني أن غاز SF6 يتمتع بخصائص جيدة للتوصيل الحراري.بسبب التوصيل الحراري العالي لغاز SF6 وارتفاع درجة الحرارة

التدرج على سطح قلب القوس أثناء احتراق القوس، يكون تأثير التبريد كبيرًا، وبالتالي فإن قطر القوس صغير نسبيًا، وهو ما يفضي إلى القوس

انقراض.في الوقت نفسه، SF6 له تأثير تفكك حراري قوي في القوس وتحلل حراري كافٍ.هناك عدد كبير من المونومر

S وF وأيوناتهما في مركز القوس.أثناء عملية الاحتراق القوسي، تكون الطاقة التي يتم حقنها في فجوة القوس بشبكة الطاقة أقل بكثير من طاقة الدائرة

الكسارة بالهواء والزيت كوسيلة إطفاء القوس.لذلك، تكون مادة التلامس أقل احتراقًا ويسهل إطفاء القوس.

ب. السلبية القوية لغاز SF6 هي الميل القوي لجزيئات أو ذرات الغاز لتوليد الأيونات السالبة.الإلكترونات الناتجة عن التأين القوسي قوية

يتم امتصاصه بواسطة غاز SF6 والجزيئات والذرات المهلجنة الناتجة عن تحلله، وبالتالي تقل حركة الجزيئات المشحونة بشكل كبير، و

لأن الأيونات السالبة والأيونات الموجبة يتم اختزالها بسهولة إلى جزيئات وذرات محايدة.ولذلك، فإن اختفاء الموصلية في مساحة الفجوة أمر بالغ الأهمية

سريع.تنخفض موصلية فجوة القوس بسرعة، مما يؤدي إلى إطفاء القوس.

(2) وفقًا لنوع الهيكل، يمكن تقسيمه إلى قاطع الدائرة الكهربائية ذو القطب الخزفي وقاطع الدائرة الكهربائية للخزان.

(3) وفقًا لطبيعة آلية التشغيل، يتم تقسيمها إلى قاطع دائرة آلية التشغيل الكهرومغناطيسي، وآلية التشغيل الهيدروليكي

قاطع الدائرة، قاطع دائرة آلية التشغيل الهوائي، قاطع دائرة آلية التشغيل الزنبركي وآلية التشغيل المغناطيسي الدائم

قاطع دائرة.

(4) وهي مقسمة إلى قاطع دائرة مفرد وقاطع دائرة متعدد الفواصل وفقًا لعدد الفواصل؛يتم تقسيم قاطع الدائرة متعدد الفواصل

في قاطع الدائرة مع مكثف التعادل وقاطع الدائرة دون مكثف التعادل.

3 、 الهيكل الأساسي لقواطع الدائرة

يتضمن الهيكل الأساسي لقاطع الدائرة الكهربائية بشكل أساسي القاعدة، وآلية التشغيل، وعنصر النقل، وعنصر دعم العزل، وعنصر الكسر، وما إلى ذلك.

يظهر الشكل الهيكل الأساسي لقاطع الدائرة الكهربائية النموذجي.

عنصر الفصل: هو الجزء الأساسي من قاطع الدائرة لتوصيل الدائرة وفصلها.

عنصر النقل: نقل أمر التشغيل والطاقة الحركية للتشغيل إلى جهة الاتصال المتحركة.

عنصر الدعم العازل: يدعم جسم قاطع الدائرة، ويتحمل قوة التشغيل والقوى الخارجية المختلفة لعنصر الكسر، ويضمن الأرض

عزل عنصر الكسر.

آلية التشغيل: تستخدم لتوفير طاقة التشغيل للفتح والإغلاق.

القاعدة: تستخدم لدعم وإصلاح قاطع الدائرة الكهربائية.