ما هي أجهزة الحماية الموجودة في خزانة التوزيع؟

باعتباري موردًا محترفًا لخزائن التوزيع، يتم سؤالي كثيرًا عن أجهزة الحماية المستخدمة في خزائن التوزيع. تعتبر هذه الأجهزة ضرورية لضمان التشغيل الآمن والموثوق للأنظمة الكهربائية. في هذه المدونة، سوف أتعمق في أجهزة الحماية المختلفة الموجودة عادة في خزائن التوزيع، ووظائفها، وأهميتها.

1. قواطع الدائرة

ربما تكون قواطع الدائرة هي أكثر أجهزة الحماية شهرة في خزانة التوزيع. وهي مصممة لمقاطعة تدفق الكهرباء تلقائيًا عند اكتشاف تيار غير طبيعي، مثل الحمل الزائد أو قصر الدائرة.

حماية الزائد

يحدث الحمل الزائد عندما يتجاوز التيار المتدفق عبر الدائرة قدرته المقدرة. تم تجهيز قواطع الدائرة ذات الحماية من الحمل الزائد بعنصر حراري. مع زيادة التيار، يسخن العنصر الحراري. عندما تصل درجة الحرارة إلى حد معين، ينطلق القاطع، مما يؤدي إلى قطع التيار الكهربائي عن الدائرة. وهذا يحمي المعدات الكهربائية والأسلاك من التلف بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

حماية الدائرة القصيرة

تحدث الدوائر القصيرة عندما يتم إنشاء مسار ذو مقاومة منخفضة بين موصلين، مما يتسبب في تدفق كمية كبيرة من التيار. تستخدم قواطع الدائرة لحماية الدائرة القصيرة عنصرًا مغناطيسيًا. عند حدوث دائرة قصر، يولد التيار العالي مجالًا مغناطيسيًا قويًا، مما يتسبب في تعثر القاطع على الفور.

تأتي قواطع الدائرة في أنواع مختلفة، مثل قواطع الدائرة المقولبة (MCCBs) وقواطع الدائرة المصغرة (MCBs). يتم استخدام MCCBs عادةً في خزانات التوزيع الأكبر حجمًا لتطبيقات التيار العالي، في حين أن MCBs مناسبة للدوائر الأصغر والتطبيقات السكنية.

2. الصمامات

الصمامات هي جهاز حماية مهم آخر. يتكون المصهر من سلك معدني أو شريط ينصهر عندما يمر مقدار معين من التيار من خلاله. عند حدوث حمل زائد أو قصر في الدائرة، يؤدي التيار الزائد إلى انفجار المصهر، مما يؤدي إلى كسر الدائرة ومنع المزيد من الضرر.

الصمامات هي أجهزة حماية بسيطة وفعالة من حيث التكلفة. وهي متوفرة بتصنيفات وأنواع مختلفة، مثل الصمامات سريعة المفعول وصمامات تأخير الوقت. تم تصميم الصمامات سريعة المفعول لتنفجر بسرعة في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة، بينما يمكن لصمامات تأخير الوقت أن تتحمل الأحمال الزائدة المؤقتة دون أن تنفجر، وهو أمر مفيد للدوائر التي تواجه تيارات تدفق، مثل المحركات.

3. حماة الطفرة

يتم استخدام أدوات الحماية من زيادة التيار لحماية المعدات الكهربائية من ارتفاع الجهد. يمكن أن يكون سبب ارتفاع الجهد هو الصواعق، أو تقلبات شبكة الطاقة، أو التشغيل المفاجئ أو إيقاف الأحمال الكهربائية الكبيرة. يمكن أن تؤدي هذه الزيادات المفاجئة إلى إتلاف المكونات الإلكترونية الحساسة في خزانة التوزيع والمعدات المتصلة.

تعمل واقيات التيار الزائد عن طريق تحويل الجهد الزائد إلى الأرض. وهي تحتوي عادةً على مقاومات أكسيد المعدن (MOVs) أو أنابيب تفريغ الغاز. عندما يحدث اندفاع، فإن MOVs أو أنابيب تفريغ الغاز تغير مقاومتها، مما يسمح للتيار الزائد بالتدفق بأمان إلى الأرض.

4. قواطع دائرة التسرب الأرضي (ELCBs) وأجهزة التيار المتبقي (RCDs)

تم تصميم ELCBs وRCD للحماية من الصدمات الكهربائية والتسرب الأرضي. يحدث التسرب الأرضي عندما يتدفق التيار من الموصل الحي إلى الأرض عبر مسار غير مقصود، مثل جهاز معيب أو أسلاك تالفة.

تقوم ELCBs وRCDs بمراقبة التدفق الحالي في الموصلات الحية والمحايدة بشكل مستمر. إذا كان هناك اختلاف في التيار بين الموصلين، فهذا يدل على تسرب بعض التيار إلى الأرض. عندما يتجاوز تيار التسرب حدًا معينًا، يتعطل الجهاز، مما يؤدي إلى قطع مصدر الطاقة.

5. العوازل

تُستخدم العوازل، المعروفة أيضًا باسم مفاتيح قطع الاتصال، لعزل الدائرة عن مصدر الطاقة لأغراض الصيانة أو السلامة. إنها توفر انقطاعًا مرئيًا في الدائرة، مما يضمن عدم تدفق أي تيار عبر الدائرة أثناء العمل عليها.

تُستخدم العوازل عادةً في خزانات توزيع الجهد العالي والمنخفض. في تطبيقات الجهد العالي،خزانة وارد عالية الجهدغالبًا ما يستخدم العوازل لعزل مصدر الطاقة الوارد. في أنظمة الجهد المنخفض،صندوق توزيع الطاقة ذو الجهد المنخفضويمكن أيضًا أن تكون مجهزة بعوازل للسلامة.

6. المحولات الحالية (CTs)

تستخدم محولات التيار لقياس التيار في الدائرة. إنهم يخفضون التيار العالي في الدائرة الرئيسية إلى تيار أقل وأكثر قابلية للإدارة ويمكن قياسه بأدوات مثل أجهزة القياس والمرحلات.

تعتبر الأشعة المقطعية ضرورية لمراقبة الحمل الكهربائي في خزانة التوزيع. أنها توفر المعلومات اللازمة لحماية الزائد وإدارة الطاقة. من خلال قياس التيار بدقة، يمكن للنظام اكتشاف مستويات التيار غير الطبيعية واتخاذ الإجراءات المناسبة.

7. محولات الجهد (VTs)

تُستخدم محولات الجهد، والمعروفة أيضًا باسم المحولات المحتملة، لخفض الجهد العالي في الدائرة إلى جهد أقل لأغراض القياس والحماية. يتم استخدامها لقياس الجهد في خزانة التوزيع وتوفير المدخلات لأجهزة الحماية الحساسة للجهد.

تعتبر VTs مهمة لضمان عمل المعدات الكهربائية في خزانة التوزيع ضمن نطاق الجهد المحدد. فهي تساعد في اكتشاف ظروف الجهد الزائد والجهد المنخفض ويمكن أن تؤدي إلى اتخاذ إجراءات الحماية المناسبة.

8. مرحلات الحماية

مرحلات الحماية هي أجهزة ذكية تراقب المعلمات الكهربائية للدائرة، مثل التيار والجهد والتردد. يمكنهم اكتشاف الظروف غير الطبيعية وإرسال إشارة إلى قاطع الدائرة الكهربائية للتوقف عند الضرورة.

هناك أنواع مختلفة من مرحلات الحماية، مثل مرحلات التيار الزائد، ومرحلات الجهد الزائد، ومرحلات الجهد المنخفض، والمرحلات التفاضلية. تم تصميم كل نوع من أنواع المرحلات لاكتشاف حالات غير طبيعية محددة وتوفير الحماية وفقًا لذلك.

أهمية أجهزة الحماية في خزائن التوزيع

تلعب أجهزة الحماية الموجودة في خزانة التوزيع دورًا حيويًا في ضمان سلامة وموثوقية النظام الكهربائي. إنها تحمي المعدات الكهربائية من التلف الناتج عن الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة وارتفاع الجهد وغيرها من الظروف غير الطبيعية. ومن خلال منع تلف المعدات، فإنها تقلل من مخاطر الحرائق الكهربائية والمخاطر الأخرى المتعلقة بالسلامة.

علاوة على ذلك، تساعد أجهزة الحماية في الحفاظ على استقرار شبكة الكهرباء. فهي تضمن أن النظام الكهربائي يعمل ضمن المعلمات المحددة، وهو أمر ضروري للتشغيل السليم لجميع الأجهزة الكهربائية المتصلة.

خاتمة

في الختام، تعتبر أجهزة الحماية الموجودة في خزانة التوزيع ضرورية للتشغيل الآمن والموثوق للأنظمة الكهربائية. من قواطع الدائرة والصمامات إلى أدوات الحماية من زيادة التيار ومرحلات الحماية، يتمتع كل جهاز بوظيفته وأهميته الفريدة. كمورد لخزائن التوزيع، فإننا ندرك أهمية أجهزة الحماية هذه ونضمن أن منتجاتنا مجهزة بآليات حماية عالية الجودة.

إذا كنت في حاجة إلى خزانة توزيع أو لديك أي أسئلة حول أجهزة الحماية، فنحن ندعوك إلى الاتصال بنا لإجراء مناقشة مفصلة. نحن ملتزمون بتزويدك بأفضل الحلول لاحتياجات التوزيع الكهربائية الخاصة بك.

مراجع

• دليل الهندسة الكهربائية، الطبعة الثالثة، حرره ريتشارد سي دورف
• حماية نظام الطاقة والمفاتيح الكهربائية، بقلم جي آر لوكاس