انثى من زمن النقاء
 عدد المساهمات : 20012
 نقاط الامتيـــــاز : 99112
 تاريخ التسجيـل : 10/04/2009
تاريخ الميلاد : 12/06/1973
 الوظيفــــــة : 
 الهوايـــــــة : 
 الجنسيــــــة : 
 الدولـــــــة : 
 المـــــــزاج : 
 جنس العضـو : 
 احترام قوانين المنتدى : 
 رسالة SMS :
 وسائط MMS : 
 اوسمة الامتياز : 
اضافات منتديات جسر المحبة
توقيت دول العالم:
عداد زوار منتديات جسر المحبة: 
 | | موضوع: أجهزة القطع الإثنين فبراير 22, 2010 11:25 am | |
|
أجهزة القطع
Circuit Breakers
تختلف أجهزة القطع Circuit breakers عن المفاتيح Switches فى أنها يمكنها
فتح أو غلق الدائرة فى ظروف التشغيل العادية كذلك فى الحالات الخطيرة فى
التشغيل مثل حدوث قصر والذي ينتج عنه قيم عالية للتيار المار فى الدائرة
يمكن أن يصل إلى عشرة أمثال القيمة المقننة للتيار فى الدائرة وكذلك زاوية
طور التيار تكون قليلة (أقل من 0.1 ).
ويتم الفصل خلال زمن قليل جدًا ، وفى الآونة الحديثة ، قد يصل إلى زمن 40
أو 60 مللي ثانية.
ويتم فصل الدائرة الكهربية عند طرفي تلامس أقطاب أجهزة القطع والتى يتكون
عندها قوس كهربي نتيجة ارتفاع درجة الحرارة وتأين الوسط المحيط والذي يتم
إخماده بطرق متعددة مثل تبريد القوس الكهربي أو إطالته أو تجزئته .
القيم المقننة لأجهزة القطع
التيار المقنن Rated Current
وهو قيمة التيار الفعال (جذر متوسط المربعات) Root mean square value of
current التى يمكن أن يمر فى الدائرة باستمرار بدون حدوث ارتفاع فى درجة
حرارة لأي من المكونات عن الحدود المسموح بها.
تيار الفصل المقنن Rated Breaking Current
يوضح شكل رقم (1) موجة التيار المار فى دائرة عند حدوث قصر . تتكون هذه
الموجه من مركبتان ، مركبة التيار المستمرة d.c. component وتتضاءل قيمتها
مع الزمن ، ومركبة التيار المتردد a.c. component وسعة هذه الموجه تتضاءل
أيضا نتيجة تغير قيمة الممانعة للمولد وفي حالة اعتبار أن المقاومة
resistance فى الدائرة تساوي صفر فإن أعلى قيمة لمركبة التيار الثابت
تساوي:
وهي قيمة متغيرة نتيجة تغير المفاعلة X للمولد وتثبت القيمة مع ثبات قيمة X
بعد عدد معين من الدورات (cycles ) ويكون تيار الفصل هو قيمة التيار لحظة
فصل أقطاب جهاز القطع . ولأغراض التصميم تقدر هذه القيمة بـ (1.6) × Vph / X
تيار الذرة الأولي Rated making current I m
يمر هذا التيار فى الدائرة بعد حوالي ربع دورة ويمثل ذروة الموجة الأولي
لتيار القصر المار فى الدائرة . وهو ذو قيمة عالية تقدر بمجموع التيار
المستمر فى البداية و مركبة التيار المتردد تيار الذروة ( Peak value)
يساوي:
I m = 2 Vph / X + 2 Vph / X = 2 2 Vph / X
وفى الغالب تؤخذ قيمة 1.8 بدلا من 2 (Doubling effect ) للسماح بانخفاض
قيمة التيار خلال ربع الدورة .
تيار القصر المقنن Rated short circuit current
هو أقصي قيمة لتيار القصر والذي يمكن أن يمر فى أجهزة القطع لمدة ثانية
واحدة بدون حدوث أي تلفيات فى الجهاز .
سعة القطع Circuit Breaker Breaking Capacity
تقدر هذه القيمة لأجهزة القطع ثلاثية الأوجه كالآتي :
MVA b = 3 V I b
Where ,
V : rated system vol***e in KV
Ib : rated r.m.s breaking current in KA
أنواع أجهزة القطع Types of Circuit
breakers
قاطع الهواءAir Circuit breaker
هذا القاطع يتم فيه فتح الدائرة وإطفاء القوس الكهربي الناتج ، وعزل
الملامسات عن بعضها البعض فى الهواء العادي ويستخدم هذا النوع فى شبكات
الجهد المنخفض (low - vol***e) والتى يمر تيار حمل (load current) بحد أقصي
3000 أمبير. وهذا النوع من القواطع يتميز بالبساطة وسهولة الصيانة ( لا
يحتوي على زيت معرض للتلوث ) وللمساعدة على سرعة إطفاء القوس الكهربي
تستخدم على سبيل المثال فواصل Splitter كما هو موضح فى شكل رقم (2).
قاطع بملامسات في الزيت Oil circuit breaker
في هذا القاطع تفتح الملامسات ويطفأ القوس تمامًا في زيت موضوع داخل إناء
مؤرض (شكل رقم 2) وتساعد الحرارة الناتجة من القوس الكهربي على تبخر الزيت
المحيط وعلى زيادة طاقة القوس الكهربي زاد ضغط الغازات الناتجة وينقسم
هذا النوع من القواطع إلى نوعين طبقًا لكمية الزيت المستخدمة إلى :-
أ) قاطع بملامسات فى زيت غزير Bulk Oil Circuit Breaker
فائدة الزيت في هذا النوع هو العزل بالإضافة إلى إطفاء القوس الكهربي ويتم
إطفاء القوس بين الملامسات فى الزيت بصورة طبيعية Plain - break circuit
breaker شكل رقم (3) أو من خلال التحكم فى القوس شكل رقم (4) Bulk oil
circuit breaker with arc control devices والنوع الأول يستخدم فى الجهد
المنخفض أما النوع الثاني فيستخدم فى الجهد المتوسط والعالي . ويتم فه
إطفاء القوس فى وعاء (explosion pot ) وينتج عن القوس الكهربي غازات تسبب
دوامات فى زيت الوعاء فيندفع إلى الخارج مما يؤثر على القوس ويعمل علي
إطفاءه .
ب) قاطع بملامسات فى زيت قليل Minimum oil circuit breaker
يتم إطفاء القوس الكهربي فى وعاء به كمية قليلة من الزيت شكل (5) يوضح هذا
النوع وتستخدم هذه القواطع فى جهود تتراوح بين 33 ، 132 ك ف وسعة قطع ما
بين 1500 - 5000 ميجا فولت أمبير .
قاطع يعمل بدفع الهواء Air blast circuit breaker
يتم هذا النوع من القواطع فتح الملامسات وإطفاء القوس بواسطة تيار هوائي أو
بواسطة هواء مضغوط يدفع إما رأسيًا أو عرضيًا مما يسبب إطالة القوس وإبعاد
الهواء المؤين . و الملحق يبين رسم تخطيطي لهذا النوع. ويتميز هذا النوع
من القواطع بعدة مميزات منها قلة زمن القوس الكهربي وسرعة الفصل ونقص معدل
تآكل الملامسات نتيجة عمليات الفتح والغلق وسهولة الصيانة وإن كان استخدام
الهواء المضغوط يرفع من تكلفة القاطع نسبيًا. كذلك ينتج عن هذه القواطع عند
التشغيل ضوضاء لذلك فهي غير مناسبة للمناطق السكنية أو يتم استخدام وسيلة
لتقليل الضوضاء المنبعثة منها. ويمكن أن تستخدم هذه القواطع لجهد حتى 110 ك
. ف ، كما يمكن استخدامها لجهد أعلي من ذلك ولكن بتصميمات خاصة.
3-4 قاطع يحتوي على غاز سادس أكسيد الكبريت
S F 6 circuit breaker
غاز سادس أكسيد الكبريت Sulfur hex fluoride له خواص ممتازة فى العزل
وإطفاء القوس الكهربي لذلك أنتشر استخدامه فى الآونة الأخيرة فى أجهزة
القطع Gas insulated Switchgear GIS . وتوجد أنواع عديدة من هذه القواطع
وشكل رقم (6) يوضح أحد هذه الأنواع.
قاطع مفرغ من الهواء Vacuum circuit breaker
شكل رقم (7) يوضح رسم تخطيطي لهذا النوع من القواطع ويتميز بصغر المسافة
بين الملامسات. لذلك تكون القدرة اللازمة للفتح أو الغلق صغيرة بالنسبة
للأنواع الأخرى من القواطع كذلك هذا النوع من القواطع مناسب لقطع أو وصل
التيارات الحثية وتيارات المكثفات inductive and capacitive currents .
قواطع استاتيكية Solid - State circuit breakers
يمكن بواسطة هذا النوع من القواطع فصل الدائرة خلال نصف دورة وهذه السرعة
العالية نتيجة عدم احتوائها على أي أجزاء متحركة كذلك يمكن التحكم فى لحظة
القطع أو الوصل وبذلك يمكن تجنب الجهود الزائدة عند عمليات الفصل .
قواطع لدوائر التيار المستمر Direct current circuit breaker
مع زيادة الحاجة إلى استخدام خطوط النقل ذات التيار المستمر اصبح من
الضروري تطوير قواطع خاصة بالتيار المستمر وقاطع الدائرة ذو ملامسات فى
الهواء يمكن استخدامه فى حالة الجهد المنخفض أما فى حالة الجهد العالي
فتستخدم دوائر مساعدة لتقليل قيمة التيار إلى صفر تدريجيًا لإطفاء القوس
الكهربي . وفى عام 1985 تم إنتاج قواطع لدوائر تيار مستمر جهد 500 ك ف
وتيار قصر 2200 أمبير.
| |
|
العلوم الهندسية