الأنواع والأخطاء الشائعة وتحليل المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي

المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالييلعب دورًا حاسمًا في أنظمة الطاقة الكهربائية، ويعد تدهور تشغيل المفاتيح الكهربائية أحد أسباب أخطاء النظام. تستكشف هذه المقالة الأنواع والأخطاء الشائعة وتحليل المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي. ويغطي التكوينات الداخلية والخارجية، والأنواع الثابتة والقابلة للفصل، ويسلط الضوء على تطور المفاتيح الكهربائية المركزية في السنوات الأخيرة. ينصب التركيز الرئيسي على تحليل الأخطاء المتعلقة بالعزل والتوصيل والميكانيكا، بما في ذلك الالتصاق وسوء التشغيل، وأعطال المفاتيح، وفشل العزل، وأخطاء التحميل الزائد، والعوامل الخارجية. يعد فهم هذه الأخطاء الشائعة أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل الآمن وصيانة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

تعتبر المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي من المعدات الكهربائية الأساسية في أنظمة الطاقة. وهي مسؤولة عن التحكم في شبكات توزيع الطاقة وحمايتها وعزلها. يمكن أن يؤدي التدهور التشغيلي لمجموعة المفاتيح الكهربائية إلى فشل النظام، مما يؤكد الحاجة إلى تحديد الأخطاء الشائعة وتحليلها. توفر هذه المقالة نظرة عامة على الأنواع والأخطاء الشائعة وتحليل المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي لتعزيز فهم هذه المكونات المهمة.

أنواع المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي: يمكن تصنيف المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي على أنها تكوينات داخلية أو خارجية. عادةً ما يتم تصميم المفاتيح الكهربائية ذات مستويات الجهد الأقل من 10 كيلو فولت للتركيب الداخلي. اعتمادًا على مخطط الخط الأساسي، يمكن تصنيف مجموعة المفاتيح الكهربائية على أنها مجموعة مفاتيح كهربائية للخط الوارد/الصادر، ومجموعة المفاتيح الكهربائية المقطعية لشريط التوصيل، وغيرها. تحتوي المفاتيح الكهربائية 10 كيلو فولت عادةً على قواطع دوائر زيتية أو مفرغة. يمكن أن تشمل الآليات التشغيلية لقواطع الدائرة هذه آليات زنبركية، أو كهرومغناطيسية، أو يدوية، أو آليات مغناطيسية دائمة. يؤثر الاختلاف في هياكل المفاتيح الكهربائية على اختيار وتركيب أجهزة الاستشعار.

الأنواع الثابتة والقابلة للفصل: يمكن تصنيف استخدام المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي على أنها أنواع ثابتة أو قابلة للفصل. تاريخيًا، استخدمت محطات الطاقة المفاتيح الكهربائية القابلة للفصل لأنظمتها الكهربائية، في حين كانت المفاتيح الكهربائية الثابتة تستخدم بشكل شائع في أنظمة إمداد الطاقة. ومع ذلك، مع التقدم التكنولوجي وتطورات المنتجات الناجحة، كان هناك تحول في هذه الممارسات التقليدية. لقد تم تطوير المفاتيح الكهربائية القابلة للفصل المكسوة بالمعدن بناءً على مفاهيم المفاتيح الكهربائية الثابتة. تتميز المفاتيح الكهربائية المكسوة بالمعدن بهيكل مغلق بالكامل، مع حجيرات منفصلة لمختلف الوظائف، وتحسين الأداء التشغيلي والسلامة، وسهولة الصيانة، وتعزيز الموثوقية.

تطوير المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي: في السنوات الأخيرة، أدى التطور السريع لقواطع الدائرة الكهربائية المصغرة إلى ظهور المفاتيح الكهربائية المركزية كحل جديد ومطلوب للغاية. توفر المفاتيح الكهربائية المركزية العديد من المزايا، مثل تصغير أنظمة النقل وميكنة عملية الإنتاج، مما يؤدي إلى إنتاج أكثر دقة للعربات وقضبان التوجيه. تنتج العديد من الشركات المصنعة الآن منتجات، بما في ذلك قاطع الدائرة الرئيسية والخزانة، والتي لا تتطلب تصحيح الأخطاء في المصنع بشكل فردي. يتم تسهيل التشغيل الناجح في الموقع، مما يضمن المرونة والراحة في تشغيل النقل. تتأثر قابلية تبديل المنتج الموثوق بها إلى الحد الأدنى بظروف مستوى الأرض. تعمل المفاتيح الكهربائية المكسوة بالمعدن بأمان وموثوقية مع سهولة صيانتها. ونتيجة لذلك، يتبنى عدد متزايد من أنظمة إمدادات الطاقة هذا الحل.

الأخطاء الشائعة وتحليل الأخطاء:

1. أخطاء الالتصاق وسوء التشغيل: أخطاء الالتصاق وسوء التشغيل هي الأخطاء الأساسية في المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي. ويمكن تصنيفها إلى نوعين: الأعطال الميكانيكية الناجمة عن آليات التشغيل وأنظمة النقل، والأعطال الكهربائية الناجمة عن دوائر التحكم والدوائر المساعدة. تظهر الأعطال الميكانيكية في صورة آليات قاسية، أو تشوهات في المكونات، أو عمليات إزاحة أو تلف، أو نوى مفاتيح فضفاضة، أو أعمدة عالقة، أو أخطاء في فك الارتباط، وما إلى ذلك. تشمل الأعطال الكهربائية توصيلات الأسلاك الثانوية الضعيفة، أو المحطات السائبة، أو أخطاء الأسلاك، أو عطل أو احتراق المفاتيح الكهربائية أو الإضافية، أو الأعطال في تشغيل مصادر الطاقة، وتبديل الموصلات، والمحولات الصغيرة، والمزيد. يعد ضمان الفحص والصيانة المناسبة لهذه المناطق أمرًا ضروريًا لمنع أخطاء الالتصاق وسوء التشغيل.

2. أعطال عطل المحول: أعطال المحول هي أخطاء ناجمة عن قاطع الدائرة نفسه. بالنسبة لقواطع الدائرة الزيتية، تشمل المظاهر الشائعة دوائر قصر رذاذ الزيت، وتلف غرفة الانحناء، وقدرات الفتح غير الكافية، والانفجارات أثناء الإغلاق، وما إلى ذلك. قد تظهر قواطع الدائرة الفراغية أخطاء مثل التسربات في غرفة الانحناء والمنفاخ، وانخفاض مستويات الفراغ، وإعادة الاشتعال من بنوك المكثفات عند الانفصال، وكسر أنابيب السيراميك، وأكثر من ذلك.

3. أخطاء العزل: يمكن أن تحدث أخطاء العزل لأسباب مختلفة، بما في ذلك مستويات الجهد (التشغيلية والعابرة)، وتدابير الحد من الجهد، وعلاقة قوة العزل. والهدف هو ضمان أن تكون المنتجات آمنة وفعالة من حيث التكلفة، وتحقق الفوائد الاقتصادية المثلى. تظهر أخطاء العزل في المقام الأول على شكل ومضات خارجية، ومضات داخلية، ومضات من مرحلة إلى مرحلة، ومضات من الجهد الزائد البرق، ومضات في البطانات الخزفية أو البطانات المكثفة، ومضات قذرة، وأعطال، وانفجارات، ومضات على قضبان رفع أو خفض، ومضات أو أعطال في محولات التيار (CTs)، والانفجارات، وكسور الزجاجات الخزفية، وما إلى ذلك. يعد تصميم العزل المناسب والصيانة الدورية أمرًا بالغ الأهمية لمنع أخطاء العزل.

4 أخطاء التحميل الزائد: أخطاء التحميل الزائد عند مستويات الجهد 72-12 كيلو فولت تنتج في المقام الأول عن ضعف الاتصال بين المقابس العازلة في خزانة المفاتيح، مما يؤدي إلى ذوبان أو حرق نقاط الاتصال.

5 عوامل خارجية الأعطال: تشمل العوامل الخارجية والأعطال غير المتوقعة حوادث مثل التأثيرات الناجمة عن الأجسام الغريبة والكوارث الطبيعية والدوائر القصيرة التي تسببها الحيوانات الصغيرة والمزيد. تعد حماية المفاتيح الكهربائية ضد مثل هذه الأحداث أمرًا ضروريًا لضمان عدم انقطاع التيار الكهربائي وسلامة النظام.

Conclusion High-voltage switchgear is a crucial component in electrical power systems. Understanding the types, common faults, and fault analysis of switchgear is vital for ensuring safe and reliable system operation. This article highlighted the indoor/outdoor and fixed/detachable configurations of switchgear, as well as the emerging trends in central switchgear. Additionally, it discussed common faults related to sticking and misoperation, switch malfunctions, insulation, overload, and external factors. Adequate maintenance, inspection, and preventive measures are necessary to minimize faults, enhance operational efficiency, and safeguard power systems.