ما هي المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي？

تلعب المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي دورًا حاسمًا في الشبكات الكهربائية وأنظمة توزيع الطاقة عالية التوتر. إنه يضمن النقل الآمن والفعال للطاقة الكهربائية من خلال توفير طريقة لفصل وفصل المعدات الكهربائية عن مصدر الطاقة بأمان. تعرف على المزيد حول هذا النوع المحدد من المفاتيح الكهربائية هنا.

1. تعريف المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

2. تطبيق المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

3. مكونات مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

4. مبدأ التشغيل لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

5. أنواع المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي

6. صيانة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

1. تعريف المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

ما هي المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي؟مفاتيح الجهد العاليهو جزء لا يتجزأ من أنظمة توزيع الطاقة التي تضمن التوزيع الموثوق والآمن للطاقة الكهربائية. لقد تم تصميمه خصيصًا للتعامل مع مستويات الجهد العالي، مما يجعله جزءًا أساسيًا من شبكات الطاقة واسعة النطاق. تشتمل المكونات الأساسية لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي على قواطع الدائرة والمفاتيح والصمامات، والتي تعمل معًا لتنظيم وحماية تدفق التيار الكهربائي. تم تصميم هذه المكونات لتتحمل مستويات الجهد القصوى وتعمل بكفاءة في ظل ظروف الضغط العالي.

تعمل المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي عند تقاطع العديد من المكونات الكهربائية الأساسية، مثل المفاتيح والصمامات والمحولات والمرحلات وأجهزة الفصل. تعمل هذه المكونات جنبًا إلى جنب، ويلعب كل منها دورًا فريدًا، لتسهيل التوزيع الفعال والآمن للطاقة الكهربائية في الشبكات التي تعمل بجهود تتجاوز 36 كيلو فولت. إن وظيفتهم التعاونية هي ما يجعل المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي جزءًا موثوقًا به ومتكاملًا من أنظمة توزيع الطاقة.

2. تطبيق المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

يتم استخدام المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي على نطاق واسع في مختلف الصناعات والبيئات الكهربائية، حيث أنها مصممة للتعامل مع مستويات الجهد 36 كيلو فولت وما فوق. ونتيجة لذلك، توجد هذه الأنظمة بشكل شائع في المرافق والمنشآت التي تتطلب توزيع الطاقة ذات الجهد العالي والتحكم فيها.

يتم استخدام المفاتيح الكهربائية في إعدادات مختلفة لأغراض مختلفة. يتم استخدامه في محطات توليد الطاقة لفصل المولدات والمعدات الأخرى بأمان عن الشبكة، وفي شبكات نقل وتوزيع الكهرباء لربط أو إلغاء ربط أقسام الشبكة، وفي المحطات الفرعية لتوصيل أو فصل المحولات، وبنوك المكثفات، وغيرها من المعدات، وفي المحطات الكبيرة المباني الصناعية والتجارية لتوصيل أو فصل المعدات عن مصدر الطاقة أو تشغيل المحركات الكبيرة.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لمجموعة المفاتيح الكهربائية في هذه البيئات في حماية المعدات والموظفين من العواقب الضارة الناجمة عن أعطال التيار العالي. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي لتنظيم تدفق الكهرباء داخل الشبكة وفصل المعدات للصيانة أو الإصلاح.

3. مكونات مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

لفهم عمل المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، من الضروري التعرف على الأجزاء المكونة لها. وعلى الرغم من وجود عدة مكونات، إلا أننا سنركز على العناصر الأساسية. المكونات الأساسية لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، الموجودة في كل من الإصدارات الداخلية والخارجية، هي:

القواطع

قاطع الدائرة، وهو مكون حاسم في أنظمة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، هو مفتاح كهربائي مصمم لحماية الدائرة تلقائيًا من التلف الناتج عن الحمل الزائد أو الدوائر القصيرة. ويسمح تصميمه المتطور بالعمل خلال أجزاء من الثانية، وإزالة التيارات الزائدة والتيارات الخاطئة بسرعة، وبالتالي حماية النظام بأكمله.

محولات الصك

تعمل محولات الأجهزة، التي تعد جزءًا لا يتجزأ من أنظمة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، كأدوات قياس أساسية. تتألف من محولات التيار (CTs) ومحولات الجهد (VTs)، وتتمثل وظيفتها الأساسية في خفض مستويات التيار والجهد. يتيح هذا التخفيض المراقبة الآمنة لتدفقات النظام الكهربائي، مما يؤدي إلى تشغيل مرحلات وقائية أو إرسال إشارات خطأ إلى مركز التحكم.

مفاتيح التأريض

يلعب مفتاح التأريض، وهو أحد مكونات السلامة المهمة في نظام الطاقة، دورًا حيويًا في ضمان سلامة كل من النظام ومشغليه. ويحقق ذلك عن طريق إنشاء اتصال بالأرض عند فتح العازل أو الكسارة. يعمل هذا الإجراء على تبديد أي شحنات كهربائية عالقة في الخط الذي تم فصله عن مصدر الطاقة، وبالتالي منع المواقف الخطرة.

تصعيد لأعلى / لأسفل المحول

أكبر المكونات وأكثرها تكلفة في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي هي محول الرفع، الذي يرفع جهد الإشارة الكهربائية من أجل النقل الفعال لمسافات طويلة مع الحد الأدنى من فقدان الطاقة، ومحول التخفيض، الذي يخفض الجهد قبله يصل إلى المعدات التي لا تستطيع التعامل مع الفولتية العالية.

فصل التبديل

في أنظمة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، تعمل أدوات الفصل كمفاتيح ميكانيكية مباشرة يمكنها مقاطعة الدائرة الكهربائية أو إعادة تأسيسها. يتم استخدامها عادةً لتوصيل أو فصل المعدات عن مصدر الطاقة، عادةً لأعمال الصيانة أو الإصلاح. ويشار إلى هذه المكونات أيضًا باسم العوازل.

يمرر

المرحل هو مفتاح يتم التحكم فيه بالكهرباء ويمكن استخدامه لتنشيط أو إلغاء تنشيط الدائرة. تم تصميم المرحلات الوقائية لتحديد المشكلات في النظام الكهربائي وتشغيل قاطع الدائرة. يقوم هذا القاطع بعد ذلك بعزل المعدات المعيبة عن مصدر الطاقة ويساعد في إخماد أي أقواس كهربائية ناتجة.

أشرطة التوصيل

قضبان التوصيل هي موصلات ذات مقاومة منخفضة تربط المعدات الكهربائية. في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، تقوم قضبان التوصيل بتوصيل قواطع الدائرة ذات الجهد العالي والمكونات الأخرى لتسهيل نقل الطاقة بين نقاط مختلفة.

صواعق الطفرة

مانعة الصواعق هي أداة تحمي المعدات من الضرر الناتج عن الفولتية العالية المفاجئة، مثل ضربات البرق والمصادر الأخرى مثل تبديل الزيادات المفاجئة. تعمل مانعات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي عن طريق امتصاص طاقة التدفق قبل أن تلحق الضرر بالمعدات.

البطاريات

تعمل البطاريات كمصدر طاقة ثانوي في العديد من إعدادات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي لضمان الاستمرارية أثناء انقطاع الطاقة. إنها توفر طاقة كافية للحفاظ على تشغيل قاطع الدائرة والعناصر الأخرى ذات الجهد العالي، مما يسمح بفصل آمن عن مصدر الطاقة الرئيسي.

شبكة التأريض

تُستخدم شبكة التأريض، المكونة من قضبان معدنية أو صفائح مدفونة في الأرض، لإعادة توجيه الطاقة الكهربائية إلى الأرض. ومن خلال القيام بذلك، فإنه يحمي المعدات من الضرر الناجم عن الصواعق والزيادات المفاجئة في الجهد.

4. مبدأ التشغيل لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

والآن بعد أن اكتسبنا فهمًا قويًا لأساسياتالمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العاليومكوناتها المختلفة، دعونا نتعمق أكثر في آلياتها. وهنا لمحة موجزة عن عملها.

تتمثل الوظيفة الأساسية لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي في توفير وسيلة آمنة وموثوقة لتوزيع الكهرباء ذات الجهد العالي. ولتحقيق ذلك، يتم استخدام أجهزة مختلفة لقياس تدفق الطاقة وتنظيمه واكتشاف الدوائر المعيبة وعزلها عن بقية النظام. أثناء تشغيل قاطع المفاتيح الكهربائية، يكتشف المحول الحالي أو مرحل الحماية تيار الجهد العالي. يقوم بتنشيط قاطع الدائرة، الذي يقطع تدفق التيار ويحمي المعدات الكهربائية من التلف. بالإضافة إلى الوظائف التلقائية، يمكن إجراء بعض عمليات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي يدويًا، مثل عزل المعدات أو الخطوط باستخدام مفتاح الفصل. يقدم سوق المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي مجموعة من المعدات مع آليات المراقبة لضمان التشغيل السليم وصيانة التركيب.

تم تجهيز مجموعة المفاتيح الكهربائية ومعدات التحكم ذات الجهد العالي بمجموعة من أجهزة الاستشعار ولوحة تحكم حديثة. تقوم أجهزة الاستشعار بمراقبة النظام بشكل مستمر وتنقل البيانات إلى لوحة التحكم للمعالجة والتحليل. في حالة اكتشاف أي حالات شاذة أو مشكلات، تبدأ لوحة التحكم في اتخاذ إجراءات وقائية أو تصحيحية لضمان التشغيل السلس للنظام.

5. أنواع المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي

يمكن تصنيف المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي على نطاق واسع إلى فئتين: المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء (AIS) والغاز المفاتيح المعزولة(نظم المعلومات الجغرافية). تعتمد مجموعة المفاتيح الكهربائية AIS على الهواء باعتباره الوسط العازل الأساسي، في حين تستخدم مجموعة المفاتيح الكهربائية GIS الغاز، عادةً سداسي فلوريد الكبريت (SF6)، لأغراض العزل. فيما يلي نظرة أكثر تعمقًا على الاختلافات بين نوعي المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء ذات الجهد العالي

يتم استخدام المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء لتطبيقات الجهد العالي بشكل شائع في الأماكن الخارجية، بما في ذلك المحطات الفرعية ومحطات الطاقة وأنظمة التوزيع الكهربائية المختلفة. على الرغم من أن هذا النوع من المفاتيح الكهربائية فعال من حيث التكلفة وسهل الصيانة، إلا أنه عرضة للعوامل البيئية مثل الغبار والرطوبة والهواء المالح، مما يستلزم صيانة أكثر تكرارًا مقارنة بالمفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز.

المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز ذات الجهد العالي

تعد المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز لتطبيقات الجهد العالي بديلاً أكثر كفاءة في استخدام المساحة من المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء. يتم تثبيته عادة في الداخل في المناطق ذات المساحة الكافية. في حين أن المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز قد تأتي بتكلفة أعلى مقارنة بالمفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء، إلا أنها توفر مزايا مختلفة، بما في ذلك الحجم الأصغر، والموثوقية المحسنة، واحتياجات الصيانة الأقل.

6. صيانة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي

يعتمد التشغيل الفعال للعديد من الأنظمة الكهربائية بشكل كبير على المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي. بعد اختيار النوع الأنسب، فإن الخطوة التالية هي تثبيت المعدات بشكل صحيح. بمجرد اكتمال التثبيت، من الضروري الالتزام بإرشادات الشركة المصنعة للصيانة لضمان الأداء الأمثل وطول العمر.

يعد الالتزام بإرشادات الاستخدام المقدمة من الشركات المصنعة أمرًا بالغ الأهمية لمستخدمي المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي. غالبًا ما تأتي هذه الإرشادات مع تعليمات الصيانة وتدريب الموظفين. تشمل مهام صيانة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي النموذجية ما يلي:

الصيانة الوقائية للمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي

أنشطة الصيانة المجدولة لالمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العاليتهدف إلى ضمان بقاء المعدات في حالة مثالية. الهدف الرئيسي هو تمكين كهربائيين من اكتشاف ومعالجة أي مشاكل قبل تفاقمها. برنامج الصيانة يشمل :

تشمل مهام الصيانة فحص مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي بحثًا عن البراغي السائبة والتآكل والمشكلات المحتملة الأخرى. يعد تنظيف الأجزاء أمرًا ضروريًا أيضًا لمنع تراكم الأوساخ والحطام. بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء الاختبارات وفقًا لبروتوكولات السلامة الصارمة، ويتم إجراء التعديلات بناءً على حالة المفاتيح الكهربائية. يتم أيضًا إجراء المعايرة لضمان دقة المكونات المختلفة.

الصيانة التصحيحية للمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي

يتم إجراء صيانة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي عندما تكون هناك علامات على وجود مشكلة أو عندما تشير الصيانة الوقائية إلى وجود مشكلة محتملة في الأفق. ويشمل هذا النوع من الصيانة الأنشطة التالية:

تحديد السبب الرئيسي للمشكلة من خلال استكشاف الأخطاء وإصلاحها، وإصلاح أي مشاكل تم العثور عليها من خلال الإصلاحات، واستبدال الأجزاء التالفة بشدة، وإجراء تغييرات لتحسين أداء المفاتيح الكهربائية أو إصلاح أي مشكلات في التصميم.

في ملخص

تلعب المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي دورًا حاسمًا في كل نظام كهربائي. لقد أوضح هذا الدليل الأنواع المختلفة من المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والعوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الأجهزة وإعدادها وصيانتها. ومن خلال تسلحك بهذه المعرفة، يمكنك التأكد من أن مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي الخاصة بك قادرة على توصيل الطاقة إلى نظامك الكهربائي بطريقة آمنة ويمكن الاعتماد عليها.

عند اختيار المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي لاستخدام معين، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار المتطلبات الفريدة للمشروع. ستؤثر عوامل مختلفة، بما في ذلك النفقات والقيود المكانية واحتياجات الصيانة والعوامل البيئية، على اختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية الأكثر ملاءمة للمهمة.