ما هي المفاتيح الكهربائية؟ المكونات والأنواع والوظائف
المفاتيح الكهربائية عبارة عن مجموعة من معدات التبديل والحماية والتحكم والعزل المستخدمة لإدارة الدوائر الكهربائية. اعتمادًا على التصميم، قد تحتوي على قواطع دوائر، ومفاتيح، وفواصل، وأشرطة توصيل، ومرحلات حماية، ومحولات أجهزة، وأجهزة قياس. والغرض منه ليس مجرد توزيع الطاقة: فهو يساعد أيضًا في إزالة الأعطال الكهربائية والتحكم في مغذيات وإنشاء العزل المطلوب للصيانة. يختلف الترتيب الدقيق باختلاف فئة الجهد والتركيب ونظام الحماية والمعايير المعمول بها.
لمن يسأل ما هي المفاتيح الكهربائية، فهو يساعد على فصل مهام النظام عن الخزانة الفعلية. قاطع الدائرة هو مكون واحد. تقوم مجموعة المفاتيح الكهربائية بتنسيق عدة مكونات لخدمة جزء محدد من نظام الطاقة. تقدم شركة JSGK المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، وخزائن الجهد المنخفض والوحدات الرئيسية الحلقية داخلها كتالوج المعدات الكهربائية، مما يمنح مشتري المشروع نقاط بداية لمجموعة المنتجات بدلاً من التكوين الشامل.
ماذا تفعل المفاتيح الكهربائية في الواقع؟
لدى Switchgear ثلاث وظائف وثيقة الصلة: السيطرة والحماية والعزلة. قد تستخدم كل وظيفة أجهزة مختلفة، حتى عندما يتم تجميع عدة وظائف في تشكيلة واحدة.
التحكم: دوائر الفتح والإغلاق والتوجيه
تسمح أجهزة التبديل للمشغلين أو أنظمة التحكم بفتح وإغلاق الدوائر المخصصة، وفقًا لتصنيفات التشغيل الخاصة بهم. يمكن ترتيب الأقسام الواردة وقارنات التوصيل والمغذيات الصادرة لتتناسب مع الرسم التخطيطي ذو السطر الواحد. لا يتم تصنيف جهاز التبديل المناسب لتيار الحمل العادي تلقائيًا لمقاطعة دائرة كهربائية قصيرة؛ يجب أن تحدد مواصفات المعدات واجبها.
الحماية: كشف الأخطاء وإزالتها
قد تستجيب وظائف الحماية للتيار الزائد أو الدوائر القصيرة أو الأعطال الأرضية أو الحالات الأخرى التي يحددها تصميم النظام. يمكن للمرحل الوقائي تقييم القياسات وبدء الرحلة، في حين أن قاطع الدائرة ذو التصنيف المناسب يقاطع تيار الخلل. تتضمن بعض الأجهزة ذات الجهد المنخفض الحماية والانقطاع في وحدة واحدة. ولا يثبت وجود مرحل أو علامة تقول "محمي" أن المخطط الكامل قد تم تنسيقه.
العزلة: إنشاء حدود كهربائية آمنة
العزل يختلف عن مقاطعة خطأ التيار. يتم اختيار فاصل الفصل أو أي ترتيب عزل آخر وتشغيله وفقًا لوظيفته المقدرة ومتطلبات التثبيت. تتطلب الصيانة إجراءات السلامة المعتمدة في الموقع والتحقق وأحكام التأريض أو التأريض المناسبة؛ لا يجب أن يؤخذ موضع مفتاح الخزانة وحده كدليل على إمكانية بدء العمل.
| وظيفة | المعدات النموذجية | يجب على المشتري تأكيد |
|---|---|---|
| السيطرة | المفاتيح أو القواطع أو المقاولين أو آليات التشغيل | مخطط الدائرة وواجب التبديل |
| الحماية | المرحلات وأجهزة الاستشعار ووحدات الرحلة الواقية وأجهزة المقاطعة المقدرة | مستوى الخطأ والتنسيق ووظائف الحماية المطلوبة |
| العزلة | أجهزة الفصل وشروط التأريض والأقفال المتداخلة حيثما تم تصميمها | ترتيبات العزل ومتطلبات سلامة المشروع |
ما هي المكونات الموجودة داخل المفاتيح الكهربائية؟
تعتمد مكونات مجموعة المفاتيح الكهربائية على ما إذا كانت المعدات عبارة عن مجموعة ذات جهد منخفض، أو مجموعة مغلفة معدنية ذات جهد متوسط، أو تصميم آخر. فيما يلي وظائف مشتركة، وليس ادعاء بأن كل خزانة تحتوي على كل عنصر.
قواطع الدائرة والمفاتيح وقطع التوصيل
يتم اختيار قاطع الدائرة الكهربائية لحمل التيار ومقاطعته في ظل الظروف المحددة له. تتمتع مفاتيح التحميل ووحدات الفصل بأدوار التبديل أو العزل الخاصة بها، والتي لا ينبغي افتراض أنها قابلة للتبديل. يجب مراجعة ترتيب التشغيل والتشابك الدقيق في المخطط النهائي المعتمد.
أشرطة التوصيل والوصلات ومقصورات الكابلات
تشكل قضبان التوصيل مسارات موصلة بين الإمدادات الواردة والمغذيات الصادرة. قد يحتوي المجمع على حافلة رئيسية وحافلات مقسمة ووصلات فرعية ومساحات إنهاء الكابلات. يؤثر التيار المقنن، وتحمل الدائرة القصيرة، وخلوصات العزل، وتخطيط العلبة على الترتيب الكامل. إن مظهر قضيب التوصيل وحده لا يحدد أدائه المقدر.
المرحلات الوقائية ومحولات الأجهزة وأدوات التحكم
توفر محولات التيار (CTs) ومحولات الجهد (VTs)، عند تركيبها، إشارات قياس لأجهزة القياس والحماية. تقوم المرحلات الوقائية بمعالجة هذه المدخلات وفقًا للإعدادات والمنطق؛ تدعم العدادات ومصابيح الإشارة وجهات الاتصال المساعدة ومعدات الاتصالات التشغيل والمراقبة. يجب على المشترين التمييز بين الميزات التي يتطلبها المخطط أحادي الخط وملحقات الخزانة الاختيارية.
| مكون | الدور الرئيسي | سؤال المواصفات |
|---|---|---|
| قاطع الدائرة | انقطاع التيارات المقدرة والأخطاء المحددة | ما هي واجبات الجهد والتيار والكسر؟ |
| بسبار | التوزيع الحالي بين الدوائر | كيف يتم ترتيب الحافلة وتقييمها؟ |
| CT / VT | إشارات القياس | وما هي النسب والطبقات والأعباء المطلوبة؟ |
| تتابع وقائي | منطق الحماية وإشارات الرحلة | ما هي الوظائف والواجهات المحددة؟ |
| الضوابط والقياس | التشغيل والحالة والمراقبة | ما هي المؤشرات والاتصالات المطلوبة؟ |
إن المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض والمتوسط والعالي ليست نفس المنتج
تغطي مجموعة المفاتيح الكهربائية مجموعة من التصميمات بدلاً من خزانة عالمية واحدة. عادةً ما تخدم معدات الجهد المنخفض البناء والتوزيع الصناعي. غالبًا ما تخدم التجميعات ذات الجهد المتوسط مغذيات صناعية ودوائر توزيع المرافق. يمكن أن تشتمل التركيبات ذات الجهد العالي على ترتيبات مختلفة للسياج والمقاطعة والعزل والمحطات الفرعية. تعتمد الحدود المحددة للجهد المنخفض/المتوسط/الجهد العالي ومعايير الاختبار المطبقة على اختصاص المشروع والنظام القياسي؛ إن وجود جدول قطع عالمي واحد سيكون مضللاً.
JSGK المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي تحدد الصفحة KYN وXGN وعائلات الخزانات المعدنية ذات الصلة للتلقي والتوزيع والحماية والمراقبة والقياس. لها المفاتيح الكهربائية وخزائن التوزيع ذات الجهد المنخفض توفر الصفحة مسارًا منفصلاً للمنتج للأنظمة النهائية. تحدد هذه الصفحات عائلات المنتجات، وليس وعدًا بتوفر جميع التقييمات أو ميزات الحماية في كل تكوين.
تصميمات معزولة بالهواء ومعزولة بالغاز
تعد تقنية العزل خيارًا آخر مستقلاً عن فئة الجهد. تستخدم مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء الهواء كوسيلة عزل رئيسية في التصميم ذي الصلة. تحتوي المعدات المعزولة بالغاز على مكونات في بيئة غاز عازلة يتم التحكم فيها. توجد أيضًا طرق معزولة صلبة وهجينة؛ ويعتمد تطبيقها على تصميم المعدات ومعاييرها.
تؤثر المساحة والواجبات الكهربائية المقدرة والوصول إلى الصيانة والظروف البيئية ومتطلبات المشروع على الاختيار. ليس من الصحيح من الناحية الفنية الادعاء بأن نظم المعلومات الجغرافية متفوقة عالميًا على نظام التعرف الآلي. بالنسبة لعائلة المنتجات ذات الصلة، توفر JSGK أ الوحدة الرئيسية الدائرية والخزانة المعزولة بالغاز صفحة؛ يجب التحقق من ميزات وسط العزل النهائي والخزانة من خلال ورقة البيانات الفعلية.
أين توجد المفاتيح الكهربائية في نظام توزيع الطاقة؟
قد يكون طريق التوزيع المبسط هو: العرض الوارد ← تبديل وحماية الجهد العالي أو المتوسط ← المحول الذي يتطلب تحويل الجهد ← مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض ← وحدات التغذية والأحمال الصادرة. تختلف الطبولوجيا الحقيقية، ولا يتبع كل تثبيت هذا التسلسل الدقيق.
على سبيل المثال، يمكن لمحطة فرعية من النوع الصندوقي أن تجمع بين تحويل الطاقة ووظائف التبديل والتوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض ضمن ترتيب متكامل. JSGK محطة فرعية من النوع الصندوقي توضح صفحة المنتج علاقة النظام هذه. تقوم المفاتيح الكهربائية والمحولات بوظائف مختلفة: يقوم المحول بتغيير مستويات الجهد؛ تعمل مجموعة المفاتيح الكهربائية على التحكم بالدوائر المتصلة بها وحمايتها وعزلها.
المفاتيح الكهربائية مقابل لوحة المفاتيح الكهربائية: ما الفرق؟
يصف كلا المصطلحين معدات توزيع الطاقة، لكنهما ليسا قابلين للتبديل دائمًا. في المعايير والمشتريات في أمريكا الشمالية، يمكن أن يكون لمجموعات المفاتيح ولوحات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض متطلبات مختلفة من حيث البناء والأجهزة والمتطلبات القياسية. وفي أماكن أخرى، قد تتبع مصطلحات المعدات وتصنيفها المواصفات المستندة إلى اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) أو المواصفات الوطنية. بدلاً من افتراض أن الاسم يحدد الأداء، قم بمقارنة معيار المنتج المتفق عليه، وتقييمات الأخطاء، وأنواع الأجهزة، وترتيب المقصورة، ومتطلبات الوصول والصيانة.
لا ينبغي قبول اللوحة التي تحمل علامة "المفاتيح الكهربائية" باسمها فقط. يجب على المشترين التحقق مما هو موجود داخل التجميع وما هي واجبات التشغيل والاختبار التي يغطيها التصميم المقدم بالفعل.
ما الذي يجب على المشتري تحديده قبل اختيار المفاتيح الكهربائية؟
من المفيد معرفة التعريف الأساسي لمجموعة المفاتيح الكهربائية، لكن عرض أسعار المعدات الكهربائية ذي المعنى يحتاج إلى وصف للمشروع. يجب على المشتري عادةً إعداد المعلومات التالية للمراجعة الهندسية:
- جهد النظام الاسمي وفئة الجهد المطبقة.
- تصنيف كميات الدائرة الحالية والواردة / الصادرة.
- مستوى الدائرة القصيرة المتوفر وتقييمات الصمود أو الكسر المطلوبة.
- رسم تخطيطي أحادي الخط وترتيب قسم الحافلات ونظام التغذية.
- متطلبات الحماية والقياس والتشابك والاتصالات.
- التركيب الداخلي أو الخارجي، والظروف المحيطة والموقع.
- دخول الكابلات والواجهات الطرفية ومتطلبات الضميمة.
- قيود الوصول إلى التشغيل والصيانة.
- معايير المشروع المعمول بها ومتطلبات الوثيقة.
- كميات المعدات وواجهات التسليم المطلوبة.
تساعد هذه المدخلات في التمييز بين الاستفسار العام عن عائلة المنتج وتكوين الخزانة المعتمد. تطلب JSGK مستوى الجهد والتيار ومستوى الدائرة القصيرة وكمية الدائرة والبيئة والرسومات لمراجعة المشروع. للاستمرار من هذا الشرح إلى الاختيار الفعلي للمعدات، ناقش متطلبات مجموعة المفاتيح الكهربائية الخاصة بك مع JSGK وتوفير معلومات النظام ذات الصلة.
باختصار، إن المفاتيح الكهربائية هي معدات التبديل والحماية والعزل المنسقة للنظام. تختلف مكوناته وترتيب العزل والأداء المقدر باختلاف معايير الدائرة والمشروع. ابدأ بالوظيفة والمخطط أحادي الخط، ثم قم بتقييم عائلة المنتج المحددة والتكوين الفني المؤكد.