مفاتيح كهربائية معدنية مغلقة موفرة للطاقة

I. نظرة عامة على المنتج

تُعدّ سلسلة XGN15-12 (F)/XGN15-12 (F·R) من مفاتيح التوزيع الكهربائية الثابتة ذات الغلاف المعدني (المعروفة باسم "وحدات التوزيع الحلقية") جيلاً جديداً من معدات توزيع الطاقة الأساسية الداخلية، وقد طُوّرت خصيصاً لشبكات توزيع الجهد المتوسط ​​10 كيلوفولت/12 كيلوفولت. يستخدم هذا المنتج مفتاح حمل معزول بغاز سادس فلوريد الكبريت (SF₆) كمكوّن أساسي. النوع F عبارة عن وحدة مفتاح حمل فقط، بينما يدمج النوع F·R مفتاح الحمل مع مصهر ذي قدرة قطع عالية لتشكيل وحدة حماية مُدمجة "مفتاح-مصهر".

تعتمد هذه السلسلة من المنتجات بنية عزل مركبة تتألف من عزل هوائي وختم خزان غاز سادس فلوريد الكبريت (SF₆)، وقد صُممت وصُنعت وفقًا للمعايير الوطنية والدولية الصارمة، مثل GB 3906 "مفاتيح ومعدات تحكم معدنية مغلقة للتيار المتردد من 3.6 كيلوفولت إلى 40.5 كيلوفولت" وIEC 62271-200 "مفاتيح ومعدات تحكم عالية الجهد - الجزء 200: مفاتيح ومعدات تحكم معدنية مغلقة". تكمن مزاياها الأساسية في بنيتها فائقة الصغر، ومستوى أمانها العالي، وفترة صيانتها الطويلة الخالية من الأعطال، وقدرتها الواسعة على التكيف مع مختلف الظروف. تُستخدم هذه المنتجات على نطاق واسع في شبكات التوزيع الحضرية، وشبكات التوزيع الحلقية، وتوزيع الطاقة في محطات المؤسسات الصناعية والتعدينية، ومحطات التحويل المسبقة التركيب (محطات التحويل الصندوقية) ذات الجهد العالي، وأنظمة توزيع الطاقة في المرافق العامة، وغيرها من التطبيقات. تُعد هذه المنتجات معدات أساسية لتحقيق أتمتة شبكات التوزيع وتحسين موثوقية إمدادات الطاقة.

ثانياً: الهيكل الأساسي ومبدأ العمل

(1) التركيب الهيكلي الأساسي

يتميز هذا المنتج بتصميم معياري يسهل صيانته من الأمام، ويتكون هيكله العام من المكونات الأساسية التالية:

خزان غاز SF₆ مغلق:

مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 3 مم من خلال اللحام بالليزر، ويتم فحص اللحامات بواسطة مطياف الكتلة الهيليوم لضمان إحكام الإغلاق الدائم، ولا يلزم إعادة تعبئة الغاز أثناء فترة الخدمة.

يتم ملؤها بغاز SF₆ عند ضغط قياس يبلغ 0.045 ميجا باسكال، والذي يعمل كعازل ووسيط لإطفاء القوس الكهربائي لمفتاح الحمل.

يدمج مفتاح الحمل المدمج ثلاثي الأوضاع (الإغلاق/الفتح/التأريض) وظائف مفتاح العزل ومفتاح التأريض.

الدائرة الرئيسية عالية الجهد

يتكون من نقاط تلامس متحركة وثابتة داخل خزان الغاز، بالإضافة إلى جلبات خارجية عالية الجهد وقضبان توصيل، متصلة بقضبان نحاسية مطلية بالقصدير، مع مقاومة تلامس منخفضة وقدرة عالية على حمل التيار.

تم تجهيز النوع F·R بفيوز عالي القدرة على قطع التيار ومحدد للتيار، مثبت خارج خزان الغاز، ومتصل بمفتاح الحمل من خلال جهاز ربط ميكانيكي.

آلية التشغيل والتعشيق:

تعتمد آلية تشغيل يدوية بنابض، مع آلية تشغيل كهربائية اختيارية، تتميز بعزم دوران تشغيل صغير وفتح وإغلاق موثوقين.

مزود بقفل ميكانيكي كامل، ينفذ بدقة وظيفة "الوقاية الخمس"، وهي منع الفتح والإغلاق الخاطئ، ومنع الفتح والإغلاق تحت الحمل، ومنع تعليق أسلاك التأريض بالكهرباء، ومنع الإغلاق بأسلاك التأريض، ومنع الدخول في فترات حية عن طريق الخطأ.

مجلس الوزراء والحماية:

تعتمد على ألواح فولاذية مطلية بالألومنيوم والزنك أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304 لتشكيل الانحناء المتكامل، مع معالجة السطح بالرش الكهروستاتيكي لمقاومة التآكل والصدأ.

تتميز الخزانة بتصميم يفتح من الأمام، ويمكن إكمال جميع عمليات الصيانة من الأمام دون الحاجة إلى حجز مساحة للصيانة على الجانبين والخلف.

تم تجهيز الجزء العلوي بقناة إطلاق ضغط اتجاهية، والتي يمكنها توجيه الغاز ذي درجة الحرارة العالية والضغط العالي إلى اتجاه آمن في حالة حدوث أعطال قوسية داخلية، مما يمنع الخزانة من الانفجار.

(2) مبدأ العمل

التشغيل العادي: يكون مفتاح الحمل في وضع الإغلاق، مما يوفر الطاقة للأحمال المتصلة به.

عملية الفتح: عند الحاجة إلى صيانة انقطاع التيار الكهربائي، تقوم آلية التشغيل بفتح مفتاح التحميل لقطع تيار الحمل.

عملية التأريض: بعد التأكد من فصل التيار الكهربائي عن الخط، قم بتحويل المفتاح إلى وضع التأريض وقم بتوصيل سلك التأريض لضمان سلامة موظفي الصيانة.

الحماية من الأعطال (النوع F·R): عندما يكون للمحول دائرة قصر أو حمل زائد، ينفجر المصهر بسرعة، مما يؤدي إلى تشغيل مفتاح الحمل لفتحه تلقائيًا من خلال جهاز الربط الميكانيكي، مما يؤدي إلى قطع دائرة العطل وحماية المحول وشبكة الطاقة.

ثالثًا: معايير المواصفات (تغطية كاملة الأبعاد، قابلة للتخصيص)

طاولة

فئة المعلمة

المواصفات الأساسية

وصف تفصيلي

الجهد المقنن

12 كيلو فولت

يتكيف مع معيار شبكة التوزيع 10 كيلو فولت في الصين

التردد المقدر

50 هرتز

يتوافق مع معيار شبكة تردد الطاقة

التصنيف الحالي

630A

التيار المقنن للدائرة الرئيسية، يلبي احتياجات توزيع الطاقة العامة

تيار القطع المقنن للدائرة القصيرة

20 كيلو أمبير (2 ثانية)

يتحمل تأثير تيار قصر الدائرة الكهربائية بقوة 20 كيلو أمبير لمدة ثانيتين

جهد تحمل نبضات البرق المقدر

75 كيلو فولت

يحمي المعدات من أضرار الجهد الزائد الناتج عن الصواعق

نوع التبديل الرئيسي

SF₆ مفتاح تحميل ثلاثي المواضع

يدمج وظائف الإغلاق والفتح والتأريض، ولا يتطلب أي تكوين إضافي

الفيوز (من النوع الأمامي والخلفي)

مصهر عالي القدرة على قطع التيار الكهربائي ومحدد للتيار

التيار المقنن 100 أمبير - 200 أمبير، يمكنه حماية المحولات بقدرة 1600 كيلو فولت أمبير وما دونها

وسط العزل

غاز SF₆ داخل خزان الغاز، هواء خارجي

العزل المركب، مع مراعاة كل من الموثوقية وحماية البيئة

فئة الحماية

IP30 (داخلي) / IP65 (خزان الغاز)

يمنع ملامسة الأصابع للأجزاء الموصلة للتيار الكهربائي، كما أن خزان الغاز مقاوم للغبار والماء تمامًا

مادة الخزانة

صفيحة فولاذية مطلية بالألومنيوم والزنك / فولاذ مقاوم للصدأ 304

مقاومة للتآكل والصدأ، مناسبة للاستخدام الداخلي والخارجي (داخل محطة فرعية من نوع الصندوق)

عرض خزانة واحدة

375 مم / 500 مم

تصميم صغير للغاية، مما يوفر مساحة كبيرة في غرفة توزيع الطاقة

الحياة الميكانيكية

≥10000 مرة

عمر تشغيل طويل للتبديل، فترة طويلة خالية من الصيانة

بيئة العمل

درجة الحرارة: من -25 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية؛ الرطوبة: ≤95% (بدون تكثف)؛ الارتفاع: ≤2000 متر (يمكن تخصيص الارتفاعات العالية)

يتكيف مع معظم البيئات الداخلية، ويمكن تخصيص تحسين العزل للمناطق المرتفعة.

رابعاً: مزايا المنتج الأساسية

(1) آمن وموثوق، ويمكن التحكم في المخاطر

خزان غاز مغلق بالكامل: يعتمد خزان الغاز المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ تقنية اللحام بالليزر وقياس طيف كتلة الهيليوم للكشف عن تسرب الغاز لضمان عدم تسرب غاز SF₆، ولا يتأثر أداء العزل بالبيئة الخارجية، وتكون العملية آمنة ومستقرة.

نظام التعشيق الكامل "للوقاية الخمس": الحماية المزدوجة للتعشيق الميكانيكي والتعشيق الكهربائي تقضي بشكل أساسي على الحوادث الشخصية وحوادث المعدات الناجمة عن سوء التشغيل.

الحماية من أعطال القوس الكهربائي: يمكن لقناة تحرير الضغط الاتجاهية المدمجة تخفيف الضغط بشكل فعال في حالة حدوث أعطال القوس الكهربائي الداخلية، مما يضمن سلامة موظفي التشغيل والصيانة والمعدات.

الحماية الدقيقة (النوع F·R): يمكن لمزيج مفتاح الحمل والفيوز عالي القطع أن يقطع التيار الكهربائي بسرعة عند تعطل المحول، مما يحمي المحول من التلف.

(2) هيكل مضغوط، موفر للمساحة

التصميم المعياري فائق الصغر: يبلغ عرض الخزانة الواحدة 375 مم فقط، مما يوفر حوالي 30٪ من مساحة الأرضية مقارنة بخزائن المفاتيح التقليدية، وهو مناسب بشكل خاص لغرف توزيع الطاقة والمحطات الفرعية من النوع الصندوقي ذات المساحة المحدودة.

التكامل ثلاثي الأوضاع: يدمج مفتاح الحمل ثلاثة أوضاع للفتح والإغلاق والتأريض، مما يبسط هيكل الخزانة ويقلل من نقاط الأعطال ويحسن الموثوقية العامة.

تصميم الصيانة الأمامية: يمكن إكمال جميع العمليات والصيانة في الجزء الأمامي من الخزانة دون الحاجة إلى حجز مساحة للصيانة على الجانبين والخلف، مما يحسن بشكل كبير من استخدام المساحة.

(3) سهولة التشغيل والصيانة، وانخفاض التكلفة

تصميم لا يحتاج إلى صيانة: يتميز خزان غاز SF₆ بهيكل محكم الإغلاق بشكل دائم، ويتمتع المفتاح بعمر ميكانيكي طويل، ولا يتطلب صيانة دورية في ظل التشغيل العادي، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل والصيانة.

المراقبة المرئية: تم تجهيز الخزانة بنافذة مراقبة، والتي يمكنها التحقق مباشرة من موضع المفتاح وحالة المصهر، وتكون حالة التشغيل واضحة في لمحة.

التشغيل والصيانة الذكية اختيارية: يمكن تهيئتها بوحدة مراقبة ذكية عبر الإنترنت لتحقيق المراقبة عن بعد، وإنذار الأعطال، والتشغيل عن بعد، مما يساعد على تحقيق شبكة التوزيع الذكية "غير المراقبة".

(4) قدرة عالية على التكيف، سيناريوهات واسعة

تركيب مرن: يمكن دمجها بحرية في وحدات وظيفية مختلفة مثل خط الإدخال، وخط الإخراج، والقياس، و PT، والربط البيني لتلبية احتياجات شبكات توزيع الطاقة المختلفة.

تغطية شاملة للسيناريوهات: يستخدم على نطاق واسع في شبكات التوزيع الحضرية، والمؤسسات الصناعية والتعدينية، والمباني التجارية، والمستشفيات، والمدارس، والمحطات الفرعية المثبتة مسبقًا، وغيرها من السيناريوهات.

توافق جيد: يمكن توصيله بسلاسة مع أجهزة الحماية وأنظمة التشغيل الآلي السائدة في الداخل والخارج، مما يسهل تحقيق ترقية التشغيل الآلي لشبكة التوزيع.

خامساً: سيناريوهات التطبيق النموذجية

تحويل شبكة التوزيع الحضرية: كوحدة إمداد طاقة لشبكة حلقية، فإنها تحقق إمداد الطاقة "يداً بيد"، وتحسن موثوقية إمداد الطاقة، وتقلل من نطاق انقطاع التيار الكهربائي.

توزيع الطاقة في المؤسسات الصناعية والتعدينية: يستخدم لتوزيع الطاقة الطرفية في المصانع والمناجم وغيرها من الأماكن لحماية معدات الإنتاج المهمة مثل المحركات والمراوح.

محطة فرعية مثبتة مسبقًا (محطة فرعية من نوع الصندوق): باعتبارها وحدة مفتاح الجهد العالي داخل المحطة الفرعية من نوع الصندوق، فإنها تتعاون مع المحولات وخزائن الجهد المنخفض لتشكيل حل كامل لتوزيع الطاقة.

المرافق العامة: يتم تطبيقها على مراكز التسوق والمطارات ومحطات المترو والمستشفيات وغيرها من الأماكن ذات المتطلبات العالية للغاية فيما يتعلق بموثوقية إمدادات الطاقة.

الوصول إلى الطاقة الجديدة: باعتبارها معدات تبديل ربط الشبكة لمحطات الطاقة الجديدة مثل الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح، فإنها تضمن النقل الآمن والمستقر لطاقة الطاقة الجديدة.