يُعد مفتاح فصل الأحمال الفراغي للجهد العالي FZN21-40.5 للتيار المتردد للاستخدام الداخلي، ووحدة مجموعة مفتاح الفصل والمنصهر FZRN21-40.5D، مصممين خصيصاً لمحطات المحولات من النوع الصندوقية بقدرة 35 كيلوفولت في شبكات 40.5 كيلوفولت بتردد 50 هرتز، ويمكن استخدام أي من الوحدتين كوحدة تحويل مستقلة.
يقوم مفتاح فصل الأحمال بوصل وفصل تيار الحمل وتيار الحمل الزائد عند 1250 أمبير ولا يحتاج إلى أي صيانة بين فترات الخدمة؛ وفي وحدة المجموعة، يقوم المنصهر المتسلسل من نوع الصادم بقطع تيار القصر عند 20 كيلوبير.
تسمية الطراز
تُقرأ تسمية وحدة المجموعة على النحو التالي FZRN21-40.5D/50-20، حرفاً بحرف:
- F: مفتاح فصل الأحمال
- Z: فراغي
- R: مزود بمنصهر
- N: للاستخدام الداخلي
- 21: رقم تسلسل التصميم
- 40.5: الجهد الاسمي، كيلوفولت
- D: مزود بمفتاح تأريض
- 50: التيار الاسمي، أمبير
- 20: تيار كسر القصر الاسمي، كيلوبير
بدون الحرف R، تصف التسمية FZN21-40.5 مفتاح فصل الأحمال بمفرده، بتيار اسمي 1250 أمبير، والذي يتحمل أعباء الحمل والحمل الزائد ويعتمد على الحماية العلوية لتيار العطل.
التركيب والتشغيل
تستند الأقطاب الثلاثة على إطار فولاذي مشترك: تقوم آلية التشغيل النابية بتحريك شفرة الفصل وشفرة التأريض عبر قضيب السحب العازل، وتقوم غرفة إطفاء القوس الفراغية بقطع الدائرة، وتوضح لوحة التشغيل في المقدمة موضع كل منها. توفر شفرة الفصل فجوة عزل مرئية، وتقوم شفرة التأريض بتوصيل الجانب منزوع الطاقة بالأرض قبل الصيانة.
تتحمل الغرفة الفراغية التيار فقط في لحظة الإغلاق والفتح، وهو ما يسمح بتقديم المفتاح كوحدة لا تحتاج إلى صيانة بعمر ميكانيكي يصل إلى 10000 عملية تشغيل.
التعامل مع المنصهرات والصيانة
يعمل صادم المنصهر المتسلسل على جهاز التحرير، بحيث يتم الإبلاغ عن انفجار المنصهر عند المفتاح بدلاً من تركه للحماية فقط. لا يمكن الوصول إلى حجرة المنصهر إلا بعد عزل الدائرة وتأريضها، ويتم استبدال المنصهر بآخر مطابق تماماً من نفس النوع الاسمي.
ما يتبقى من صيانة هو الآلية، ووسائل التعشيق، والعزل، والغرفة نفسها بمجرد وصول تآكل التلامسات إلى الحد المسموح به وهو 3 ملم؛ ولا توجد حاجة لإضافة زيت أو غاز.
المعطيات التقنية
ظروف التشغيل
- درجة الحرارة المحيطة: +40℃ كحد أقصى، -25℃ كحد أدنى
- الارتفاع: لا يزيد عن 1000 متر
- الرطوبة النسبية: متوسط يومي لا يزيد عن 95%، ومتوسط شهري لا يزيد عن 90%
- الشدة الزلزالية: لا تزيد عن 8 درجات
- حالة الموقع: لا يوجد حريق، أو خطر انفجار، أو تآكل كيميائي، أو اهتزاز عنيف
- مستوى التلوث: II
المعايير الكهربائية للأداء
| الرقم | البند | الوحدة | وحدة المجموعة FZRN21-40.5D | مفتاح فصل الأحمال FZN21-40.5 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | الجهد الاسمي | kV | 40.5 | |
| 2 | التردد الاسمي | Hz | 50 | |
| 3 | تيار التحمل لفترة قصيرة اسمي (4 ثوانٍ) | kA | 16 | |
| 4 | التيار الاسمي | A | 50 | 1250 |
| 5 | تيار كسر الحمل الفعال الاسمي | A | / | 1250 |
| 6 | تيار كسر الحلقة المغلقة الاسمي | A | / | 1250 |
| 7 | تيار التحمل للقمة الاسمي | kA | / | 40 |
| 8 | تيار كسر القصر الاسمي | kA | 20 | / |
| 9 | تيار شحن الكابل الاسمي | A | / | 21 |
| 10 | جهد التحمل بتردد القدرة لمدة دقيقة واحدة (الفجوة الفراغية، بين الأطوار وبين الطور والأرض / عبر فجوة العزل) | kV | 95/110 | |
| 11 | جهد التحمل لنبضة البرق (الفجوة الفراغية، بين الأطوار وبين الطور والأرض / عبر فجوة العزل) | kV | 185/215 | |
| 12 | جهد التحمل بتردد القدرة لمدة دقيقة واحدة لدوائر التحكم والمساعدة | kV | 2 | |
| 13 | العمر الميكانيكي | operations | 10000 | |
| 14 | التآكل المسموح به لتلامسات الغرفة الفراغية | mm | 3 | |
| 15 | عزم التشغيل اليدوي | N·m | لا يزيد عن 250 | |
المعايير الميكانيكية للأداء
| الرقم | البند | الوحدة | القيمة |
|---|---|---|---|
| 1 | فجوة التلامس | mm | 17±1 |
| 2 | مسافة تجاوز التلامس | mm | 5±1 |
| 3 | متوسط سرعة الإغلاق | m/s | 0.6±0.2 |
| 4 | متوسط سرعة الفتح | m/s | 1.5±0.2 |
| 5 | عدم تزامن الفتح والإغلاق للأقطاب الثلاثة | ms | ≤2 |
| 6 | زمن ارتداد إغلاق التلامسات | ms | ≤3 |
| 7 | مسافة العزل بين الأجزاء الحية والأرض | mm | ≥300 |
| 8 | مقاومة الدائرة الرئيسية (باستثناء المنصهر) | μΩ | لا تزيد عن 150 |
التركيب والتوصيلات
التركيب والتشغيل المبدئي
تُثبت الوحدة بمسامير على هيكل الخزانة من خلال الفتحات الستة مقاس 17 في 22 ملم، ويتم التحقق من أوضاع الإغلاق والفتح والتأريض ووسائل التعشيق على الأقطاب الثلاثة، ويتم تركيب المنصهر المحدد من نوع الصادم بحيث يتشابك صادمه مع جهاز التحرير، وتُقاس مقاومة الدائرة الرئيسية ومسافات العزل قبل التغذية بالطاقة.
الأبعاد الخارجية
- المنظر الأمامي: العرض الكلي 1060 ملم مع 1015 ملم بين الإطارين الخارجيين، وتباعد الأقطاب 410 ± 2 ملم مكرر مرتين، ودرجات رأسية 99 ملم، 285 ملم، 400 ملم، و450 ملم.
- فتحات التثبيت: ست فتحات مقاس 17 في 22 ملم على الهيكل.
- المنظر الجانبي: 1065 ملم فوق الجزء العلوي، مع درجات 22 ملم و173 ملم، وأبعاد رأسية 255 ملم، 450 ملم، و1050 ملم، وارتفاع كلي 1610 ملم و680 ملم عند القاعدة.
- الأطراف: التوصيل السفلي مثقب بـ 4 فتحات مقاس 12.5 ملم والتوصيل العلوي بفتحتين مقاس 12.5 ملم؛ البعد المحدد (15) ينطبق فقط حيث يتم تركيب مفتاح التأريض.
- تفاصيل اللوحة: يحمل الرسم الخارجي مجموعة الأبعاد الكاملة؛ اطلب الرسم لفتحات اللوحة وثقب قضبان التوصيلات.
مرجع المكونات
تتبع أرقام العناصر أدناه الرسم الخارجي والتركيب للسلسلة:
- الهيكل
- آلية التشغيل النابية
- غرفة القطع
- شفرة الفصل
- قضيب السحب العازل
- لوحة التشغيل
- غرفة إطفاء القوس الفراغية
- العازل الداعم
- شفرة التأريض
التطبيقات
- محطات المحولات الصندوقية الداخلية 35 كيلوفولت ومحطات التوزيع المجمعة
- شبكات التوزيع 40.5 كيلوفولت بتردد 50 هرتز للتحكم في الحمل وحماية القصر
- مغذيات المحولات المحمية بوحدة مجموعة مفتاح الفصل والمنصهر
- التركيبات الخالية من الزيت والتي لا تُفتح للصيانة بين فترات الخدمة وتُبدل بشكل متكرر
الاختيار والأسئلة الشائعة
دليل الاختيار
- اختر المفتاح أو وحدة المجموعة. يتحمل المفتاح FZN21-40.5 تيار حمل يبلغ 1250 أمبير ويعتمد على الحماية العلوية للأعطال؛ وعادة ما تأخذ مغذيات المحولات في محطة محولات صندوقية 35 كيلوفولت وحدة FZRN21-40.5D، حيث يقوم المنصهر من نوع الصادم بقطع تيار القصر عند 20 كيلوبير ويتم الإشارة إلى فقدان طور عند المفتاح.
- تحقق من حمل التيار لفترة قصيرة أولاً. يحدد تيار التحمل 16 كيلوبير لمدة 4 ثوانٍ مع تيار تحمل قمة اسمي 40 كيلوبير، حجم قضبان التوصيلات، ومقاطع الكابلات، وتنسيق الحماية العلوية؛ تحقق من كليهما مقابل الشبكة قبل الطلب.
- أكد مستوى العزل لشبكة 40.5 كيلوفولت. الوحدة مصنفة لجهد تحمل بتردد القدرة 95/110 كيلوفولت لمدة دقيقة واحدة، وجهد تحمل لنبضة البرق 185/215 كيلوفولت، مع 2 كيلوفولت عبر دوائر التحكم والمساعدة، ومسافة عزل لا تقل عن 300 ملم بين الأجزاء الحية والأرض.
- احسب أعباء الكابل والمحولات. يقوم المفتاح بقطع 21 أمبير من تيار شحن الكابل، و1250 أمبير من الحمل الفعال وتيار الحلقة المغلقة، لذا يغطي نفس الهيكل كلاً من حلقات شبكة الكابلات ومغذيات المحولات المباشرة.
- قارن مع بقية النطاق. لشبكات 40.5 كيلوفولت الخارجية على الأعمدة أو في الصناديق، اختر FZW-40.5؛ وحيث تكون الشبكة 12 كيلوفولت، يُعد FZN21A-12D من نفس العائلة بجهد أقل، ويغطي FZN25-12DG تيارات من 630 إلى 1250 أمبير عند 12 كيلوفولت.
الأسئلة الشائعة
س1: ما هو استخدام FZN21-40.5؟
هو مفتاح فصل أحمال فراغي ثلاثي الطور للاستخدام الداخلي في شبكات 40.5 كيلوفولت بتردد 50 هرتز، مصمم للجانب 35 كيلوفولت من محطات المحولات الصندوقية. يقوم بوصل وفصل تيار الحمل وتيار الحمل الزائد، ويعزل الدائرة من خلال فجوة مرئية على شفرة الفصل، ويؤرض الجانب منزوع الطاقة بشفرة التأريض. تضيف وحدة المجموعة FZRN21-40.5D منصهراً من نوع الصادم بحيث يقطع نفس الهيكل تيار القصر عند 20 كيلوبير.
س2: لماذا تذكر الصفحة 40.5 كيلوفولت و 35 كيلوفولت في نفس الوقت؟
كلاهما صحيح ويصفان أشياء مختلفة. 40.5 كيلوفولت هو الجهد الاسمي لمعدات التحويل، وهو أعلى جهد صُمم الجهاز لتحمله، بينما 35 كيلوفولت يسمي النظام المصمم من أجله، ألا وهو الجانب 35 كيلوفولت من محطة المحولات الصندوقية. تُعد معدات التحويل المصنفة 40.5 كيلوفولت الاختيار القياسي لشبكة 35 كيلوفولت لأنها تترك هامشاً لجهد التشغيل لتلك الشبكة.
س3: كيف أقرأ التسمية FZRN21-40.5D/50-20؟
F تعني مفتاح فصل الأحمال، Z الوسط الفراغي، R تشير إلى دمج المنصهر، N تعني أن الوحدة للاستخدام الداخلي، 21 رقم تسلسل التصميم، 40.5 الجهد الاسمي بالكيلوفولت، D تعني تركيب مفتاح تأريض بقدرة وصل، 50 التيار الاسمي لوحدة المجموعة بالأمبير، و20 تيار كسر القصر الاسمي بالكيلوبير. وبدون R، يكون FZN21-40.5 هو المفتاح بمفرده بتيار 1250 أمبير.
س4: ما الفرق بين وحدة 40.5 كيلوفولت الداخلية هذه و FZW-40.5؟
كلاهما يعمل عند 40.5 كيلوفولت ويقطع في غرفة فراغية، لكنهما يخدمان تركيبات مختلفة. FZW-40.5 هو مفتاح فصل أحمال فراغي خارجي معزول مصمم للتركيب على عمود أو في صندوق خارجي بعزل مقاوم للعوامل الجوية. هذا FZN21-40.5 هو وحدة داخلية لحجرة معدات التحويل في محطة محولات صندوقية 35 كيلوفولت، بهيكل 1250 أمبير، 16 كيلوبير لمدة 4 ثوانٍ، ومنصهر وحدة مجموعة. اختر النوع الخارجي حيث يكون المفتاح معرضاً للعوامل الجوية، وهذا حيث يكون داخل خزانة.
س5: كيف يقارن بأفراد عائلة 12 كيلوفولت الآخرين؟
التصميم ووسط القطع متطابقان، لكن فئة الجهد مختلفة. FZN21A-12D هو إصدار 12 كيلوفولت من هذه السلسلة بهيكل 630 أمبير، وFZN25-12DG هو وحدة فراغية داخلية أخرى بجهد 12 كيلوفولت. يرفع هذا FZN21-40.5 الجهد الاسمي إلى 40.5 كيلوفولت، ومستويات العزل إلى 95/110 كيلوفولت بتردد القدرة و185/215 كيلوفولت لنبضة البرق، وتيار الهيكل إلى 1250 أمبير، لذا لا يمكن استبداله بوحدة 12 كيلوفولت أو العكس.
س6: هل مفتاح فصل الأحمال خالٍ من الصيانة حقاً، وكيف يتم تغيير المنصهر؟
صُمم مفتاح فصل الأحمال ألا يحتاج إلى صيانة بين فترات الخدمة: تعمل التلامسات داخل غرفة فراغية محكمة الإغلاق، لذا لا توجد حاجة لإضافة زيت أو غاز أو تجديد التلامسات، والعمر الميكانيكي هو 10000 عملية تشغيل. ما يتبقى هو الفحص الدوري للآلية، ووسائل التعشيق، ومقاومة الدائرة الرئيسية، واستبدال الغرفة عندما يصل تآكل التلامسات إلى الحد المسموح به وهو 3 ملم. في وحدة المجموعة، لا يمكن الوصول إلى المنصهر من نوع الصادم إلا بعد عزل الدائرة وتأريضها، ويتم استبداله بآخر مطابق تماماً من نفس النوع الاسمي بحيث يستمر الصادم في تشغيل جهاز التحرير.