لوحة مفاتيح الجهد المنخفض يتلقى الطاقة من المحولات أو المولدات أو خدمات المرافق ويقوم بتوزيعها عبر أجهزة التغذية والربط والأجهزة الرئيسية. بالمقارنة مع لوحة التوزيع البسيطة، تم تصميم معدات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض (LV) لتحمل تيار أعلى، وقدرة أعلى على تحمل الأعطال، وتحسين التقسيم، وسولة الصيانة، والتحكم. يغطي هذا الدليل اختيار قواطع الدائرة الهوائية (ACB) وقواطع الدائرة المقولبة (MCCB)، والقضبان النحاسية، وتصنيفات الدائرة القصيرة، والبناء الثابت والقابل للسحب، والفصل، والحماية، وسلامة القوس الكهربائي، والاختبار.
ما هي لوحات مفاتيح الكهرباء منخفضة الجهد؟
معدات مفاتيح التوزيع الكهربائية ذات الجهد المنخفض هي عبارة عن تجمع مُصنع في المصنع يحتوي على أجهزة تحويل وحماية، وقضبان توصيل، ودوائر تحكم، وأجهزة قياس، وحاويات للأنظمة التي تصل إلى الحد الأقصى المطبق للجهد المنخفض. تشمل الخدمات النموذجية 400/230 فولت، 415/240 فولت، 480/277 فولت، و 690 فولت تيار متردد.
قد تتضمن لوحة التوزيع المفاتيح الرئيسية القادمة، ومقترن القضبان، ومغذي المولد، والنقل التلقائي، والمغذيات الصادرة، وبادئات تشغيل المحركات، ومجموعات المكثفات، وأجهزة القياس. تتطلب المجموعة الكاملة أداءً متحققاً منه لارتفاع درجات الحرارة وقصر الدائرة.
المكونات الرئيسية
- قواطع الدائرة الهوائية وضعيات رئيسية واحتياطية مع حماية إلكترونية قابلة للتعديل وتصنيفات تيارات عالية.
- قواطع الدائرة المقولبة: المغذيات والمداخل الأصغر المزودة بوحدات حماية حرارية مغناطيسية أو إلكترونية.
- قضبان التوصيل الموصلات الطور، والمحايد، والتأريض الوقائي مع الدعامات والوصلات.
- محولات التباعد والعدادات: قياس التيار/الجهد، جودة الطاقة وبيانات الطاقة.
- نظام التحكم النقل، التعشيق، الإدخال/الإخراج عن بعد، الاتصالات والإنذارات.
- مرفق الحجرات، والحواجز، والأبواب، ومساحات الكابلات، ومسارات ضغط القوس.
جدول مقارنة واختيار سريع
استخدم هذا الجدول كمراجعة سريعة لقرارات الهندسة والمشتريات الرئيسية التي تم شرحها في المقال.
| منطقة القرار | المعنى العملي | ما الذي يجب التحقق منه |
|---|---|---|
| ما هي لوحات مفاتيح الكهرباء منخفضة الجهد؟ | معدات المفاتيح الكهربائية منخفضة الجهد هي وحدة مصنع في المصنع تحتوي على أجهزة تبديل وحماية، وقضبان توصيل، ودوائر تحكم، وأجهزة قياس، وحاويات للأنظمة التي تصل إلى الحد الأقصى المعمول به للجهد المنخفض. | تشمل الخدمات النموذجية 400/230 فولت، 415/240 فولت، 480/277 فولت و690 فولت تيار متردد. |
| قاطع الدائرة الهوائي (ACB) في مقابل قاطع الدائرة المصبوب (MCCB) | يُستخدم قاطع الدائرة الهوائي (ACB) عادةً لخدمة التيار العالي والخدمة الرئيسية وقاطع الربط، وقد يكون قابلاً للسحب (drawout). | يوفر وظائف قابلة للتعديل للوقت الطويل، والوقت القصير، والفورية، وخطأ الأرض. |
| الإنشاء الثابت مقابل القابل للسحب | الأجهزة الثابتة يتم تثبيتها بمسامير في مكانها ويمكن أن تقلل التكلفة وتعقيد التشغيل. | توفر الوحدات القابلة للسحب أوضاعاً متصلة ومختبرة ومعزولة ويمكنها تقليل وقت الاستبدال. |
| التقييمات الأساسية | حدد الفهد الجهد المقنن، جهد العزل، تحمل النبض، التردد، تيار القضبان العمومية، تصنيف الخط المحايد، تيار التحمل لفترة قصيرة والمدة، التحمل الذروي، سعة قطع قاطع الدائرة، درجة حماية الغلاف IP/NEMA و... | تقييمات التجميع وتقييمات الأجهزة ليست قابلة للتبديل. |
| تصميم قضبان التوزيع | يجب أن تلبي قضبان التوزيع النحاسية أو الألومنيوم ارتفاع درجة الحرارة المستمر والقوى الحرارية/الإلكتروديناميكية الناتجة عن قصر الدائرة. | التحضير المشترك، الطلاء، التحكم في المسامير، الدعامات، التهوية وتأثيرات القرب كلها أمور مهمة. |
قاطع الدائرة الهوائي (ACB) في مقابل قاطع الدائرة المصبوب (MCCB)
غالباً ما يُستخدم قاطع الدائرة الهوائي (ACB) للخدمة الرئيسية وخدمة الربط ذات التيار العالي، وقد يكون قابلاً للسحب. وهو يوفر وظائف قابلة للتعديل للوقت الطويل، والوقت القصير، والاستجابة الفورية، وعطل الأرض. أما قاطع الدائرة الملبس (MCCB) فهو مدمج الحجم ويُستخدم للمغذيات والخطوط الرئيسية الأصغر. يجب اختيار كلاهما بناءً على الجهد، والتيار المستمر، وقوة القطع، وفئة الاستخدام، والتنسيق - وليس حسب حجم الإطار وحده.
الإنشاء الثابت مقابل القابل للسحب
الأجهزة الثابتة يتم تثبيتها بمسامير في مكانها ويمكنها تقليل التكلفة وتعقيد النظام. الوحدات القابلة للسحب توفر وضعيات متصلة، للاختبار ومعزولة، ويمكنها تقليل وقت الاستبدال. وهي تتطلب ستائر حماية، ومؤشرات للوضع، وأقفالاً متداخلة. يجب أن يبرر المشروع قابلية السحب بناءً على متطلبات التوافر والصيانة بدلاً من تحديدها تلقائياً.
التقييمات الأساسية
حدد الفولتية المقدرة، فولتية العزل، التحمل النبضي، التردد، تيار القضبان العمومية، تصنيف المحايد، تيار التحمل قصير الأجل ومدته، التحمل الذروي، سعة قطع القاطع، درجة الحماية (IP/NEMA) للغلاف والظروف المحيطة. تصنيفات التجميع وتصنيفات الأجهزة غير قابلة للتبديل.
تصميم قضبان التوزيع
يجب أن تلبي قضبان التوزيع النحاسية أو الألومنيوم ارتفاع درجة الحرارة المستمر والقوى الحرارية/الكهروديناميكية للقصور الذاتي. كما أن إعداد الوصلات، الطلاء، التحكم في المسامير، الدعامات، التهوية وتثيرات القرب تكتسي أهمية بالغة. قد تتطلب الأحمال غير الخطية محايداً كاملاً أو كبير الحجم لأن توافقيات الت్రిبلن تتجمع في المحايد.
أشكال الانفصال
الفصل الداخلي يقسم قضبان التوصيل، والوحدات الوظيفية، وأطراف التوصيل باستخدام حواجز أو قواطع. الأشكال الأعلى يمكن عرضها لتقليل التلامس العرضي ودعم الصيانة ولكنها تزيد من المساحة والتكلفة. حدد هدف الوصول والاستمرارية الفعلي؛ رقم الشكل وحده لا يرحّب بالعمل على الأقسام المجاورة الحية.
تنسيق الحماية
يجب أن تمسح إعدادات الحماية الجهاز الأقرب أولاً مع حماية الكابلات والمحول القضبان الرئيسية. قم بمراجعة منحنيات التيار-الزمني، والعتبات اللحظية، وتثيرات تحديد التيار، وتيار البدء للمحول، وبدء المحرك، وقت إزالة القوس الكهربائي. يمكن أن يتيح التعشق الانتقائي للمنطقة إزالة أعطال القضبان بسرعة مع الحفاظ على انتقائية المغذيات.
سلامة القوس الكهربائي
يمكن أن تطلق الأعطال القوسية حرارة وضغطاً شديدين. وتشمل تدابير التخفيف: التجميع القوي، والتقسيم إلى حجرات، والقضبان العمومية المعزولة، والصيانة، وترحيلات الكشف عن القوس الكهربائي، والإزالة السريعة، والتشغيل عن بُعد، والبناء المقاوم للقوس. يجب تركيب مجموعة مختبرة ضد القوس مع مسار التهوية الظاهري المختبر وظرّوف الغرفة. وتظل إرشادات العمل الآمن ضرورية.
النقل التلقائي والموازنة
مخططات التوصيل الرئيسي المتبادل (Main-tie-main) تنقل الأحمال بين محولين. قد تقوم مفاتيح التوليد بمزامنة المصادر ومشاركة الحمل. يجب أن تمنع السيطرة التوازي غير المقصود، والتحقق من سلامة المصادر، وإدارة توقيت الانتقال، وفصل الأحمال عندما تكون سعة المصدر محدودة. يجب أن تتوافق التعشيق,ات الميكانيكية والكهربائية مع فلسفة التشغيل.
التكامل مع معدات LBAJI
غالبًا ما تشكل مفاتيح التوزيع منخفضة الجهد قسم التوزيع الثانوي لـ محطة فرعية جاهزة الصنع YBM-12 أو محطة محولات صندوقية للطاقة الجديدة جهد 35 كيلوفولت. يمكن أن تستخدم حماية الجهد المتوسط المنبعث خزانة مفاتيح كهربائية KYN28A-12. تحدد معاوقة المحول وتكوين التشغيل قدرة تحمل أعطال الجهد المنخفض.
اختبار القبول بالمصنع
يشمل اختبار القبول المصنعي الفحوصات البصرية والأبعاد، واستمرارية الأسلاك، واختبارات العزل الكهربائي والدائرة الوقائية، والتشغيل الميكانيكي، وإعدادات قواطع الدائرة، والأقفال المتبادلة، والقياس، والاتصالات، ومنطق النقل، ومحاكاة الإنذارات. يجب أن تغطي أدلة اختبار النوع أو التحقق من التصميم البناء والتقييمات المعروضة.
قائمة التحقق من المواصفات
- الخط الأحادي، والجهد، والتردد، والتأريض.
- الحمل العادي/للطوارئ وتيار القضبان العمومية.
- الحد الأقصى/الأدنى لتيار العطل ومدة استمراره.
- وظائف حماية الخطوط الرئيسية، والخطوط الرابطة، وخطوط التغذية.
- إنشاء وفصل ثابتاً/قابلاً للسحب.
- المحايد، والأرضي، ومانع الصواعق (SPD)، والعداد.
- منطق النقل والمولد والاتصالات.
- البيئة، الحاوية، دخول الكابلات، والوصول.
- المواصفات، والتحقق، واختبار القبول المصنعي (FAT)، والتشغيل.
كيف تعمل أجهزة حماية مفاتيح التوزيع الكهربائية منخفضة الجهد معاً
تقوم قواطع الدائرة الهوائية (ACBs) وقواطع الدائرة المصبوبة (MCCBs) بقطع الأعطال، وتوفر المصهرات تحديداً سريعاً للتيار، بينما تقرر المرحلات أو وحدات التعثر الإلكترونية وقت التشغيل، وتنشئ مفاتيح الفصل العزل. ويجب أن تتنسق سلوكيات الوقت واليار الخاصة بها لكي لا يتسبب عطل الفرع في فصل قاطع التغذية الرئيسي دون داعٍ.
تركيب وصيانة مفاتيح التوزيع الكهربائية ذات الجهد المنخفض
تحقق من درجة حرارة الغرفة، والتهوية، ودعم الكابلات، ووحدات الغدد، والربط، وعزم الدوران، وخلوصات العمل أثناء التركيب. يجب أن تشمل الصيانة الفحص البصري، والتنظيف حسب الاقتضاء، والتشغيل الميكانيكي، وفقاً لفحوصات التلامس والعزل، واختبار الحماية، وفحص درجات الحرارة غير الطبيعية أو سجلات الأعطال.
المراجع الفنية والقراءة الإضافية
تدعم المصادر المستقلة التالية المعايير والمصطلحات والحسابات وسياق السلامة التي تمت مناقشتها في هذا الدليل:
- معيار المفاتيح الكهربائية المغلقة بالمعدن IEC 62271-200 — النطاق، التصنيفات، ظروف الخدمة، اختبار القوس الداخلي، التعاشيق، والمتطلبات الخاصة بمعدات المفاتيح الكهربائية المغلقة بالمعدن للتيار المتردد حتى 52 كيلوفولت.
- دليل المعاهدة IEEE C37.121 للمحطات الفرعية لوحدات المفاتيح الكهربائية إشراف وتوجيهات التنسيق لأقسام مفاتيح التوزيع الكهربائية والمحولات في المحطات الفرعية ذات الوحدات ثلاثية الأطوار.
- متطلبات السلامة للقدرة الكهربائية لإ OSHA — متطلبات السلامة للأعمال الإنشائية المتعلقة بمعدات نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.
