כיצד פועל מפסק אוויר?

אני זוכר את הפעם הראשונה שעמדתי מול מפסק אוויר גדול במהלך סיור במפעל לפני שנים. זה היה בגודל של מקרר קטן, והחשמלאי שהראה אותי מסביב אמר: "הדבר הזה יכול להפריע מספיק זרם כדי להאיר עיירה קטנה. אבל בפנים, זה באמת רק מתג מפואר שיודע מתי לוותר."

הוא לא טעה. בליבה,מפסק אוויר- או ACB כפי שרובנו קוראים לזה - עושה מה שכל מפסק עושה: הוא נושא זרם כשהדברים תקינים, ומפסיק את הזרם כשדברים משתבשים. אבל איך זה עושה את זה, במיוחד עם סוג הזרמים שאנחנו מדברים עליהם במסגרות תעשייתיות, כדאי להבין.

העבודה הבסיסית

ACB מיועד לעבודה במתח נמוך-, בדרך כלל מתחת ל-600 וולט, אם כי תראה אותם בכל מיני יישומים. הם הבנים הגדולים בעולם המתג, שמטפלים בזרמים מכמה מאות אמפר עד 6300 אמפר במקרים מסוימים. אתה תמצא אותם מגינים על שנאים, גנרטורים, לוחות חלוקה ראשיים - המקומות שבהם אם משהו נכשל, אתה רוצה שהוא ייכשל בבטחה.

החלק ה"אוויר" של השם אומר לך באיזה מדיום המפסק משתמש כדי לכבות את הקשת כאשר המגעים נפתחים. בניגוד למפסקי שמן או SF6 שמשתמשים בחומרים אחרים, ACBs עושים את עבודתם בדיוק באוויר רגיל בלחץ אטמוספרי.

מה שבפנים חשוב

לפני שניכנס לעבודה, בואו נדבר על מה בעצם יש באחד מהדברים האלה.

המגעים העיקריים הם הנושאים זרם במהלך פעולה רגילה. הם עשויים-טונגסטן מכסף או מסגסוגות דומות העמידות בפני ריתוך ושחיקה. כאשר המפסק סגור, המגעים הללו נלחצים זה בזה על ידי לחץ קפיץ, וזרם זורם דרכו.

מעל או מסביב לאנשי הקשר הראשיים הללו, תמצא את אנשי הקשר המקושרים. אלה נועדו לקחת את עיקר הנזק כאשר המפסק נפתח. הם יוצרים מגע לפני סגירת הרשת ונפרדים לאחר פתיחת הרשת, כך שהקשת נוצרת עליהם במקום המשטחים המובילים-הזרם הראשי. עיצוב חכם.

ואז יש את המצנח קשת - ערימה של לוחות מתכת מסודרים כך שקשת שנמשכת לתוכה מתפצלת למקטעים קטנים יותר ומתקררת עד שהיא לא יכולה לקיים את עצמה. תחשוב על זה כמו מבוך שהקשת צריכה לעבור דרכו, ועד שהיא מגיעה לסוף, נגמרה האנרגיה.

מנגנון ההפעלה הוא זה שמניע הכל. ב-ACBs גדולים יותר, לרוב מדובר במנגנון אנרגיה מאוחסן - קפיצים הנטענים ידנית או באמצעות מנוע קטן, מוכנים לטרוק את המגעים לסגור או לפתוח במהירות עקבית ללא קשר לאופן שבו המפעיל מזיז את הידית.

פעולה רגילה - רק עובר זרם

כשהכל פועל כשורה, ה-ACB פשוט יושב שם ועושה את עבודתו. זרם נכנס דרך מסוף אחד, עובר דרך המגעים ויוצא מהצד השני. יחידת המעבר - בין אם היא תרמית, מגנטית או אלקטרונית - מנטרת את הזרם באופן רציף.

במפסקים תרמיים-מגנטים, יש פס דו מתכתי שמתחמם על סמך הזרם העובר דרכו. זרם רגיל שומר אותו חם אבל לא מספיק כדי להתכופף. יש גם סליל מגנטי שמייצר שדה מגנטי פרופורציונלי לזרם.

ביחידות מעצור אלקטרוניות מודרניות, שנאי זרם על כל פאזה מזינים אותות למיקרו-מעבד שצופה בבעיות. אלה הרבה יותר מדויקים וניתנים להתאמה עבור עקומות נסיעה ופונקציות שונות.

כשדברים משתבשים - רצף הטיולים

כאן זה נהיה מעניין. נניח שקצר חשמלי קורה במורד הזרם. נוכחי מצלם עד אלפי אמפר באלפיות שניות.

במפסק תרמי-מגנטי, הזרם הגבוה הזה יוצר באופן מיידי שדה מגנטי חזק סביב הסליל. השדה מושך אבזור שמכשיל את המנגנון, פותח את המגעים. זה קורה בערך תוך 10 מילישניות - פחות מחצי מחזור.

במפסק שהופעל אלקטרונית, המיקרו-מעבד רואה את זרם היתר ושולח אות להפעלת shunt או משחרר תפס מגנטי. כך או כך, מנגנון ההפעלה משתחרר.

הקשת - ואיך להרוג אותה

כאשר המגעים מתחילים להיפרד, המתח מנסה לשמור על זרם לזרום על פני הפער. האוויר מיינן, הופך להיות מוליך, ונוצרת קשת. קשת זו יכולה להגיע לטמפרטורות של כמה אלפי מעלות. כשהוא נשאר לבד, זה יהרוס את המגעים וימשיך לנהל עד שמשהו יימס.

זה המקום שבו מצנח הקשת מרוויח את שלו. כאשר המגע הנע מתרחק, הקשת נמשכת כלפי מעלה - או מפוצצת מגנטית על ידי שדה הזרם עצמו או מונחית מכנית - לתוך ערימת לוחות המתכת. כל צלחת מפצלת את הקשת לקשתות קטנות יותר בסדרה. כל פיצול מוסיף ירידת מתח, והלוחות מצננים את הקשת. בסופו של דבר, המתח הנדרש לשמירה על כל הקשתות הקטנות הללו עולה על מה שהמערכת יכולה לספק, והקשת נכבית.

התהליך כולו לוקח אולי 25 עד 40 מילישניות עבור ACB טיפוסי. לא מיידי, אבל מהיר מספיק כדי להגביל את הנזק.

אנרגיה מאוחסנת - למה שברייקים גדולים לא מסתמכים על שרירים

אם אי פעם הפעלת ACB גדול ידנית, אתה יודע שאתה לא רק הופך ידית. אתה מטעין את הקפיצים תחילה על ידי שאיבת מנוף או מתן למנוע לפעול. האנרגיה המאוחסנת היא זו שסוגרת את המגעים - מהר ובכוח, ללא קשר לאט שאתה נע.

זה משנה כי מהירות המגע משפיעה על כיבוי הקשת. אם תסגור לאט, אנשי הקשר עלולים לקפוץ או להתקשת לפני שהם נוצרים במלואם. אם אתה פותח לאט, הקשת מסתובבת יותר מדי זמן. מנגנוני אנרגיה מאוחסנים מבטיחים מהירות עקבית בכל פעם.

ההבדל בין ACB למפסקים קטנים יותר

אנשים לפעמים מבלבלים עם ACBs עםפורצי מארז יצוקיםאו MCCBs. שניהם פורצי אוויר במובן מסוים, אבל ACBs הם בדרך כלל גדולים יותר, בעלי דירוג זרם רציף גבוה יותר, ולעתים קרובות כוללים הגנה וניטור מתוחכמים יותר.

ACBs מתוכננים גם להיות ניתנים לשירות. אתה יכול לפתוח אותם, לבדוק אנשי קשר, להחליף מצנחי קשת ולהתאים הגדרות. מפסק מארז יצוק אטום בדרך כלל - בסיום, אתה מחליף את כל היחידה.

הבדל נוסף הוא כיצד הם מטפלים בזרם תקלה. MCCBs נועדו להגביל את הזרם - הם קוטעים כל כך מהר שזרם התקלה לעולם לא מגיע לשיאו המלא. ACBs בנויים לעמוד בתקלה לזמן קצר בעוד התקני downstream מנקים את הבעיה. סלקטיביות זו היא קריטית במערכות גדולות שבהן אינך רוצה שהמפסק הראשי יפעל על כל תקלה קטנה במעגל מסועף.

תפיסות מוטעות נפוצות

שמעתי אנשים אומרים ש-ACBs הם מיושנים, מוחלפים בוואקום או SF6. לא נכון לגבי מתח נמוך. האוויר חופשי, אינו דולף ואינו דורש טיפול מיוחד. עבור מתחים מתחת ל-1000V, פורצי אוויר הם עדיין סוסי העבודה.

עוד אחד: שכל ה-ACB זהים. הם לא. חלקם משתמשים בנסיעות תרמיות פשוטות, לאחרים יש שליטה מלאה במיקרו-מעבד עם תקשורת למערכות ניהול מבנים. העיקרון הבסיסי זהה, אבל התחכום משתנה מאוד.

וזה שמשגע אותי: "אם זה מעד, פשוט אפס אותו והפעל אותו שוב." לא. תגלה למה זה מעד קודם. מפסקים לא מתקלקלים ללא סיבה.

מסכם

אז איך עובד מפסק אוויר? הוא נושא זרם כשצריך, מזהה מתי הזרם חורג מרמות בטוחות, פותח מגעים כדי לקטוע את הזרם הזה, ומשתמש בתכונות של אוויר ותכנון מכני חכם כדי לכבות את הקשת שנוצרה. הוא עושה זאת באופן אמין, שוב ושוב, וללא גזים או שמנים מיוחדים.

בפעם הבאה שתעבור על פני אחד בתחנת משנה או במפעל, תדע מה קורה בתוך קופסת המתכת הזו. ואתה תעריך את ההנדסה שמאפשרת לו לשבת שם בשקט במשך שנים, ולחכות לשבריר השניה שבו הוא צריך לעשות את העבודה שלו.
 

אם אתה עובד עםמפסקי אווירואי פעם מוצאים את עצמכם לא בטוחים איזה דגם מתאים להגדרה שלכם, איך לחייג להגדרות ההגנה, או סתם רוצה לעבור סיטואציה מסובכת עם מישהו שהיה שם, אני שמח לעזור. בלי עומס יתר בז'רגון טכני, בלי שיחת מכירות דחופה - רק עצות כנות ומעשיות מניסיון של שנים-.

בין אם אתם מתאמים ציוד לפרויקט חדש, רודפים אחרי טיול מטרד או חושבים על שדרוג התקנה קיימת, אתם מוזמנים ליצור קשר. בואו נוודא שהמפסקים שלכם עושים בדיוק מה שהם אמורים לעשות כשהדבר הכי חשוב.

דוא"ל: luna@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 15206275931