قواطع التيار الهوائي

قاطع التيار الهوائي (Air Circuit Breaker ACB):

هو عبارة عن جهاز يستخدم في فصل وتوصيل التيار الكهربائي، ويتميز بالحجم الكبير ويعتمد على خاصية التفريغ بالهواء لفصل التيار، وتستخدم عادة القواطع الهوائية كمفتاح رئيسي في لوحات التوزيع الرئيسية للتحكم في الفصل والتشغيل والحماية.

فهذه القواطع تستخدم لأجل الحماية من أخطار زيادة التيار الكهربائي كـ زيادة الحمل (Overload) أو دائرة القصر (Short Circuit) وكذلك للحماية من أخطار الأعطال الأرضية كـ العطل الأرضي (Earth Fault) أو التسرب الأرضي (Earth Leakage)، وتستخدم هذه القواطع عادة في تطبيقات الجهد المنخفض، وأما بالنسبة لعدد الأقطاب فهيا تكون (Pole 4 or Pole 3)، والتيارات الأسمية In تبدأ من (630 A إلى 6300 A).

• المكونات الخارجية للقاطع الهوائي:

• المكونات الداخلية للقاطع الهوائي:

• كيف يعمل القاطع الهوائي:

داخليًا  تتكون قواطع الدائرة بشكل أساسي من أزواج من الملامسات المعدنية  (Contacts) الثابتة والمتحركة بالإضافة إلى ملف التشغيل (Coil)، في ظل الظروف العادية – الدائرة المغلقة – تلامس هذه المتلامسات المعدنية بعضها البعض مما يسمح بتدفق التيار الكهربائي، و يتم ربط هذه الملامسات المتحركة معًا بفضل الضغط الميكانيكي الذي تمارسه آلية أخرى (نابض أو هواء مضغوط إلخ).

هذا الضغط على جهات الاتصال المتحركة قد يكون بسبب الطاقة الكامنة المخزنة في آلية الضغط المذكورة، و عندما يحدث الحمل الزائد في الدائرة الكهربائية يتم شحن ملف التشغيل بالطاقة ومكبس متصل بآلية جهات الاتصال المتحركة مما يسمح بتحرير الطاقة المخزنة في هذه الآلية مما يسمح بفصل جهات الاتصال المتحركة أيضًا.

• عند حدوث قصر كهربائي:

عندما تنفصل جهات الاتصال المتحركة تفتح الدائرة داخل CB (قاطع الدائرة) مما يقطع تدفق التيار ويحمي النظام من مزيد من التلف، والخطوات كالتالي:

1. يُستخدم الهواء عند الضغط الجوي كوسيط تبريد للقوس.
2. تستند عملية إخماد القوس على إزالة الأيونات الطبيعية للغازات عن طريق التبريد.
3. أثناء الخطأ يتم فصل جهة الاتصال المتحركة عن جهة الاتصال الثابتة.
4. يتم ضرب القوس بين نقاط التوصيل.
5. الهواء يأخذ القوس في اتجاه تصاعدي من خلال مجرى القوس باتجاه المقسمات.
6. يزداد طول القوس.
7. يتم تقسيم القوس الكهربائي إلى قطع بواسطة المقسمات في أعلى غرفة إطفاء الشرارة.

• مميزات قاطع التيار الهوائي:

1. رخيص الثمن مقارنة بغيره من الأنواع الأخرى وسهل الصيانة.
2. عملي وسريع جداً كزمن فصل وغلق.
3. لايوجد خطر حريق لأنه يعتمد على الضغط الجوي في إخماد الشرارة.
4. قصر مدة القوس الكهربائي وبالتالي احتراق أقل للموصلات.
5. مناسب للعمليات اليومية المتكررة.

المصادر:

1. COD-Low Voltage Switchgear System Training Manual – Gedac
2. Alfanar Teraski Air Circuit Breaker