مفتاح فَصْل الحِمْل أم قاطع الدائرة الكهربائية؟

المفتاح الكهربائي لفصل الحمل (Load Break Switch – LBS)

ما هو LBS؟

هو جهاز ميكانيكي مصمم لفتح وإغلاق الدوائر الكهربائية أثناء وجود تيار حمل عادي Load Current. يتميز بقدرته على فصل التيار بدون التعامل مع تيارات الأعطال الكبيرة، وهو مصمم للعمل كجزء من نظام التوزيع الكهربائي.

آلية العمل:

• الفصل والإغلاق:
  • يمكن فتح المفتاح وإغلاقه بأمان أثناء حمل التيار الكهربائي.
  • عند التشغيل، يقوم بفصل التيار عن الدائرة ويعزلها.
• العزل الكهربائي:
  • يوفر حماية ميكانيكية للتأكد من أن الدائرة معزولة بالكامل.

مكونات المفتاح:

1. العوازل: لضمان عدم تسرب التيار بين الأجزاء الحاملة للطاقة.
2. الأجزاء الميكانيكية: لتسهيل حركة الفصل والإغلاق.
3. غرفة إطفاء القوس الكهربائي: تستخدم لتخفيف أو إطفاء القوس الناتج أثناء عملية الفصل.

لماذا يُستخدم؟

• الأمان: يسمح بقطع التيار عن جزء معين من الشبكة أثناء الصيانة أو العطل.
• المرونة: يستخدم بشكل أساسي في محطات التوزيع الثانوية وفي الأنظمة التي لا تتطلب قواطع معقدة.
• 

المزايا:

1. تكلفة منخفضة: أقل تكلفة مقارنةً بالقواطع Circuit Breakers.
2. سهولة الصيانة: مكوناته أبسط وتتطلب صيانة أقل.
3. مرونة التركيب: يناسب الأنظمة ذات التيارات المنخفضة إلى المتوسطة.

العيوب:

1. غير مناسب لتيارات الأعطال: لا يمكنه التعامل مع تيارات القصر أو الأعطال الكبيرة.
2. الاعتماد على أجهزة حماية أخرى: يتطلب دمجه مع أجهزة أخرى مثل الفيوزات Fuses لتوفير حماية متكاملة.

تطبيقات المفتاح:

• شبكات التوزيع الكهربائي: يستخدم في الشبكات ذات الجهود المتوسطة Medium Voltage.
• الأنظمة الصناعية: يدمج في الأنظمة الكهربائية لتوفير مرونة أثناء عمليات الصيانة.
• أجهزة الربط الحلقي Ring Main Unit: جزء أساسي في وحدات ربط الحلقات للتحكم في تدفق الطاقة.
• 

مفتاح فصل حمل يعمل بغاز SF6، حيث يعتبر أقل حجمًا وأكثر كفاءةً.

أنواع المفتاح:

1. يدوي Manual LBS: يُشغل يدويًا للتحكم بالدوائر.
2. آلي Automatic LBS: يتم التحكم فيه إلكترونيًا أو ميكانيكيًا.

الفرق بين مفتاح فصل الحمل (Load Break Switch) وقاطع الدائرة (Circuit Breaker):

المفتاح الكهربي لفصل الحمل LBS وقاطع الدائرة CB كلاهما يُستخدم للتحكم في الدوائر الكهربائية، لكن الفرق الرئيسي يكمن في قدراتهما ووظائفهما.

1. القدرة على التعامل مع تيارات الأعطال:
   • LBS: يمكنه فقط فصل تيارات الحمل العادية لكنه غير مصمم للتعامل مع تيارات الأعطال العالية.
   • CB: قادر على فصل الدائرة في حالات الأعطال الكبيرة مثل تيارات القصر، مع حماية المكونات الأخرى.
2. التكلفة والبساطة:
   • LBS: أقل تكلفة وأكثر بساطة، ويستخدم في تطبيقات متوسطة الجهد حيث لا يُتوقع وجود أعطال كبيرة.
   • CB: أكثر تكلفة وتعقيدًا بسبب قدرته على التعامل مع الأعطال وحاجته لمكونات إضافية مثل غرف إطفاء القوس.
3. التطبيقات:
   • LBS: يُستخدم في شبكات التوزيع وداخل أنظمة RMU.
   • CB: يُستخدم في المحطات الكبرى وأماكن الجهد العالي.

الخلاصة:

المفتاح الكهربي لفصل الحمل هو خيار اقتصادي وعملي للتحكم في الدوائر الكهربائية ذات الجهد المتوسط، مع تركيزه على سهولة التشغيل والصيانة. ولكنه غير كافٍ للتعامل مع تيارات الأعطال الكبيرة، لذلك يُكمل غالبًا بأجهزة حماية إضافية كالفيوزات.يُعتبر مزيج الفيوز مع مفتاح فصل الحمل بديلاً عن قاطع الدائرة CB بفضل تكلفته الأقل. إلا أن الفيوز يحتاج إلى الاستبدال في حالة تلفه، في حين أن قاطع الدائرة يمكنه إعادة غلق الدائرة تلقائيًا دون الحاجة لتدخل بشري.

 

---

المراجع:

1. IEC 62271-103: Standards for Load Break Switches.
2. IEEE Std C37.20.2: Standard for Circuit Breakers.
3. CIGRÉ Technical Brochure on Medium Voltage Switchgear.