ما هو مفتاح التحميل؟

التبديل بين قاطع الدائرة وفاصل
وهي مجهزة عمومًا بجهاز إطفاء قوسي بسيط، لكن هيكلها بسيط نسبيًا. يوضح الشكل مفتاح الحمل عالي الجهد من نوع الهواء المضغوط. عملية عملها هي: عند فتح المفتاح، تحت تأثير زنبرك الفتح، يدور العمود الرئيسي في اتجاه عقارب الساعة. من ناحية، يتحرك المكبس لأعلى من خلال آلية منزلق الكرنك لضغط الغاز؛ من ناحية أخرى، من خلال نظام النقل المكون من مجموعتين من آليات رباعية القضبان، يتم فتح سكين المفتاح الرئيسي أولاً، ومن ثم يتم دفع سكين إطفاء القوس لفتح اتصال القوس، وينفخ الهواء المضغوط الموجود في الأسطوانة القوس من خلال الفوهة.

1. المفهوم الأساسي
مفتاح التحميل هو مفتاح بين قاطع الدائرة وفاصل الاتصال. إنه يحتوي على جهاز إطفاء قوسي بسيط ويمكنه قطع تيار الحمل المقنن وتيار الحمل الزائد المعين، ولكن لا يمكنه قطع تيار الدائرة القصيرة.
2. تصنيف مفاتيح الحمل
وفقًا لجهد التشغيل، يمكن تقسيمها إلى مفاتيح تحميل عالية الجهد ومفاتيح تحميل ذات جهد منخفض.
2.1 مفتاح تحميل الجهد العالي
2.1.1 هناك 6 أنواع رئيسية من مفاتيح الحمل ذات الجهد العالي.
① مفتاح الحمل عالي الجهد المولد للغاز الصلب: يتم استخدام طاقة القوس نفسها لجعل المواد المولدة للغاز في غرفة القوس تنتج غازًا لتفجير القوس. هيكلها بسيط نسبيًا ومناسب للمنتجات ذات الجهد 35 كيلو فولت أو أقل.
② مفتاح الحمل عالي الجهد للغاز المضغوط: يتم استخدام الغاز المضغوط للمكبس لتفجير القوس أثناء عملية الكسر. كما أن هيكلها بسيط نسبيًا ومناسب للمنتجات ذات الجهد 35 كيلو فولت أو أقل.
③ مفتاح تحميل الهواء المضغوط عالي الجهد: يتم نفخ القوس بواسطة الهواء المضغوط، مما قد يؤدي إلى كسر تيار كبير. هيكلها معقد نسبيًا ومناسب للمنتجات ذات 60 كيلو فولت وما فوق.
④ مفتاح الحمل عالي الجهد SF6: يتم إطفاء القوس بغاز SF6. تيار الكسر كبير وأداء تيار السعة الكسر جيد، لكن هيكله معقد نسبيًا ومناسب للمنتجات ذات 35 كيلو فولت وما فوق.
⑤ مفتاح الحمل عالي الجهد المغمور بالزيت: يتم استخدام طاقة القوس نفسه لتحلل وتغويز الزيت حول القوس وتبريده لإطفاء القوس. هيكلها بسيط نسبيًا، لكن وزنها كبير ومناسب للمنتجات الخارجية بجهد 35 كيلو فولت أو أقل.
⑥ مفتاح تحميل الجهد العالي من نوع الفراغ: يستخدم وسطًا مفرغًا لإطفاء القوس، وله عمر كهربائي طويل، وسعر مرتفع نسبيًا، ومناسب للمنتجات ذات 220 كيلو فولت أو أقل.

2.1.2 مبدأ العمل
مبدأ العمل لمفتاح الحمل ذو الجهد العالي مشابه لمبدأ قاطع الدائرة. بشكل عام، تم تجهيزه بجهاز إطفاء قوسي بسيط، لكن هيكله بسيط نسبيًا. يوضح الشكل مفتاح تحميل عالي الجهد من نوع الهواء المضغوط، وعملية عمله هي: عند الفتح، تحت تأثير زنبرك الفتح، يدور العمود الرئيسي في اتجاه عقارب الساعة، من ناحية، يتحرك المكبس لأعلى من خلال آلية منزلق الكرنك إلى ضغط الغاز من ناحية أخرى، من خلال نظام النقل المكون من مجموعتين من آليات رباعية القضبان، يتم فتح سكين المفتاح الرئيسي أولاً، ومن ثم يتم دفع سكين إطفاء القوس لفتح اتصال القوس، وينفخ الهواء المضغوط الموجود في الأسطوانة القوس من خلال الفوهة. عند الإغلاق، من خلال العمود الرئيسي ونظام النقل، يدور سكين المفتاح الرئيسي وسكين إطفاء القوس في اتجاه عقارب الساعة في نفس الوقت، ويتم إغلاق جهة الاتصال القوسية أولاً؛ يستمر العمود الرئيسي في الدوران، بحيث يتم إغلاق جهة الاتصال الرئيسية لاحقًا. أثناء عملية الإغلاق، يقوم الزنبرك المفتوح بتخزين الطاقة في نفس الوقت. نظرًا لأن مفتاح الحمل لا يمكنه كسر تيار الدائرة القصيرة، فغالبًا ما يتم استخدامه مع منصهر عالي الجهد يحد من التيار. لا يمكن لوظيفة الحد من التيار لصمام الحد من التيار إكمال مهمة كسر الدائرة فحسب، بل يمكنها أيضًا تقليل الحرارة والقوة الدافعة الكهربائية الناتجة عن تيار الدائرة القصيرة بشكل كبير.

2.2 مفتاح تحميل الجهد المنخفض
تنقسم مفاتيح الحمل ذات الجهد المنخفض بشكل أساسي إلى الفئات التالية: مفاتيح السكين، والمفاتيح المركبة، والمفاتيح المركبة.
2.2.1 مفتاح السكين: مفتاح السكين هو أبسط الأجهزة الكهربائية وأكثرها استخدامًا في مفتاح الجهد المنخفض. غالبًا ما يستخدم في دوائر الإضاءة ودوائر التحكم التي لا يتم تشغيلها بشكل متكرر. إنه يلعب بشكل أساسي دور التشغيل والإيقاف وعزل الدائرة. تشتمل نماذج مفاتيح السكين الشائعة على مفاتيح السكين المغطاة بالمطاط، ومفاتيح ذات غلاف حديدي، ومفاتيح من نوع المصهر، وهي مناسبة لمتطلبات الدوائر المختلفة.
2.2.2 المفتاح المختلط: يُسمى المفتاح المختلط أيضًا بمفتاح النقل. إنها تتمتع بمقاومة زلزالية جيدة ومرونة تشغيلية، ولكنها تتمتع بقدرة تبديل منخفضة ولا تتمتع بحماية من الحمل الزائد وحماية من ماس كهربائى. تشتمل نماذج المفاتيح المركبة الشائعة على سلسلة HZ5 وسلسلة HZ10، والتي تستخدم بشكل أساسي لتوصيل أو فصل الدوائر وتكون مناسبة للتحكم الأمامي والخلفي في المحركات ذات الطاقة الصغيرة وأجهزة التحكم في الدوائر الأخرى.
2.2.3 ‌المفتاح المركب‌: يجمع المفتاح المركب بين خصائص مفتاح السكين والمفتاح المركب، ويتميز بأداء جيد لإطفاء القوس وتشغيل مريح، وهو مناسب لمختلف دوائر الإضاءة الكهربائية ذات الجهد المنخفض ومفاتيح التوزيع الفرعية. يتضمن هيكلها قاعدة من الخزف، ومقبسًا ثابتًا، وطرفًا واردًا، وطرفًا صادرًا، وسكين تلامس، ومقبضًا من الخزف (مقبضًا)، ومصهرًا ومكونات أخرى. تتميز مفاتيح الحمل ذات الجهد المنخفض المصنفة بخصائصها الخاصة وهي مناسبة لمتطلبات وسيناريوهات الدوائر المختلفة، مما يضمن التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة. ‌

2.3 يُطلق على مفتاح الحمل ذو الجهد المنخفض أيضًا اسم مجموعة صمامات التبديل. إنها مناسبة لتشغيل وإيقاف الدوائر المحملة يدويًا في دوائر تردد طاقة التيار المتردد بشكل غير متكرر؛ يمكن استخدامه أيضًا للحماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة للخطوط. يتم تشغيل وإيقاف الدائرة بواسطة سكين التلامس، وتكتمل الحماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة بواسطة المصهر. إن مفتاح السكين المغطى بالمطاط ومفتاح الغلاف الحديدي المستخدم قبل سبعينيات القرن العشرين هما مفتاحا تحميل منخفض الجهد. ترتبط سرعة فتح وإغلاق جهة الاتصال لمفاتيح الحمل ذات الجهد المنخفض ذات السعة الصغيرة بسرعة تشغيل المقبض. تعتمد آلية تشغيل مفتاح الحمل ذو الجهد المنخفض ذو السعة الأكبر على مبدأ عمل تخزين الطاقة الزنبركي. سرعة الفتح والإغلاق لا علاقة لها بسرعة تشغيل المقبض. الهيكل بسيط نسبيًا ومجهز بجهاز تشابك ميكانيكي موثوق. لا يمكن إغلاق المفتاح بعد فتح الغطاء، ولا يمكن فتح الغطاء بعد إغلاق المفتاح، مما يضمن سلامة العمل.