מתג בידוד אוויר מאמץ אוויר כמדיום בידוד ומממש את פונקציית הבידוד וכיבוי הקשת של רכיבים חשמליים באמצעות עיצוב המבנה הפתוח. ניתן לסכם את עקרון העבודה כך:
1. מנגנון בידוד: אוויר כמחסום טבעי
בידוד פערי אוויר
רכיבים אלקטרוניים של מערכות זיהוי אוטומטיות כגון מפסקים ומפסקים נחשפים ישירות לאוויר, תוך שימוש במולקולות אוויר כמבודדים. כאשר מתח מופעל בין רכיבים, מרווח האוויר יוצר מחסום טבעי לזרימה החופשית של הזרם. העיצוב אינו דורש גז סגור או חומרי בידוד מוצקים ולכן הוא פשוט במבנה וחסכוני-.
אחידות שדה חשמלי
ריכוז השדות החשמליים והסיכון לפריקות חלקיות מופחתים על ידי אופטימיזציה של צורת המוליכים (למשל, שימוש בפינות מעוגלות ומבני שדות חשמליים אחידים) ופריסות רכיבים. לדוגמה, המעגל הראשי, מתג נשלף בחיפוי מתכת- מתוכנן עם שדה חשמלי אחיד כדי להבטיח פעולה יציבה גם במתח גבוה.
2. מנגנון כיבוי קשת: התארכות קשת וקירור טבעי
יצירת קשת וסכנות
כאשר המפסק מופעל, מתרחשת קשת כאשר המגע הנע מופרד מהמגע הסטטי. טמפרטורות קשת יכולות להגיע לאלפי מעלות צלזיוס ועלולות לפגוע בנקודות מגע, ולגרום לפיצוצים או שריפות שיש לכבותן במהירות.
עקרון כיבוי קשת האוויר
מערכות זיהוי אוטומטיות משתמשות בשילוב של התארכות קשת וקירור טבעי לכיבוי שריפות:
התארכות קשת: רשתות מתכת בתוך החריץ מחלקות את אורך הקשת לקשרים קצרים, כל אחד מתארך עוד יותר ככל שהוא נע בין רשתות המתכת.
קירור טבעי: ככל שאורך הקשת גדל, החום מתפזר, ומפזר חום במהירות לאוויר, גורם לטמפרטורת הקשת לרדת מתחת לסף הנדרש לשמירה על בעירה, ובסופו של דבר לכיבוי קשת.
תרחישי יישום טיפוסיים
כאשר מפסק אוויר (כגון מפסק פגז) קוטע את זרם הקצר, משוך את הקשת אל חריץ הקשת וכבה במהירות את הקשת באמצעות המנגנון הנ"ל. שיטה זו חסכונית-ומתאימה ליישומי מתח נמוך ובינוני (למשל, רשתות חשמל של 6kV עד 750kV).
III. יתרונות מבניים: גמישות עיצובית פתוחה.
שילוב מודולרי
סל המוצרים של AIS כולל רכיבים כגון מפסקי זרם, שנאי מכשירים ומפסקים, המאפשרים תצורה גמישה בהתאם לצרכים הספציפיים. לדוגמה, סדרת סימנס NXAirS תומכת ברמות מתח הנעות בין 12kV ל-40.5kV ויש לה אפשרות חדשה ברוחב פאנל של 1400 מ"מ כדי לעמוד בדרישות קיבולת שונות.
נוחות תחזוקה והרחבה
המבנה הפתוח מאפשר התבוננות ישירה במצב התיקון והחלפת רכיבים. לדוגמה, מתגים נשלפים בחיפוי מתכת עם מגירות או תקע-יכולים לבודד במהירות מודולים בעייתיים כדי למזער הפסקות חשמל.
הסתגלות סביבתית
מתאים לתחנת משנה בפארק תעשייתי עם סביבה יפה והרבה מקום. המבנה הפתוח שלו טוב לאובדן חום, אך חייב להיות מוגן מפני קורוזיה של חלקים בסביבות קשות כמו לחות וערפל מלח.
IV. מבוא מבוא אבולוציה אופיינית של מוצר וטכנולוגיה
ציוד AIS מסורתי
מבנה: מסגרת פלדה פתוחה, איבר חשוף.
חוזקות: עלות נמוכה, התקנה קלה, גמישות גבוהה.
מגבלות: טביעת רגל גדולה, אמינות מושפעת מהשפעה סביבתית.
חידושי AIS מודרניים
עיצוב קומפקטי: לדוגמה, סדרת ה-ABB UniSafe משתמשת בטכנולוגיית בידוד קומפוזיט כדי להפחית את הגודל הכולל ואת ההשקעה בבנייה. שדרוג חכם: פתרונות חכמים משולבים של ABB AbilityTM להשגת אזהרת מפגעים וניהול בריאות המכשיר.
חומרים ידידותיים לסביבה-: הפחיתו את פליטת הפחמן על ידי שימוש בחומרי PT הניתנים למחזור ומתכלים.
V. תרחישי יישומים ומיצוב שוק.
שחקני מפתח ברשתות חשמל-בינוניות
AI) יישאר לתפוס עמדה משמעותית בשוק ציוד מיתוג מתח באמצע- עד 2024, והוא נמצא בשימוש נרחב בתחנות משנה דיגיטליות של 6kV-750kV, תחנות כוח, תחנות משנה תעשייתיות וכו'.
השלמה עם ציוד GIS
בינה מלאכותית: עלות נמוכה, גמישות גבוהה, מתאים ליישומי שטח רחבים.
GIS (גז-מתג מבודד): בידוד גז SF6, גודל קטן, אמינות גבוהה, מתאים לגובה רב, לחות גבוהה ולסביבות קשות אחרות. בתחום המתח הבינוני השניים משלימים זה את זה, ובשל יתרונות עלות, תחנות משנה תעשייתיות עדיין נשלטות על ידי בקרה אוטומטית.
