מהו מפסק אוויר?

מפסק אוויר אוויר, המכונה גם מתג אוויר או מתג אוויר אוטומטי, הוא מכשיר מיתוג אוטומטי המשתמש באוויר כמדיום לכיבוי קשת ואמצעי בידוד. ניתן לסכם את הערך הליבה שלו במשפט אחד: הוא עוזר לך לחבר ולנתק מעגלים בנסיבות רגילות, וקופץ אוטומטית כדי לכבות את החשמל ולהגן על קווים וציוד במקרה של תקלה.
א. איך זה עובד? -שלושה קווי הגנה
למפסק אוויר יש מערכת "זיהוי + פעולה" מתוחכמת המשתמשת ביחידות מעידה שונות כדי להגיב לכשלים שונים:
קו הגנה ראשון: הגנה מפני עומס יתר (Temperatur Tripping) כאשר עומס על מעגל במשך תקופה ארוכה, הזרם גבוה, אך לא במידה של קצר חשמלי. הרצועה הדו-מתכתית בתוך המפסקים מתחבטת באיטיות מתחת לחום. כאשר הוא מתכופף במידה מסוימת, הוא דוחף את מנגנון המעידה, וגורם למתג להתהפך. מכיוון שהחימום לוקח זמן, להגנה זו יש עיכוב ואינה מתפקדת עקב תנודות זרם קצרות.
קו הגנה שני: הגנה מפני קצר (Electromagnetic Tripping) במהלך קצר חשמלי, החשמל יכול לעלות כמה עשרות ואף מאות פעמים מערכו הרגיל ברגע. בשלב זה, יחידת הכמיהה האלקטרומגנטית (סליל) יוצרת שדה מגנטי חזק המושך מיד את האבזור ומושך את התקן הכמיהה, ומנתק את המעגל באלפיות שניות. זהו קו ההגנה הראשון המהיר והחזק ביותר מפני שריפת כבלים ונזקי ציוד.
קו הגנה שלישי: הגנת תת-מתח (יחידת יציאה ממתח תת-מתח)
כאשר מתח אספקת החשמל יורד ל-70%-35% מהמתח המדורג, יחידת ההפסקה של תת המתח מופעלת אוטומטית, ומנתקת את אספקת החשמל. ניתן להפעיל מחדש את המפסק רק -אם המתח יוחזר למעל 85%. זה מונע תקלה ופגיעה בציוד עקב מתח נמוך.
איך יוצאת הקשת?
כאשר מפסק קוטע זרם גדול, נוצרת קשת חשמל עם טמפרטורות של עשרות אלפי מעלות צלזיוס כאשר המגע מופרד. למפסקי אוויר יש רשת הורדת קשת (קבוצה של לוחות מתכת), שבה הקשת מתארכת במהירות, מפוצלת ומתקררת, ובסופו של דבר מסתיימת בהרג קשת. כמה דגמים בעלי ביצועים גבוהים- כוללים גם מפוחי קשת, המשתמשים בכוח אלקטרומגנטי כדי לפוצץ את הקשת במהירות לתוך סורג הכיבוי של הקשת, מה שהופך את כיבוי הקשת ליעיל יותר.
ii. מה מטרתו? פונקציות הפעלה/כיבוי רגילות: מעגל כיבוי והדלקה ידני או חשמלי.
הגנה מפני קצר חשמלי: הפסקות זרם קצר של Gigabit למניעת נזקי שריפה וציוד.
הגנת עומס יתר: נסיעה תרמית דו-מתכתית למניעת התחממות יתר ממושכת-של החיווט.
הגנת תת מתח: הגן על ציוד חשמלי מפני מעידה אוטומטית כאשר המתח נמוך מדי.
התנעת מנוע נדירה: יכול לשמש כהפעלת מנוע במתח מלא.
שלט רחוק: מצויד ביחידת דחיפה או במנגנון הפעלה חשמלי, יכול לפתוח ולסגור מעגלים באופן אוטומטי מרחוק.
III. ל"שתי הזהויות" של Air Circuit Breakers יש משמעויות שונות לחלוטין בתחומים שונים ויש להבחין בהן:
תווית 1: ידוע כ"מתג אוויר" (מתח נמוך, ביתי/מסחרי)
זהו תיבת החלוקה של הבית שלך, המכונה טכנית מפסק מיני-מפסק (MCB), הידוע גם כמפסק אוויר.
מתח מדורג: 220 וולט / 380 וולט
מדורג: 0.5A עד 63A
שימושים: הגנת מעגל תאורה ושקעים בבתים, משרדים וחנויות
מאפיינים: גודל קטן, זול, רק כמה יואן עד כמה עשרות יואן כל אחד.
סימן II: מפסק מתח- גבוה (ACB למערכת חשמל)
זהו "מפסק אוויר" האמיתי, המנצל אוויר דחוס (0.4 עד 6 MPa) כמדיום לכיבוי ובידוד קשת, ואפילו אוויר דחוס כמקור כוח.
מדורג: 110kV ומעלה
זרם מדורג: מאות עד אלפי אמפר
שימושים: שקעי תחנת כוח גדולים, תחנת משנה, קו הולכה במתח גבוה
מאפיינים: קיבולת קצרה- גבוהה מאוד, מהירות פעולה מהירה במיוחד, ללא סכנת שריפה (בניגוד למפסקי שמן), אך דורשת מערכת אוויר דחוס שלמה, מבנה מורכב. כרגע הוא הוחלף ברובו במפסקי SF6 במערכות של 110kV ומעלה.
IV. מבוא איך זה בהשוואה למפסקים אחרים? בהשוואה למפסקי ואקום, מפסקי אוויר גדולים בגודלם ובעלי ביצועי כיבוי קשת חלשים, אך הם זולים וקלים לתחזוקה. מפסקי ואקום, פעם המלך של לחץ נמוך עד בינוני ב-35kV ומטה, הוחלפו ב-SF6.
בהשוואה למפסקי SF6: היתרון הגדול ביותר של מפסקי אוויר הוא שהם אינם מהווים סכנת שריפה מכיוון שהם אינם משתמשים בנפט או בגז טבעי והאמצעי לכיבוי קשת הוא אוויר. עם זאת, SF6 מבודד ומכבה קשתות הרבה יותר מאוויר, ולכן בתחום המתח הגבוה של 110kV עד 500kV, SF6 מחליף לחלוטין את מפסקי האוויר.
בהשוואה למפסקי שמן: שמן משמש לכיבוי הקשת, וקיים סכנת שריפה ופיצוץ. למפסקי אוויר אין בעיות כאלה והם מספקים סדר גודל מעל לבטיחות. עם זאת, בשל המבנה הפשוט והעלות הנמוכה שלו, מפסקי שמן עדיין משמשים במערכות חיצוניות של 35kV.
V. היכן להשתמש? תרחישים ביתיים/מסחריים: מפסקי אוויר במתח נמוך (מיני-מפסקים) עבור קופסת החלוקה של ביתך, הגנת מעגל תאורה לקניונים ובנייני משרדים, מיגון מנועים למפעלים קטנים.
תרחישי חלוקת חשמל תעשייתיים: מפסקי מעגלים מעוצבים (MCCB) משמשים בארונות הפצה של חברות בנייה וכרייה. הזרם הנקוב שלהם נע בין עשרות אלפי אמפר לאלפי אמפר ומתאים להפרעות בתדר גבוה-.
תרחישי מערכת חשמל: מפסקי אוויר דחוס היו בשימוש נרחב בפתחי אוורור גדולים של תחנות כוח ובתחנות משנה של 110kV ומעלה. כעת הם הוחלפו ברובם במפסקי SF6, אך עדיין משתמשים בהם בנסיבות חריגות (כגון יישומי זרם גדולים הדורשים הפרעות מהירות).
תקציר: מפסק אוויר הוא מתג אוטומטי המשתמש באוויר לכיבוי קשת. מתג קטן עבור קופסת החלוקה של הבית שלך הוא אחד, וכך גם מתג גדול עבור תחנת משנה מתח גבוה. הערך המרכזי שלו הוא לחבר ולנתק מעגלים כראוי ו"לחטוף מכה" אם משהו משתבש. בנוסף, ניתן לאפס אותו ולעשות בו שימוש חוזר לאחר כיבוי התקלה, שלא כמו נתיך שנשרף כשצריך להחליף אותו. זהו התקן ההגנה הבסיסי והחיוני במערכת החשמל, המקביל לשילוב של מתג סכין, נתיך, ממסר תרמי וממסר מתח תת--.