قم بتنزيل كتالوج منتجاتنا لعام 2025 للحصول على رسومات تفصيلية ومعايير تقنية لجميع مكونات المفاتيح الكهربائية.
احصل على الكتالوج قم بتنزيل كتالوج منتجاتنا لعام 2025 للحصول على رسومات تفصيلية ومعايير تقنية لجميع مكونات المفاتيح الكهربائية.
احصل على الكتالوج
الملامس التفريغي عبارة عن جهاز تبديل كهرومغناطيسي متوسط الجهد يقوم بعمل وفصل الدوائر الكهربائية تحت ظروف التحميل باستخدام تقنية القاطع التفريغي. تعمل هذه الأجهزة داخل غرف محكمة الغلق حيث يظل الضغط أقل من 10³ باسكال، وتحقق هذه الأجهزة أداءً فائقًا في إخماد القوس الكهربائي وعمرًا تشغيليًا طويلًا لا يمكن لموصلات الهواء أو الزيت أن تضاهيه.
في نطاق 1 كيلو فولت إلى 12 كيلو فولت، تعمل الملامسات الفراغية كحل مفضل لتطبيقات التبديل المتكرر. ويجمع هذا الجهاز بين البساطة الميكانيكية وكفاءة انقراض القوس الفراغي، مما يجعله مختلفًا اختلافًا جوهريًا عن كل من الملامسات الهوائية وقواطع الدائرة الكهربائية الفراغية. إن فهم هذا التمييز يمنع سوء الاستخدام المكلف في مراكز التحكم في المحركات، وبنوك المكثفات، ومغذيات المحولات.
يعمل الملامس الخوائي على مبدأ كهرومغناطيسي مباشر. عندما يستقبل ملف التحكم جهدًا كهربائيًا، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا يجذب مجموعة التلامس المتحركة نحو التلامسات الثابتة، مما يؤدي إلى إغلاق الدائرة. ويكمن الاختلاف الحاسم عن تقنيات التبديل الأخرى فيما يحدث أثناء فصل التلامس - حيث ينطفئ القوس الذي يتشكل بسرعة لأن بخار المعدن لا يمكنه الحفاظ على التأين في بيئة التفريغ.
تصل قوة العزل الكهربائي داخل حجرة التفريغ إلى حوالي 40 كيلو فولت/ملم - أي ما يقرب من أربعة أضعاف الهواء الجوي. ويسمح ذلك بمسافات فجوة تلامس تبلغ 2-4 مم فقط لتطبيقات 7.2 كيلو فولت، مما يتيح تصميمات مدمجة مع متطلبات طاقة تشغيلية منخفضة.
ووفقًا للمواصفة IEC 62271-106 (ملامسات التيار المتناوب وأجهزة التحكم القائمة على الملامسات ومولدات المحركات)، يجب أن تثبت الملامسات المفرغة من الهواء قدرة تحمل ميكانيكية تتجاوز مليون عملية وقدرة تحمل كهربائية لا تقل عن 500000 عملية عند التيار المقنن. وتتجاوز هذه الأرقام بشكل كبير البدائل المغمورة بالزيت أو البدائل التي تعمل بخاصية التفريغ الهوائي، والتي تحقق عادةً ما بين 50,000 و100,000 عملية كهربائية.
تُظهر البيانات الميدانية من مراكز التحكم في المحركات في عمليات التعدين أن الملامسات الفراغية تحقق معدلات تآكل تلامس 80% أقل من بدائل SF₆ في ظل ظروف تبديل مماثلة. كما يزيل الهيكل المحكم الإغلاق أيضًا مخاوف التلوث البيئي - وهو عامل يزداد أهمية في ظل اللوائح البيئية الحديثة.
[رؤى الخبراء: ملاحظات الأداء الميداني]
- تتجاوز قواطع التفريغ في مراكز التحكم في محركات التعدين بشكل روتيني مليوني عملية كهربائية بالتيار المقنن - أي أربعة أضعاف عمر تصميمات قواطع الهواء المكافئة
- تُظهر قياسات التآكل التلامسي عبر أكثر من 200 منشأة فقدان 0.05-0.1 مم من المواد لكل 100,000 عملية تحت العمل AC-3
- يُلغي الهيكل المحكم الغلق بالمكنسة الكهربائية جداول التنظيف الشهرية المطلوبة للملامسات في الهواء الطلق في البيئات المتربة
عندما يحدث انفصال التلامس تحت الحمل، يهيئ قاطع التفريغ ظروف الانقراض السريع للقوس الكهربائي. يضمن التفريغ شبه المثالي (الضغط أقل من 10³ باسكال) انتشار بخار المعدن من تلامسات CuCr على الفور بدلاً من استمرار التأين. وتمتد مدة القوس عادةً من 8 إلى 15 مللي ثانية فقط قبل أن يتجاوز التيار بشكل طبيعي الصفر.
عند انعدام التيار، تستعيد فجوة التفريغ قوة العزل الكهربائي في غضون ميكروثانية. وتمنع سرعة الاسترداد هذه - حوالي 20-30 كيلو فولت/ملم من الاستعادة في غضون 10-20 ميكروثانية - ظواهر إعادة الاستعادة التي تتلف بنوك المكثفات وتسبب تصاعد الجهد في أجهزة التحويل التقليدية.
وتختلف آلية التشغيل الكهرومغناطيسية اختلافاً جوهرياً عن قواطع الدائرة الكهربائية. فبينما تستخدم القواطع آليات مشحونة بنابض تتطلب لفًا يدويًا أو بمحرك، تستخدم القواطع الكهربائية المغناطيسية مغناطيسات كهربائية تعمل بالتيار المتردد أو التيار المستمر للتشغيل المباشر. وتصل أزمنة الإغلاق النموذجية إلى 15-30 مللي ثانية، مع أزمنة فتح تتراوح من 20-40 مللي ثانية.
يعمل الملف الكهرومغناطيسي بجهد تحكم من 24 فولت تيار مستمر إلى 230 فولت تيار متردد، ويستهلك 30-80 فولت أمبير أثناء الإغلاق و5-15 فولت أمبير فقط للإمساك. تتيح طاقة الاحتفاظ المنخفضة هذه التشغيل المتكرر دون توليد حرارة مفرطة - وهو عامل حاسم عندما تصل ترددات التبديل إلى 1200 عملية في الساعة.
يوفر الرجوع الزنبركي فتحًا آمنًا من التعطل عند إلغاء تنشيط الملف. لا توجد آلية طاقة مخزنة لصيانتها أو فحصها. وتترجم هذه البساطة مباشرة إلى موثوقية.
تعمل خمسة أنظمة فرعية أساسية بشكل متناسق: مجموعة قاطع التفريغ، وآلية التشغيل الكهرومغناطيسي، وهيكل العزل، والتلامسات الإضافية، والتوصيلات الطرفية.
يعمل قاطع التفريغ كعنصر تبديل أساسي حيث يحدث تبريد القوس الكهربائي. ويحتوي كل قاطع على ملامسات من سبائك النحاس والكروم (CuCr)، يبلغ قطرها عادةً 25-40 مم حسب تصنيف التيار. وتتراوح مسافة فجوة التلامس من 3-6 مم للموصلات المصنفة حتى 12 كيلو فولت - وهي أصغر بكثير من قواطع الدارة الفراغية، والتي تتطلب فجوات 8-12 مم لمهام مقاطعة الأعطال.
يوفر الغلاف السيراميكي أو الزجاجي كلاً من الدعم الميكانيكي وإمكانية الفحص البصري. يسمح المنفاخ المعدني بحركة التلامس المحوري مع الحفاظ على الختم المحكم الضروري لسلامة التفريغ لمدة 20 عامًا.
يوفر تغليف راتنجات الإيبوكسي عزلًا من الطور إلى الطور ومن الطور إلى الأرض مصنّفًا لقيم BIL (مستوى العزل الأساسي) من 75-95 كيلو فولت عند فئة 7.2 كيلو فولت. يساهم هيكل العزل المدمج في ميزة مساحة الملامس على البدائل المملوءة بالزيت.
تتيح جهات الاتصال المساعدة - عادةً 2-4 مجموعات 2-4 NO/NC - تشابك دائرة التحكم ومؤشر الحالة. تحمل هذه التلامسات تيارات على مستوى الإشارة فقط ولكن يجب أن تحافظ على التنسيق مع توقيت التلامس الرئيسي.
| المكون | الوظيفة | المواصفات النموذجية |
|---|---|---|
| قاطع فراغي | حجرة انقراض القوس الكهربائي | <10-³ الضغط الداخلي |
| ملامسات CuCr | تحمل التيار، ومقاومة القوس الكهربائي | قطر 25-40 مم |
| منفاخ معدني | مانع تسرب محكم الإغلاق بحركة محورية | فولاذ مقاوم للصدأ، ملحوم |
| الملف الكهرومغناطيسي | توليد قوة الإغلاق | إغلاق 30-80 فولت أمبير، 5-15 فولت أمبير، تعليق 5-15 فولت أمبير |
| مبيت إيبوكسي | عزل الطور | 75-95 كيلو فولت BIL عند فئة 7.2 كيلو فولت |
| جهات الاتصال المساعدة | واجهة دائرة التحكم | 2-4 توليفات 2-4 مكرر وطني/مركبات NNC |
تتركز المهمة الأساسية لموصل التفريغ على التحكم في تيار الحمل في ظروف التشغيل العادية. وتهيمن ثلاث وظائف أساسية على التطبيقات الصناعية:
بدء تشغيل المحرك وإيقافه - تنشيط وإلغاء تنشيط المحركات الحثية المقدرة عادةً بـ 200 كيلو وات إلى 5000 كيلو وات عند 3.3 كيلو فولت - 12 كيلو فولت. تصل التيارات المتدفقة إلى 6-8 أضعاف التيار المقدر أثناء بدء التشغيل.
تبديل بنك المكثفات - توصيل وفصل بنوك تصحيح معامل القدرة مع تيارات تدفق تصل إلى 20×التيار الاسمي. تنتج سيناريوهات التبديل المتتالية تيارات ذروة تصل إلى 20 كيلو أمبير بترددات تقترب من 4000 هرتز.
تنشيط المحول - تبديل المحولات ذات الجهد المتوسط الأولية في ظروف عدم التحميل، حيث يمكن أن يصل تدفق المغنطة إلى 8-12× التيار المقننن.
وفقًا للمواصفة IEC 60947-4-1 (الملامسات ومولدات المحركات)، يجب أن تثبت الملامسات المفرغة من الهواء قدرة تحمل ميكانيكية تبلغ ≥1 × 10 × 106 العمليات والقدرة على التحمل الكهربائي ≥3 × 10 × 105 عمليات عند تشغيل AC-3 (بدء تشغيل المحرك). وتتجاوز هذه المتطلبات بكثير مواصفات قواطع الدائرة، والتي عادةً ما تتطلب ما بين 2000 إلى 10000 عملية ميكانيكية فقط.
| فئة الواجب | التطبيق | جعل التيار | كسر التيار |
|---|---|---|---|
| AC-3 | بدء تشغيل المحرك، حمل التشغيل | ما يصل إلى 6×Ie | ≤ Ie |
| AC-4 | تقصير المحرك، والتوصيل، والعكس | ما يصل إلى 6×Ie | ما يصل إلى 6×Ie |
| AC-6a | تبديل المحولات | ما يصل إلى 12 × 12 × Ie في التدفق | عدم التحميل/الحمل الخفيف |
| AC-6b | تبديل بنك المكثفات | تدفّق عالٍ | التيار السعوي |
كشف الاختبار عبر تطبيقات التعدين مع تبديل الأحمال المتكرر عن أن الملامسات الفراغية تحقق أزمنة إغلاق تتراوح بين 30-50 مللي ثانية وأزمنة فتح تتراوح بين 25-40 مللي ثانية. وتوفر هذه السرعة مزايا التنسيق في مخططات حماية المحرك مع تقليل تآكل التلامس أثناء أحداث التيار المتدفق.
XBRELE’s قواطع تفريغ الهواء من سلسلة JCZ مصممة خصيصًا لمهام تبديل المحركات AC-3 و AC-4 في البيئات الصناعية الصعبة.
[رؤى الخبراء: أداء تبديل المكثفات]
- استعادة العازل الكهربائي لقاطع التفريغ يستعيد قوته الكاملة في غضون 10-20 ميكرو ثانية بعد انعدام التيار الحرج لمنع إعادة تشغيل المكثف
- تتطلب تركيبات المكثفات المتتالية مقاومات الإدخال المسبق عندما تتجاوز ذروة التدفق الداخلي قدرة صنع الموصلات
- عادةً ما يصل عمر التلامس في حالة التشغيل AC-6b إلى 100,000 عملية مقابل أكثر من 300,000 عملية في حالة التشغيل AC-3 بسبب ارتفاع الإجهاد العابر
التمييز بين الملامسات الفراغية و قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية يتمحور حول سؤال أساسي واحد: من الذي يتعامل مع تيار العطل؟
وتتعامل الملامسات الفراغية مع تيارات اسمية تصل إلى 400-800 أمبير مع قدرة محدودة على تيار العطل، وتتطلب بشكل عام أجهزة حماية من المنبع لإزالة العطل. ويبلغ المعدل النموذجي لمقاومة الدائرة القصيرة 25 كيلو أمبير لمدة ثانية واحدة - حيث ينجو الملامس من العطل، ولكنه لا يقطعه.
على النقيض من ذلك، يتم تصنيف قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية لانقطاع الدائرة القصيرة عند 25-50 كيلو أمبير، مع مرحلات حماية متكاملة تكتشف الأعطال وتزيلها بشكل مستقل.
| المعلمة | موصل فراغي | قاطع الدائرة الكهربائية الفراغي |
|---|---|---|
| الوظيفة الأساسية | تبديل الأحمال المتكرر | انقطاع الأعطال + تبديل الأحمال |
| قطع الدائرة القصيرة | 2-5 كيلو أمبير (الصمامات الاحتياطية مطلوبة) | 25-50 كيلو أمبير (مستقل) |
| الحياة الميكانيكية | من 500,000 إلى 1,000,000+ عملية | 10,000 إلى 30,000 عملية |
| الحياة الكهربائية | 300,000 + 300,000 في Ie | 50-100 في تصنيف الخطأ |
| مرحل الحماية | خارجي (جهاز منفصل) | متكامل |
| تنسيق الصمامات | مطلوب | غير مطلوب |
| اتصل بـ Gap | 3-6 مم | 8-12 مم |
يعكس فارق التكلفة هذه الاختلافات في القدرات. فتكلفة الملامس التفريغي أقل بكثير من قاطع الدائرة، ولكنه يتطلب صمامات HV منسقة للحماية من الأعطال. في مراكز التحكم في المحركات، تظل تركيبة الملامس والصمامات اقتصادية عندما يبرر تردد التبديل علاوة التحمل.
إرشادات الاختيار: حدد تركيبات القواطع والصمامات لتطبيقات تبديل الأحمال عالية الدورة. حدد قواطع الدارة المفرغة عندما يجب أن يقوم الجهاز بإزالة تيارات الأعطال بشكل مستقل دون تنسيق من المنبع.
فهم القيود يمنع حدوث أعطال باهظة الثمن. تتفوق ملامسات التفريغ في تطبيقات محددة - ولكن سوء التطبيق يؤدي إلى عواقب وخيمة.
الملامس التفريغي ليس جهاز حماية. تتراوح قدرة الكسر عادةً من 2-5 كيلو أمبير فقط. تؤدي محاولة قطع عطل بقوة 25 كيلو أمبير بدون حماية الصمامات الأولية إلى تدمير الملامس واحتمال حدوث وميض قوسي ووقت تعطل طويل.
يتطلب كل تركيب لموصل تفريغ الهواء وجود مصهر HRC عالي الجهد منسق في المنبع. يتعامل المصهر مع تيارات الأعطال؛ ويتعامل الملامس مع تبديل الحمل. الخلط بين هذه الأدوار يخلق مخاطر.
إذا كان تردد التبديل أقل من 5-10 عمليات في اليوم، فإن مواصفات التحمل العالية للموصل تضيع. قد يكون مفتاح كسر الحمل أو قاطع الدائرة أكثر فعالية من حيث التكلفة لمهام التبديل غير المتكررة. يعتمد عرض قيمة الملامس الفراغي على التشغيل المتكرر.
يصل تدفق المحولات إلى 8-12× التيار المقنن. يجب أن تقوم فقط الملامسات المصنفة صراحةً للتيار المتردد AC-6a بتفعيل المحولات الأولية للمحولات. يؤدي استخدام ملامس مصنّف AC-3 لتبديل المحولات إلى تآكل مفرط في التلامس واحتمال حدوث لحام. تحقق من مواصفات الشركة المصنعة قبل الاستخدام.
ينتج التنشيط المتتالي لبنوك المكثفات تيارات قصوى داخل الذروة تصل إلى 20 كيلو أمبير عند ترددات تقترب من 4000 هرتز. بدون مقاومات الإدخال المسبق أو مفاعلات الحد من التيار، تواجه الملامسات:
ال قواطع تفريغ الهواء سلسلة CKG تتضمن أحكامًا لتطبيقات تبديل المكثفات، ولكن يظل تحديد التيار على مستوى النظام ضروريًا للتكوينات المتتالية.
فوق ارتفاع 1,000 متر، تنخفض قوة عزل الهواء الخارجي. قد تتطلب مسافات الانزياح تخفيف أو تمديد تصميمات العازل. الرذاذ الملحي الساحلي والتلوث الصناعي - الغبار الأسمنتي والجسيمات المعدنية والغازات المسببة للتآكل - تتجاوز قدرات العزل القياسية للموصلات. حدد تصميمات مغلقة أو محكمة الغلق للبيئات القاسية.
تُظهر الملامسات الفراغية أداءً استثنائيًا في البيئات التي تتطلب عمليات تبديل متكررة - تتجاوز بشكل روتيني مليون عملية ميكانيكية على مدى عمر الخدمة.
تتحكم عمليات التعدين في المحركات عالية الطاقة التي تتراوح قدرتها من 200 كيلوواط إلى 3000 كيلوواط عند مستويات جهد تتراوح بين 3.3 كيلوواط و7.2 كيلوواط. تتطلب أنظمة السيور الناقلة ومعدات التكسير من 30-50 دورة بدء وتوقف في الساعة. يتعامل قاطع التفريغ مع التيارات المتدفقة دون حدوث تآكل كبير في التلامس.
عادةً ما يتجاوز عمر التلامس في مصانع معالجة المعادن مليوني عملية كهربائية بالتيار المقنن - أي أربعة أضعاف عمر تصميمات فواصل الهواء المكافئة. يقلل طول العمر الافتراضي هذا بشكل مباشر من تكاليف الصيانة في المنشآت البعيدة حيث يكون وصول الفنيين محدودًا.
تعتمد واجبات تبديل المكثفات حتى 400 أمبير عند 7.2 كيلو فولت على الملامسات الفراغية للتوصيل والفصل اليومي لبنوك تصحيح معامل القدرة. تمنع سرعة استرداد العزل الكهربائي إعادة التشغيل أثناء تنشيط المكثف، مما يحمي كلاً من الملامس وبنك المكثف من التلف العابر.
تتطلب أفران القوس الكهربائي وأنظمة التسخين بالحث أجهزة تبديل قادرة على تحمل العابرين ذوي التردد العالي. وغالبًا ما تتطلب دورات تشغيل الأفران أكثر من 500 عملية يومية مع تيارات تحميل تصل إلى 630 أمبير. وتزيل بيئة التفريغ المحكم الإغلاق مخاوف التلوث الموجودة في أجواء مصانع الصلب.
XBRELE’s مجموعة منتجات قواطع تفريغ الهواء تشمل هذه التطبيقات الصناعية مع سلاسل مصممة خصيصاً لفئات عمل وظروف بيئية محددة.
تقوم شركة XBRELE بتصنيع الملامسات الفراغية عبر سلاسل متعددة - JCZ وCKG والتكوينات المتخصصة - المصممة للتحكم في المحركات، وتبديل المكثفات، وتطبيقات المحولات من 3.3 كيلو فولت إلى 12 كيلو فولت.
يشمل الدعم الهندسي مراجعة التطبيق وتحليل تنسيق الصمامات والتحقق من دورة التشغيل. تعالج التكوينات المخصصة فولتية التحكم المحددة، ومتطلبات الزحف الممتدة، وترتيبات التلامس الإضافية.
للاستشارة الفنية أو لعرض أسعار المنتجات، اتصل بنا على فريق تصنيع الملامسات الفراغية مباشرةً.
س: ما هي المدة التي يدوم فيها المكنسة الكهربائية في الخدمة الصناعية النموذجية؟
ج: في حالة تشغيل تبديل المحرك AC-3، تحقق الملامسات الفراغية عادةً ما بين 300,000-500,000 عملية كهربائية قبل أن يصبح استبدال الملامس ضروريًا. وغالبًا ما يتجاوز العمر الميكانيكي مليون عملية. يعتمد عمر الخدمة الفعلي على تردد التبديل وحجم التيار والظروف البيئية.
س: هل يمكن لملامس التفريغ أن يحل محل قاطع الدائرة الكهربائية لحماية المحرك؟
ج: لا. تتطلب قواطع التفريغ صمامات منسقة من المنبع للحماية من الدائرة القصيرة لأن قدرة قطعها تقتصر على 2-5 كيلو أمبير. توفر قواطع الدائرة الكهربائية انقطاعاً مستقلاً للقصور عند 25-50 كيلو أمبير بدون تنسيق الصمامات.
س: ما الصيانة التي يتطلبها المكنسة الكهربائية؟
ج: لا تحتاج ملامسات التفريغ إلى الصيانة إلى حد كبير بسبب بنية القاطع المختومة. يركز الفحص الدوري على الملامسات الإضافية وأطراف لفائف التحكم والوصلات الميكانيكية. تعتمد فترات استبدال الملامسات على عمليات التبديل التراكمية وشدة التشغيل.
س: لماذا تتطلب تطبيقات بنوك المكثفات تصنيفات خاصة لموصلات التفريغ؟
ج: ينتج عن تنشيط المكثف تيارات اندفاعية أعلى 20 ضعفًا من الاسمية، مع عابرات عالية التردد تقترب من 4000 هرتز. الملامسات المصنفة للتيار المتردد AC-6b فقط هي التي يمكنها التعامل مع هذه الضغوط دون لحام التلامس أو تعطل القاطع قبل الأوان.
س: ما الفرق بين تصنيفات العمل AC-3 و AC-4؟
ج: يتضمن واجب AC-3 كسر تيار التشغيل العادي عند القيمة المقدرة تقريبًا، وهو أمر نموذجي لتطبيقات بدء تشغيل المحرك وإيقافه. ويتطلب واجب AC-4 الكسر أثناء دوران المحرك بوصة أو انعكاسه عندما يظل التيار عند 6×القيمة المقدرة - وهو ما يعد أكثر شدة بالنسبة لتآكل التلامس.
س: هل تعمل الملامسات الفراغية على ارتفاعات عالية؟
ج: يتم تصنيف قواطع التفريغ القياسية على ارتفاعات تصل إلى 1,000 م. وفوق هذا الارتفاع، تنخفض قوة عزل الهواء الخارجي، مما يتطلب إما اشتقاق أو قواطع ذات مسافات زحف ممتدة. لا يتأثر قاطع التفريغ نفسه بالارتفاع لأنه يعمل في بيئة محكمة الغلق.
س: كيف تقارن مسافة فجوة التلامس بين الملامسات وقواطع الدائرة؟
ج: تستخدم الملامسات الفراغية فجوات تلامس من 3-6 مم لجهد يصل إلى 12 كيلو فولت، بينما تتطلب قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية فجوات من 8-12 مم لمهمة قطع الأعطال. تتيح الفجوة الأصغر تشغيل أسرع وطاقة أقل للمشغل في تصميمات الملامسات.
