المعايير الحالية لقواطع الدائرة المثبتة على أعمدة الجهد المنخفض

باعتبارها جهاز حماية مهم في شبكة التوزيع، فإن أداء وجودة قواطع الدائرة المثبتة على أعمدة الجهد المنخفض يؤثران بشكل مباشر على استقرار نظام الطاقة. ولتوحيد تصميم المنتجات وتصنيعها وقبولها، أنشأت بلادي نظامًا تقنيًا متعدد المستويات للمعايير يغطي جوانب رئيسية مثل أداء المعدات وطرق الاختبار وقواعد القبول، مما يدعم بفعالية التطوير عالي الجودة للقطاع.
ينص المعيار الوطني GB/T 3804-2017 "مفتاح حمل التيار المتردد عالي الجهد 3.6 كيلو فولت ~ 40.5 كيلو فولت" بوضوح على مؤشرات العمر الميكانيكي لقواطع الدائرة المثبتة على عمود بجهد 12 كيلو فولت. تشترط المادة 5.2 من المعيار أن يتجاوز عدد العمليات الميكانيكية 5000 مرة، وأن يكون انحراف ضغط التلامس ضمن نطاق ±10%. وتؤكد المادة 7.3.2 من GB/T 1984-2014 "قواطع دائرة التيار المتردد عالي الجهد" بشكل خاص على أن تيار القطع المقدر لقصر الدائرة يجب أن يُكمل عملية الفتح الكامل في غضون 0.3 ثانية، وأن لا تقل سرعة فصل التلامس عن 2.8 متر/ثانية، وأن يتم التحكم في زمن القوس الكهربائي في غضون 15 مللي ثانية. وفيما يتعلق بأداء العزل، ينص المعيار على أن يصل جهد تحمل تردد الطاقة النسبي إلى 42 كيلو فولت (القيمة الفعالة)، وأن لا تقل قيمة ذروة جهد تحمل نبضات الصواعق عن 95 كيلو فولت.
يضيف معيار قطاع الطاقة DL/T 402-2023 "الشروط الفنية لقواطع الدائرة الكهربائية المفرغة عالية الجهد 12 كيلو فولت" متطلبات جديدة للمراقبة الذكية. تنص المادة 4.5 من المعيار بوضوح على أن وحدة إعادة الإغلاق يجب أن تتضمن وحدة مراقبة إلكترونية للخصائص الميكانيكية، والتي يمكنها جمع 12 معلمة، مثل شكل موجة التيار لملف الفتح والإغلاق، وتيار تشغيل محرك تخزين الطاقة، في الوقت الفعلي، ويجب ألا يقل تردد أخذ العينات عن 10 كيلو هرتز. وتضع المادة 6.2.3 من DL/T 403-2023 "الشروط الفنية لطلب قواطع الدائرة الكهربائية المفرغة عالية الجهد 12 كيلو فولت إلى 40.5 كيلو فولت" متطلبات صارمة على قاطع الدائرة المفرغة. يجب أن تبقى درجة الفراغ أقل من 6.6×10-3 باسكال، ويتم ضمان أن يكون العمر الميكانيكي للمنفاخ أكثر من 20000 مرة، ويتم التحكم في محتوى الكروم في مادة التلامس ضمن نطاق 30٪ ± 2٪.
يضع معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية IEC 62271-100:2021 متطلبات جديدة للتكيف مع المناخ. تنص المادة 5.101 بوضوح على أن تكون المعدات قادرة على العمل بكفاءة في درجة حرارة محيطة تتراوح بين -40 و+70 درجة مئوية، وأن تلبي قابلية التكيف مع الرطوبة متطلبات الرطوبة النسبية اليومية ≤ 95% ومتوسط ​​الرطوبة النسبية الشهري ≤ 90%. بالنسبة لسيناريوهات التطبيق في المناطق الساحلية، يضيف المعيار متطلبات اختبار رش الملح. بعد اختبار مستمر لمدة 96 ساعة في ظل ظروف تركيز رش الملح 5%±1% ودرجة حرارة 35 درجة مئوية±2 درجة مئوية، يجب ألا تتجاوز مساحة تآكل الأجزاء المعدنية 5%.
في مرحلة التحقق من الاختبار، يُجرى اختبار تحمل جهد تردد الطاقة وفقًا للمادة 6.2 من GB/T 11022-2020. يُطبّق جهد الاختبار بين فواصل قاطع الدائرة ونسبةً إلى الأرض لمدة 60 ثانية، ويجب أن يكون التفريغ الجزئي أقل من 20 بيكو سيلسيوس. يستند اختبار ارتفاع درجة الحرارة إلى الملحق ب من DL/T 403-2023. عندما يكون التيار المُصنّف 1.1 مرة، يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة الدائرة الموصلة 65 كلفن لمدة 4 ساعات، وحد ارتفاع درجة حرارة سطح الغلاف هو 30 كلفن. يتطلب اختبار التشغيل الميكانيكي 2000 عملية فتح وإغلاق متتالية. أثناء التشغيل، لا يتجاوز تذبذب تيار التشغيل لمحرك تخزين الطاقة ±5%، ويتم التحكم في تفاوت زمن الفتح في حدود ±0.5 مللي ثانية.
من حيث قواعد القبول، يتضمن اختبار النوع 12 بندًا رئيسيًا و43 بندًا فرعيًا، من بينها اختبار كسر الدائرة القصيرة الذي يتطلب استكمال سبع طرق اختبار: T100a، T100s، T60، T30، T10، OP1، وOP2. تُطبّق خطة أخذ عينات اختبار المصنع المعيار GB/T 2828.1-2012، باستخدام مستوى الفحص العام II وAQL=1.0. يتطلب اختبار التسليم في الموقع قياس مقاومة الحلقة، بحيث تكون قيمة مقاومة الحلقة لكل طور ≤55μΩ، وأن يكون معدل اختلال التوازن ثلاثي الأطوار ≤20%.
في التطبيقات الفعلية، يجب على وحدة التشغيل والصيانة إيلاء اهتمام خاص لمستوى حماية صندوق الآلية. وفقًا لمعيار GB/T 4208-2017، يجب أن تصل المنتجات الخارجية إلى مستوى حماية IP65. في التطبيقات في المناطق شديدة البرودة، يجب استخدام زيت هيدروليكي للطيران في الآلية الهيدروليكية بنقطة صب ≤-45 درجة مئوية، ويجب أن تلبي مادة الختم متطلبات مرونة درجات الحرارة المنخفضة البالغة -50 درجة مئوية. في المناطق شديدة التلوث، يجب أن تكون مسافة زحف العزل الخارجي ≥31 مم/كيلوفولت، ويجب أن يعتمد هيكل تنورة المظلة تصميمًا متناوبًا للمظلات الكبيرة والصغيرة، بمسافة لا تقل عن 70 مم بين المظلات.
يتواصل العمل على وضع المعايير. تعمل اللجنة الوطنية لتوحيد معايير معدات التوزيع عالية الجهد على صياغة "المواصفات الفنية لقواطع الدائرة الذكية المثبتة على الأعمدة"، والتي تهدف إلى زيادة متطلبات قدرة الحوسبة الطرفية، وتشترط أن تتمتع المعدات بقدرات تحليل أعطال بمستوى 5 مللي ثانية، وأن تدعم بروتوكول اتصالات GOOSE، وأن تكون مجهزة بواجهات ألياف بصرية لا تقل عن 2 جيجابت. يتطلب مشروع المعيار الجديد وظيفة تسجيل أعطال مدمجة لتسجيل شكل الموجة الحالية من 200 مللي ثانية قبل العطل إلى 300 مللي ثانية بعده، بمعدل أخذ عينات لا يقل عن 10 كيلوهرتز، وسعة تخزين بيانات لا تقل عن 1000 سجل حدث.