سواء كان الأمر يتعلق بتصميم لوحات التحكم للآلات الثقيلة أو شبكات الطاقة المتجددة الصغيرة، فقد واجه العديد من الكهربائيين الصناعيين هذا السؤال في مرحلة ما من حياتهم المهنية. إن استخدام نوع خاطئ من أجهزة الحماية لن ينتهي بشكل جيد بالتأكيد، ولكن ما يجعل التيار المتردد والتيار المستمر القواطع هل يختلف الأمر؟ دعنا نتعمق في التفاصيل الفنية وراء هذه المشكلة التي تظهر كثيرًا في التطبيقات التجارية والصناعية.

أساسيات التيار المتردد والتيار المستمر

للتذكير، يتغير قطبية التيار المتردد وحجمه بشكل دوري في شكل موجة جيبية بمرور الوقت، بينما يتدفق التيار المستمر باستمرار في اتجاه واحد. يؤثر هذا التمييز الأساسي على كيفية عمل قواطع الدائرة والصمامات لمقاطعة الدوائر المعيبة.

تعتمد قواطع التيار المتردد على الكهرومغناطيسية - حيث يتذبذب التيار عبر تقاطعات الصفر في موجته الجيبية، ينهار المجال المغناطيسي وتنفتح جهات اتصال القاطع. ومع ذلك، لا يتذبذب التيار المستمر عبر الصفر، لذا فإن مراقبة حجم التيار ببساطة لا تكفي لحماية الدائرة. تدخل اعتبارات تقنية أخرى حيز التنفيذ تتطلب قواطع تيار مستمر متخصصة.

استخدام قاطع التيار المتردد في دائرة التيار المستمر

فيما يلي بعض الاعتبارات التي يجب وضعها في الاعتبار عند استخدام دائرة التيار المتردد مقابل التيار المستمر:

آليات الرحلة

يكمن الاختلاف الرئيسي في آلية الفصل الداخلية المستخدمة لقطع الدائرة. في قواطع التيار المتردد، يكون هذا عادةً من النوع الحراري المغناطيسي الذي يستشعر الحرارة والقوى المغناطيسية من تدفق التيار المتردد. على النقيض من ذلك، غالبًا ما تستخدم قواطع التيار المستمر سبائك ذائبة أو شرائط ثنائية المعدن لترجمة التيار إلى حرارة تعمل على تمدد الآلية فعليًا.

إن عدم وجود تقاطع صفري للتيار يعني أن قواطع التيار المستمر لا تتمتع بالمساعدة الكهرومغناطيسية لإطفاء القوس بشكل موثوق به عندما تنفصل جهات الاتصال. هناك حاجة إلى آلية مسح تعمل بشكل مستقل عن اتجاه تدفق التيار. ببساطة، تعتمد رحلات قاطع التيار المتردد على خصائص فريدة للتيار المتناوب لا تترجم إلى تطبيقات التيار المستمر.

الاتصال القوسي

هناك مشكلة أخرى ناجمة عن القوس الكهربائي عندما تنفتح نقاط اتصال الدائرة. حيث تنطفئ أقواس التيار المتردد بشكل طبيعي مرتين في كل دورة عندما تنقلب القطبية. ولكن أقواس التيار المستمر تستمر بشكل بناء حتى يتم إجبار القوس على الانقطاع، وهو ما قد يؤدي إلى إعادة ضرب القوس الكهربائي إذا لم يتم إخماده بسرعة. وتؤكد هذه الظاهرة على الحاجة إلى وجود مصارف قوس كهربائي متكاملة أو فتحات تهوية أو نقاط اتصال متخصصة في قواطع التيار المستمر لإطفاء التفريغات عالية الطاقة بأمان.

التقييمات والمقاسات

تؤثر الاختلافات أيضًا على حجم المكونات وإعدادات الرحلة. على عكس التيار المتردد المتقلب جيبيًا، يظل التيار المستمر ثابتًا في المقدار بمجرد إنشائه. لذا يجب تصنيف قواطع التيار المستمر بشكل مناسب بناءً على ظروف الحمل الفعلية بدلاً من حساب الاختلافات في ذروة التيار المتردد/التربيعي المتوسط. يمكن أن يؤدي التقليل من التقدير إلى الفشل المبكر أو نقص الحماية.

يؤثر الجهد أيضًا على تصميم القاطع وتصنيفاته. في حين يتم توحيد جهد التيار المتردد الرئيسي، فإن مستويات التيار المستمر تتباين على نطاق واسع اعتمادًا على التطبيق. قد تستخدم الأنظمة الصناعية جهدًا أعلى يستلزم عزلًا معززًا وإخماد القوس الكهربائي في إطارات وقواطع التيار المستمر. يعد اختيار فئة الجهد المناسبة أمرًا بالغ الأهمية.

اعتبارات الموافقة

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن الهيئات التنظيمية مثل UL تقدم معايير مختلفة لسلامة المنتجات لقواطع التيار المتردد مقابل قواطع التيار المستمر نظرًا لمبادئ التشغيل المختلفة وأوضاع الفشل الخاصة بها. يؤدي تبديل أنواع القواطع إلى إبطال أي شهادات أو قوائم سلامة، مما يثير قضايا الامتثال اعتمادًا على بيئة الاستخدام النهائي ومتطلبات العملاء.

خاتمة

في ضوء العوامل الفنية التي تمت مراجعتها هنا، فإن استخدام قاطع التيار المتردد على طاقة التيار المستمر ليس ممارسة موصى بها. بدون مراعاة هذه الفروق، قد لا يوفر قاطع الدائرة حماية موثوقة من الحمل الزائد أو ماس كهربائي بسبب آليات التعثر غير المتوافقة وأداء القوس الكهربائي وتصنيفات المكونات. قد يؤدي ذلك إلى فشل مبكر أو نقص التحكم في القوس الكهربائي أو انقطاع غير دقيق أو مخاطر تتعلق بالسلامة.

ومن خلال الحصول على تقدير تقني أعمق لهذه الاختلافات النظامية، يمكن للمهندسين والحرفيين أن يشعروا بالثقة في تحديد أجهزة الحماية المناسبة لأي تركيب تجاري أو صناعي يتعامل مع طاقة التيار المتردد أو المستمر. 

اتصل بـ توسونلوكس اليوم يمكنك الحصول على قواطع الدائرة الصناعية لأي تطبيق.