למה אנחנו צריכים ומה הם התקני מיתוג כוח
מכשיר המיתוג מבצע את הפונקציה העיקרית של שליטה במעגל החשמלי: הפעלה וכיבוי שלו. סוג זה של מכשיר כולל: מתגי סכין, מתגים, מנתקים.
מתגים נועדו להפעיל ולכבות מעגלים חשמליים "חיים", כלומר בזמן שזרם חשמלי זורם במעגל.
ניתן לחלק את כל המכשירים החשמליים עם חלקים נעים לאוטומטיים ולא אוטומטיים. אוטומטי - אלו מכשירים שנכנסים לפעולה ממצב מעגל נתון, או מכונות, ולא אוטומטיים, פעולתם תלויה רק ברצון המפעיל.
מפסקי חשמל הם מתח נמוך (זמין למתח של עד 1000 וולט) ומתח גבוה (למתח מעל 1000 וולט).
מתג מתח נמוך הלא-אוטומטי הפשוט ביותר - החלףמורכב בעיקר מלהב נע, מגע קבוע וידית.
המפעיל מפעיל או מכבה את המתג באופן ידני על ידי סיבוב הלהב למצב אנכי או אופקי. מגעי המפסק נמצאים באוויר בלבד.
מתג רובל חד קוטבי פשוט
700 רובל במפעל הידרואלקטרי היסטורי בגרמניה
נתיכים במיתוג פנימי בסין
עם העלייה במתח ההפעלה וההספק, מכשיר כזה כבר לא יכול לענות על צורכי העבודה, ובהדרגה מופיעים סוגים מתקדמים יותר של מתגים.
במתקנים חשמליים עבור מתחים עד 1000 וולט, הם נמצאים בשימוש נרחב ביותר פורצי אוויר בעיצובים שונים.
מפסק מתח נמוך של סימנס לזרם 16A
שניידר אלקטריק 125 A מפסק מתח נמוך
מפסקי חשמל ביתיים בחדר החשמל (יש ביניהם פער של 30 שנה)
כאשר המעגל מנותק בין המגעים המסיטים של המתג נוצרת קשת חשמלית שישולם. לכיבוי טוב יותר של קשת, משתמשים במכונות מכשירים מיוחדים המשפרים את תהליך כיבוי הקשת, מה שנקרא תאי כיבוי קשת עיצובים שונים.
לוח חשמל מיתוג סגור
עבור מעגלי מתח גבוה, מפסק אוויר פשוט אינו יכול עוד לעמוד בדרישות התפעוליות. הדבר הראשון שנעשה בכיוון של שיפור עיצוב המתג היה הורדת המגעים בשמן שנאים, וכתוצאה מכך מה שנקרא מתג שמן. נכון לעכשיו, מפסק השמן הוא כבר מכשיר מורכב מאוד המשתמש בהישגים רבים של מדע וטכנולוגיה לצורך עבודתו.
מפסק שמן במתח גבוה של תחנת משנה שנאי
פעולת מתג השמן במהלך הכיבוי מצטמצמת למצב הבא: בשל פעולת הטמפרטורה הגבוהה של הקשת, השמן מתפרק לגזים, שהמרכיב העיקרי בהם הוא מימן.כך, הקשת בוערת בתווך גז הנמצא במצב דינמי, יש ערבוב אלים של חלקיקים מיוננים ובלתי מיוננים, חלקיקי גז קר וחם, ובאחד הרגעים בהם הזרם עובר באפס, עקב המחזוריות, הקשת נכבית.
היווצרות גזים חזקה מאוד, לחץ משמעותי מצטבר במתג ואם המתג אינו מתוכנן נכון, הוא עלול להתפוצץ.
עם מפסקי שמן עם תאי כיבוי קשת, כיבוי קשת הוא ללא כאב ומהיר יותר. כאן משתמשים באנרגיה של הקשת ליצירת לחץ שמגביר מאוד את תנועת הגז סביב הקשת ובכך תורם לכיבוי הקשת.
ישנם עיצובים רבים של מצלמות ועקרונות הפעולה שלהן שונים למדי, אך כולם משרתים בעיקר אחת משתי מטרות:
- או ליצור תנועה של נפט וגז ביחס לקשת;
- או שהקשת מועברת ביחס לשמן ולקירות של חדרים מיוחדים.
עבור מתגים כאלה, הכונן אינו עוד יחידה מבנית עם המתג: ברוב המקרים, הכונן מיושם בצורה מבנית בנפרד מהמתג ומחובר לזה האחרון באמצעות מנגנונים מיוחדים.
יש גם כל כך הרבה סוגים אחרים של מפסקי מתח גבוה שכבר מזמן החליפו את מפסקי הנפט בתפזורת. זה, למשל, מתגי שמן בנפח קטן, בהם משתמשים במיכלי חרסינה ולכן לא נדרש בידוד מיוחד של חלקי המגע של המיכל וכמות השמן בהם פחותה בהרבה.
מתג עמוד שמן למתח 10 קילוואט
הבא יש להזכיר "מפסקים אוויר דחוס", שבו הקשת נכבית עם סילון של אוויר דחוס. למתגים אלו יש מספר יתרונות והם מחליפים יותר ויותר את מתגי השמן. הכונן עבורם עובד גם מאוויר דחוס, אך בקרת הכונן חשמלית.
מפסק אוויר למתח 110 קילו וולט
נעשה שימוש גם במפסקי ואקום מודרניים ו-SF6.
מפסק ואקום
מפסק SF6
עיצוב המפתחות המודרניים מגוון מאוד ותוכלו לקרוא עליהם עוד כאן:מאפיינים השוואתיים של שמן במתח גבוה, SF6 ומפסקי ואקום
מנתקים הם גם התקן מיתוג במתח גבוה, אך הם אינם מיועדים להפעלה וכיבוי בזמן הפעלה (למעט מקרים של מיתוג זרמים נמוכים מאוד, המצוינים במיוחד עבור כל סוג של מנתק).
מנתק מתח גבוהככלל, הוא בנוי אוויר, כלומר עם מגעים שהם פשוט באוויר, שכן אחת הדרישות העיקריות למנתק היא שהמגעים שלו נראים ישירות, כך שניתן לקבוע במדויק אם המנתק הוא מופעל או כבוי.
מנתק
בעיקרו של דבר, מנתק הוא מכשיר חשמלי שנועד לחבר (או לנתק) מתכת שני חלקים של מעגל יחד כאשר זרם אינו יכול לזרום דרך אותם חלקים.
עיצוב המנתק דומה מאוד לעיצוב מתג הסכין, רק שמידותיו, התואמות למתח ההפעלה הגבוה שלו, גדולות בהרבה ומערכת ההנעה מורכבת הרבה יותר מזו של מתג הסכין.
מספר מכשירים אחרים המבצעים פעולות הפעלה וכיבוי ניתן לייחס לציוד מיתוג מתח, למשל מתגי הפסקת עומס, מפרידים וקצר חשמלי, אבל המכשירים המפורטים במאמר זה הם הנציגים הבולטים ביותר של ציוד מיתוג.