معرفة أساسية بمعدات التبديل ذات الجهد العالي

تُستخدم لوحات التوزيع الكهربائية ذات الجهد العالي على نطاق واسع في أنظمة توزيع الطاقة لاستقبال وتوزيع الطاقة الكهربائية. ويمكن تشغيل أو إيقاف تشغيل جزء من معدات أو خطوط الطاقة وفقًا لتشغيل شبكة الطاقة، كما يمكن فصل الجزء المعطل عن الشبكة بسرعة عند تعطل أي من المعدات أو الخطوط، وذلك لضمان التشغيل السليم للجزء السليم من الشبكة، بالإضافة إلى سلامة المعدات وعمال التشغيل والصيانة. لذا، تُعدّ لوحات التوزيع الكهربائية ذات الجهد العالي من أهم معدات توزيع الطاقة، ويُعدّ تشغيلها الآمن والموثوق ذا أهمية بالغة لنظام الطاقة.

1. تصنيف معدات التبديل ذات الجهد العالي

نوع الهيكل:
جميع الأنواع المدرعة معزولة ومؤرضة بواسطة صفائح معدنية، مثل نوع KYN ونوع KGN
النوع الفاصل: جميع الأنواع مفصولة بلوحة واحدة أو أكثر من الصفائح غير المعدنية، مثل نوع JYN
يحتوي الصندوق على غلاف معدني، لكن عدد حجراته أقل من عدد حجرات الصناديق المدرعة أو الصناديق ذات الحجرات، مثل صندوق XGN.
موضع قاطع الدائرة الكهربائية:
نوع الأرضية: هبطت عربة قاطع الدائرة الكهربائية اليدوية نفسها ودُفعت إلى داخل الخزانة
يتم تركيب عربة اليد الوسطى في منتصف خزانة المفاتيح، ويتطلب تحميل وتفريغ عربة تحميل وتفريغ.

عربة يدوية مثبتة في المنتصف

عربة يدوية أرضية

نوع العزل
مفاتيح كهربائية معدنية مغلقة معزولة بالهواء
مفاتيح كهربائية معدنية مغلقة معزولة بغاز SF6 (خزانة قابلة للنفخ)

2. بنية مكونات خزانة مفاتيح الجهد العالي KYN

تتكون خزانة المفاتيح من هيكل خزانة ثابت وأجزاء قابلة للسحب (تسمى عربة يدوية).

 

واحد. خزانة
صُنعت هياكل وأقسام لوحة المفاتيح الكهربائية من صفائح فولاذية من الألومنيوم والزنك. تتميز الخزانة بأكملها بدقة عالية، ومقاومة للتآكل والأكسدة، فضلاً عن متانتها الميكانيكية العالية ومظهرها الأنيق. تعتمد الخزانة على هيكل مُجمّع، حيث يتم توصيلها باستخدام صواميل برشام ومسامير عالية المتانة. وبذلك، تحافظ لوحة المفاتيح الكهربائية المُجمّعة على تجانس أبعادها.
تم تقسيم خزانة المفاتيح إلى غرفة العربة اليدوية، وغرفة قضبان التوصيل، وغرفة الكابلات، وغرفة أجهزة الترحيل بواسطة فواصل، وكل وحدة مؤرضة بشكل جيد.
غرفة الحافلات A
تُجهز غرفة قضبان التوزيع في الجزء العلوي من الجزء الخلفي لخزانة المفاتيح الكهربائية لتركيب وتوصيل قضبان التوزيع ثلاثية الأطوار عالية الجهد للتيار المتردد، وللتوصيل بنقاط التلامس الثابتة عبر قضبان التوزيع الفرعية. جميع قضبان التوزيع مُغلفة بغلاف بلاستيكي عازل. عند مرور قضيب التوزيع عبر حاجز خزانة المفاتيح، يُثبت بواسطة جلبة تثبيت. في حال حدوث عطل داخلي، يُمكن لهذه الجلبة الحد من انتشار العطل إلى الخزائن المجاورة وضمان المتانة الميكانيكية لقضيب التوزيع.

 

غرفة B-handcart (قاطع الدائرة)
تم تركيب سكة توجيه خاصة في غرفة قواطع الدائرة الكهربائية لتسهيل انزلاق عربة قواطع الدائرة الكهربائية وتحركها داخلها. يمكن للعربة اليدوية الانتقال بين وضعية العمل ووضعية الاختبار. تم تركيب حاجز (مصيدة) التلامس الساكن على الجدار الخلفي لغرفة العربة اليدوية. عند انتقال العربة اليدوية من وضعية الاختبار إلى وضعية العمل، يُفتح الحاجز تلقائيًا، وتتحرك العربة في الاتجاه المعاكس لإتمام عملية التوصيل، مما يضمن عدم ملامسة المشغل للجسم المشحون.
يمكن تقسيم قواطع الدائرة الكهربائية إلى وسائط إخماد القوس الكهربائي:
• قاطع الدائرة الزيتي. ينقسم إلى قواطع دائرة زيتية وقواطع دائرة زيتية جزئية. جميعها عبارة عن نقاط تلامس مفتوحة وموصولة بالزيت، ويُستخدم زيت المحولات كوسيط لإخماد القوس الكهربائي.
• قاطع دائرة يعمل بالهواء المضغوط. وهو قاطع دائرة يستخدم الهواء المضغوط عالي الضغط لإخماد القوس الكهربائي.
• قاطع الدائرة الكهربائية SF6. قاطع دائرة كهربائية يستخدم غاز SF6 لإخماد القوس الكهربائي.
• قاطع الدائرة الكهربائية الفراغي. قاطع دائرة كهربائية يتم فيه فتح وإغلاق نقاط التلامس في الفراغ، ويتم إخماد القوس الكهربائي في ظل ظروف الفراغ.
• قاطع دائرة توليد الغاز الصلب. قاطع دائرة يستخدم مواد توليد الغاز الصلب لإخماد القوس الكهربائي عن طريق تحلل الغاز بفعل درجة الحرارة العالية للقوس.
• قاطع الدائرة الكهربائية ذو المنفاخ المغناطيسي. قاطع دائرة كهربائية يتم فيه نفخ القوس الكهربائي إلى شبكة إخماد القوس بواسطة مجال مغناطيسي في الهواء، بحيث يتم إطالة القوس وتبريده لإخماده.

 

وفقًا لأشكال الطاقة المختلفة المستخدمة في تشغيل الآلية، يمكن تقسيم آلية التشغيل إلى الأنواع التالية:
الآلية اليدوية (CS): تشير إلى آلية التشغيل التي تستخدم القوة البشرية لإغلاق الفرامل.
2. الآلية الكهرومغناطيسية (CD): تشير إلى آلية التشغيل التي تستخدم المغناطيسات الكهربائية للإغلاق.
3. آلية الزنبرك (CT): تشير إلى آلية تشغيل إغلاق الزنبرك التي تستخدم القوة البشرية أو المحرك لتخزين الطاقة في الزنبرك لتحقيق الإغلاق.
4. آلية المحرك (CJ): تشير إلى آلية التشغيل التي تستخدم محركًا للإغلاق والفتح.
5. الآلية الهيدروليكية (CY): تشير إلى آلية التشغيل التي تستخدم زيتًا عالي الضغط لدفع المكبس لتحقيق الإغلاق والفتح.
6. الآلية الهوائية (CQ): تشير إلى آلية التشغيل التي تستخدم الهواء المضغوط لدفع المكبس لتحقيق الإغلاق والفتح.
7. آلية المغناطيس الدائم: تستخدم هذه الآلية مغناطيسات دائمة للحفاظ على وضع قاطع الدائرة. وهي آلية تشغيل كهرومغناطيسية، تعتمد على تثبيت المغناطيس الدائم والتحكم الإلكتروني.

غرفة الكابلات C
يمكن تركيب محولات التيار، ومفاتيح التأريض، ومانعات الصواعق (واقيات الجهد الزائد)، والكابلات وغيرها من المعدات المساعدة في غرفة الكابلات، ويتم تجهيز لوحة ألومنيوم مشقوقة وقابلة للإزالة في الأسفل لضمان سهولة البناء في الموقع.

غرفة أجهزة الترحيل D
تحتوي لوحة غرفة المرحلات على أجهزة حماية حاسوبية دقيقة، ومقابض تشغيل، وألواح ضغط منافذ حماية، وعدادات، ومؤشرات حالة (أو شاشات عرض حالة)، وما إلى ذلك. كما تحتوي غرفة المرحلات على كتل طرفية، ومفاتيح طاقة تيار مستمر لحلقة تحكم حماية الحاسوب الدقيق، ومصدر طاقة تيار مستمر لحماية الحاسوب الدقيق، ومفتاح طاقة تشغيل محرك تخزين الطاقة (تيار مستمر أو تيار متردد)، ومعدات ثانوية ذات متطلبات خاصة.

ثلاثة مواقع في عربة مفاتيح التبديل

وضع التشغيل: يتم توصيل قاطع الدائرة بالمعدات الرئيسية. بعد الإغلاق، تنتقل الطاقة من ناقل التوزيع إلى خط النقل عبر قاطع الدائرة.

وضع الاختبار: يمكن إدخال القابس الثانوي في المقبس للحصول على مصدر الطاقة. يمكن تشغيل قاطع الدائرة في وضع الإغلاق أو الفتح، ويضيء مؤشر التشغيل الخاص بذلك. قاطع الدائرة غير متصل بالجهاز الرئيسي ويمكنه إجراء عمليات مختلفة، لكنه لن يؤثر على جانب الحمل، ولذلك يُسمى وضع الاختبار.

وضع الصيانة: لا يوجد اتصال بين قاطع الدائرة والمعدات الأساسية (الناقل)، وقد فقدت طاقة التشغيل (تم فصل القابس الثانوي)، ويكون قاطع الدائرة في وضع الفتح.

جهاز تعشيق خزانة المفاتيح

تحتوي خزانة المفاتيح على جهاز تعشيق موثوق به لتلبية متطلبات الوقاية الخمسة، وحماية سلامة المشغلين والمعدات بشكل فعال.

أ. تم تجهيز باب غرفة الأجهزة بزر أو مفتاح تحويل لمنع قاطع الدائرة من الإغلاق والتقسيم عن طريق الخطأ.

ب، عند وضع يد قاطع الدائرة في وضع الاختبار أو وضع التشغيل، يمكن تشغيل قاطع الدائرة، وعند إغلاق قاطع الدائرة، لا يمكن تحريك اليد، وذلك لمنع تحميل السيارة عن طريق دفع مقبض السيارة بشكل خاطئ.

ج. لا يمكن نقل عربة قاطع الدائرة من وضع الاختبار/الصيانة إلى وضع التشغيل إلا عندما يكون مفتاح التأريض في وضع الفتح. ولا يمكن تشغيل مفتاح التأريض إلا عندما تكون عربة قاطع الدائرة في وضع الاختبار/الصيانة. وبهذه الطريقة، يُمنع تشغيل مفتاح التأريض عن طريق الخطأ، كما يُمنع تشغيله بمرور الوقت.

د. عندما يكون مفتاح التأريض في وضع الفتح، لا يمكن فتح الباب السفلي والباب الخلفي لخزانة المفاتيح لمنع حدوث فاصل كهربائي عرضي.

E، في وضع الاختبار أو التشغيل، لا يوجد جهد تحكم، ولا يمكن تحقيق سوى الفتح اليدوي ولا يمكن الإغلاق.

و. عندما تكون عربة قاطع الدائرة اليدوية في وضع التشغيل، يتم قفل القابس الثانوي ولا يمكن سحبه.

 

G، يمكن لكل هيكل خزانة تحقيق التعشيق الكهربائي.

ح. يتم توصيل الخط الثانوي لمعدات التبديل بالخط الثانوي لعربة قاطع الدائرة اليدوية بواسطة قابس ثانوي يدوي. يتم توصيل الطرف المتحرك للقابس الثانوي بعربة قاطع الدائرة اليدوية عبر أنبوب انكماش حراري مموج من النايلون. في وضع الاختبار أو الفصل فقط، يمكن توصيل القابس الثانوي وفصله. أما في وضع التشغيل، فيكون القابس الثانوي مقفلاً بسبب التعشيق الميكانيكي، ولا يمكن فصله.

3. إجراءات تشغيل مفاتيح الجهد العالي

على الرغم من أن تصميم لوحة المفاتيح يضمن تسلسل تشغيلها الصحيح، إلا أن تشغيلها يتطلب من المشغل اتباع إجراءات التشغيل والمتطلبات ذات الصلة بدقة، ولا ينبغي أن يكون التشغيل اختيارياً، كما لا ينبغي أن يعلق المشغل في عملية التشغيل دون تحليل مسبق، وإلا فقد يتسبب ذلك في تلف المعدات، بل وحتى وقوع حوادث.

إجراءات تشغيل نقل الطاقة في مفاتيح التبديل ذات الجهد العالي

(1) أغلق جميع أبواب الخزائن وألواح الإغلاق الخلفية وقم بقفلها.

(2) أدخل مقبض تشغيل مفتاح التأريض في الفتحة السداسية الموجودة في الجانب الأيمن السفلي من الباب الأوسط، وقم بتدويره عكس اتجاه عقارب الساعة حوالي 90 درجة لجعل مفتاح التأريض في وضع الفتح، ثم أخرج مقبض التشغيل، وستعود لوحة التعشيق الموجودة في فتحة التشغيل تلقائيًا، وتغطي فتحة التشغيل، وسيتم قفل الباب الخلفي لخزانة المفاتيح.

(3) راقب ما إذا كانت أجهزة وإشارات باب الخزانة العلوية تعمل بشكل طبيعي. في الوضع الطبيعي، يضيء مصباح الطاقة الخاص بجهاز الحماية الحاسوبي الصغير، ومصباح وضع اختبار اليد، ومؤشر فتح قاطع الدائرة، ومؤشر تخزين الطاقة. إذا لم تكن جميع المؤشرات مضاءة، فافتح باب الخزانة وتأكد من إغلاق مفتاح طاقة ناقل البيانات. إذا كان مغلقًا ولم يضيء مؤشر الطاقة بعد، فيجب فحص حلقة التحكم.

(4) أدخل دبوس ذراع تدوير عربة قاطع الدائرة واضغط عليه بقوة، ثم أدر الذراع في اتجاه عقارب الساعة، حوالي 20 دورة لمفتاح 6 كيلو فولت. عند إزالة الذراع، ستسمع صوت "طقطقة" مصحوبًا بتعليقه في مكانه. في هذه الحالة، تكون العربة في وضع التشغيل، ويتم قفل قابس ثانٍ. مرر ذراع قاطع الدائرة يدويًا، ولاحظ الإشارة ذات الصلة (في هذه المرحلة، تضيء مصابيح وضع التشغيل في العربة، بينما ينطفئ مصباح وضع الاختبار في اليد). في الوقت نفسه، تجدر الإشارة إلى أنه عندما تكون اليد في وضع التشغيل، تكون لوحة التعشيق الموجودة في فتحة تشغيل سكين التأريض مقفلة ولا يمكن الضغط عليها.

(5) تشغيل الجهاز على الباب، تشغيل قاطع الدائرة الكهربائية، إغلاق الجهاز، ضوء المؤشر الأحمر على الباب في نفس الوقت، ضوء الفرامل الأخضر، تحقق من جهاز العرض الكهربائي، موقع النقاط الميكانيكية لقاطع الدائرة الكهربائية والإشارات الأخرى ذات الصلة، كل شيء طبيعي، 6 (التشغيل، التبديل، سيظهر لنا المقبض في اتجاه عقارب الساعة إلى موقع اللوحة، يجب إعادة ضبط مقبض التشغيل تلقائيًا إلى الوضع المحدد مسبقًا بعد التحرير).

(6) إذا تم فتح قاطع الدائرة تلقائيًا بعد الإغلاق أو فتحه تلقائيًا أثناء التشغيل، فمن الضروري تحديد سبب العطل وإصلاحه، ويمكن إعادة إرساله وفقًا للإجراء المذكور أعلاه.

4. آلية تشغيل قاطع الدائرة

1- آلية التشغيل الكهرومغناطيسي

تُعد آلية التشغيل الكهرومغناطيسية تقنية ناضجة، وهي تستخدم نوعًا سابقًا من آليات تشغيل قواطع الدائرة، وتتميز ببنية بسيطة، ويبلغ عدد مكوناتها الميكانيكية حوالي 120 مكونًا، وتعتمد على القوة الكهرومغناطيسية الناتجة عن التيار في قلب مفتاح تشغيل ملف الإغلاق، وآلية وصلة الإغلاق بالصدمة للإغلاق، ويعتمد حجم طاقة الإغلاق كليًا على حجم تيار التبديل، ولذلك، يلزم تيار إغلاق كبير.

تتمثل مزايا آلية التشغيل الكهرومغناطيسية فيما يلي:

الهيكل بسيط، والعمل أكثر موثوقية، ومتطلبات المعالجة ليست عالية جدًا، والتصنيع سهل، وتكلفة الإنتاج منخفضة؛

يمكن تحقيق التشغيل عن بعد وإعادة الإغلاق التلقائي؛

يتميز بخصائص جيدة من حيث سرعة الإغلاق والفتح.

تشمل عيوب آلية التشغيل الكهرومغناطيسي بشكل رئيسي ما يلي:

تيار الإغلاق كبير، والطاقة التي يستهلكها ملف الإغلاق كبيرة، مما يتطلب مصدر طاقة تشغيل عالي الطاقة يعمل بالتيار المستمر.

تيار الإغلاق كبير، ولا يمكن لمفتاح التلامس المساعد العام ومرحل التلامس تلبية المتطلبات. يجب تجهيز موصل تيار مستمر خاص، ويتم استخدام تلامس التيار المستمر مع ملف قمع القوس للتحكم في تيار الإغلاق، وذلك للتحكم في عمل ملف الإغلاق والفتح؛

سرعة تشغيل آلية التشغيل منخفضة، وضغط التلامس صغير، ومن السهل أن يتسبب في قفزة التلامس، ووقت الإغلاق طويل، كما أن لتغير جهد مصدر الطاقة تأثيرًا كبيرًا على سرعة الإغلاق؛

تكلفة المواد، آلية ضخمة؛

يتم تجميع جسم قاطع الدائرة الكهربائية للمحطة الفرعية الخارجية وآلية التشغيل معًا بشكل عام، وعادةً ما يكون لهذا النوع من قواطع الدائرة المتكاملة وظيفة النقاط الكهربائية واليدوية فقط، ولا يحتوي على وظيفة التشغيل اليدوي، وعندما يتعطل صندوق آلية التشغيل ويرفض قاطع الدائرة الكهربائية التيار الكهربائي، يجب إجراء عملية انقطاع التيار الكهربائي.

2- آلية تشغيل الزنبرك

تتكون آلية تشغيل الزنبرك من أربعة أجزاء: تخزين طاقة الزنبرك، وصيانة الإغلاق، وصيانة الفتح، والفتح. ويبلغ عدد هذه الأجزاء حوالي 200 جزء. وتستخدم هذه الآلية الطاقة المخزنة في الزنبرك أثناء تمدده وانقباضه للتحكم في إغلاق وفتح قاطع الدائرة. ويتم تخزين طاقة الزنبرك من خلال تشغيل آلية إبطاء محرك تخزين الطاقة، بينما يتم التحكم في عملية إغلاق وفتح قاطع الدائرة بواسطة ملف الإغلاق والفتح. لذا، فإن طاقة عملية إغلاق وفتح قاطع الدائرة تعتمد على الطاقة المخزنة في الزنبرك ولا علاقة لها بحجم القوة الكهرومغناطيسية، كما أنها لا تتطلب تيارًا عاليًا للإغلاق والفتح.

تتمثل مزايا آلية التشغيل الزنبركية فيما يلي:

تيار الإغلاق والفتح ليس كبيرًا، ولا يحتاج إلى مصدر طاقة تشغيل عالي القدرة؛

يمكن استخدامه لتخزين الطاقة الكهربائية عن بُعد، والإغلاق والفتح الكهربائي، بالإضافة إلى تخزين الطاقة يدويًا محليًا، والإغلاق والفتح يدويًا. لذلك، يمكن استخدامه أيضًا للإغلاق والفتح يدويًا عند انقطاع مصدر الطاقة أو تعطل آلية التشغيل. يتميز بسرعة إغلاق وفتح عالية، ولا يتأثر بتغير جهد مصدر الطاقة، ويمكنه إعادة الإغلاق التلقائي السريع.

يتميز محرك تخزين الطاقة بانخفاض استهلاكه للطاقة ويمكن استخدامه مع كل من التيار المتردد والتيار المستمر.

يمكن لآلية التشغيل الزنبركية أن تجعل نقل الطاقة يحقق أفضل توافق، وتجعل جميع أنواع مواصفات قاطع الدائرة لقطع التيار آلية تشغيل واحدة مشتركة، واختيار زنبرك تخزين طاقة مختلف، مما يجعله فعالاً من حيث التكلفة.

تتمثل العيوب الرئيسية لآلية التشغيل الزنبركية فيما يلي:

الهيكل معقد، وعملية التصنيع معقدة، ودقة المعالجة عالية، وتكلفة التصنيع مرتفعة نسبياً؛

قوة تشغيلية كبيرة، ومتطلبات عالية فيما يتعلق بقوة المكونات؛

من السهل حدوث عطل ميكانيكي يجعل آلية التشغيل ترفض الحركة، أو يتسبب في احتراق ملف الإغلاق أو مفتاح الحركة؛

هناك ظاهرة القفزة الخاطئة، ففي بعض الأحيان لا تكون القفزة الخاطئة بعد الفتحة في مكانها، مما يجعل من المستحيل الحكم على وضعها المشترك؛

خصائص سرعة الفتح ضعيفة.

3- آلية تشغيل المغناطيس الدائم

تعتمد آلية التشغيل المغناطيسية الدائمة مبدأ عمل وبنية جديدين، وتتألف من مغناطيس دائم، وملف إغلاق، وملف فصل. وقد ألغت هذه الآلية آلية التشغيل الكهرومغناطيسية القائمة على الزنبرك، بالإضافة إلى قضيب التوصيل وجهاز القفل. تتميز هذه الآلية ببساطة تركيبها وقلة أجزائها (حوالي 50 جزءًا)، حيث لا يوجد سوى جزء متحرك رئيسي واحد يعمل، مما يمنحها موثوقية عالية جدًا. تستخدم هذه الآلية مغناطيسًا دائمًا لتثبيت قاطع الدائرة في موضعه. وهي آلية تشغيل كهرومغناطيسية، تعتمد على تثبيت المغناطيس الدائم والتحكم الإلكتروني.

مبدأ عمل آلية تشغيل المغناطيس الدائم: بعد إغلاق ملف الكهرباء، يكون اتجاه التدفق المغناطيسي في الجزء العلوي من مولد التيار الكهربائي وفي الدائرة المغناطيسية للمغناطيس الدائم متعاكسًا، وتؤدي القوة المغناطيسية الناتجة عن تراكب المجالين المغناطيسيين إلى حركة القلب الديناميكي إلى الأسفل. بعد أن تصل الحركة إلى حوالي نصف المسافة، وبسبب انخفاض الفجوة الهوائية المغناطيسية في الجزء السفلي، تنزاح خطوط المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم إلى الجزء السفلي، في نفس اتجاه المجال المغناطيسي لملف الإغلاق مع مجال المغناطيس الدائم، مما يؤدي إلى إبطاء سرعة حركة القلب الحديدي إلى الأسفل. عند هذه النقطة، يختفي تيار الإغلاق. يستخدم المغناطيس الدائم قناة المقاومة المغناطيسية المنخفضة التي توفرها النوى الحديدية المتحركة والثابتة للحفاظ على استقرار وضع إغلاق النواة الحديدية المتحركة. عند فصل التيار الكهربائي عن ملف الكبح، يتولد تيار كهربائي في أسفل الدائرة المغناطيسية والمغناطيس الدائم في اتجاهين متعاكسين للتدفق المغناطيسي. القوة المغناطيسية الناتجة عن تراكب المجالين المغناطيسيين تدفع النواة المتحركة للأعلى. بعد أن تصل الحركة إلى نصف المسافة تقريبًا، وبسبب انخفاض الفجوة الهوائية العلوية للدائرة المغناطيسية، ينتقل خط القوة المغناطيسية للمغناطيس الدائم إلى الأعلى. يتزامن اتجاه المجال المغناطيسي لملف الكبح مع اتجاه المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم، مما يؤدي إلى إبطاء سرعة حركة النواة الحديدية المتحركة للأعلى. عند اختفاء تيار البوابة، يستخدم المغناطيس الدائم قناة المقاومة المغناطيسية المنخفضة التي توفرها النوى الحديدية المتحركة والثابتة للحفاظ على استقرار وضع فتح النواة الحديدية المتحركة.

تتمثل مزايا آلية التشغيل بالمغناطيس الدائم فيما يلي:

تعتمد آلية ثنائية الاستقرار ذات ملف مزدوج. آلية تشغيل مغناطيسية دائمة لإغلاق نقاط التلامس، حيث يُستخدم مغناطيس دائم لتوصيل ملف الإغلاق، مما يحل مشكلة نقاط التلامس عند التحويل إلى طاقة عالية، وذلك بفضل الطاقة المغناطيسية للمغناطيس الدائم، مما يسمح باستخدامه في عملية الإغلاق، ويقلل من الطاقة اللازمة لتزويد ملف الإغلاق بالطاقة، وبالتالي لا تحتاج إلى تيار إغلاق عالٍ.

من خلال الحركة الصاعدة والهابطة للقلب الحديدي المتحرك، ومن خلال ذراع الدوران، يعمل قضيب العزل على التلامس الديناميكي لغرفة التقوس الفراغي لقاطع الدائرة، وينفذ نقاط قاطع الدائرة أو يؤدي وظيفته، ويحل محل الطريقة التقليدية للقفل الميكانيكي، مما يبسط الهيكل الميكانيكي بشكل كبير، ويقلل من المواد، ويخفض التكلفة، ويقلل من نقاط الأعطال، ويحسن بشكل كبير من موثوقية العمل الميكانيكي، ويمكن تحقيق الصيانة المجانية، وتوفير تكلفة الصيانة.

تكاد قوة المغناطيس الدائم في آلية التشغيل بالمغناطيس الدائم لا تتلاشى، ويصل عمرها الافتراضي إلى 100,000 دورة. تُستخدم القوة الكهرومغناطيسية في عمليتي الفتح والإغلاق، بينما تُستخدم قوة المغناطيس الدائم في تثبيت الوضعية، مما يُبسط آلية النقل ويُقلل من استهلاك الطاقة والضوضاء. يزيد عمر آلية التشغيل بالمغناطيس الدائم عن ثلاثة أضعاف عمر آلية التشغيل الكهرومغناطيسية وآلية التشغيل بالزنبرك.

تم اعتماد مفتاح تقارب إلكتروني بدون تلامس، بدون مكونات متحركة، بدون تآكل، وبدون ارتداد كمفتاح مساعد، ولا توجد مشكلة في الاتصال السيئ، ويعمل بشكل موثوق، ولا يتأثر التشغيل بالبيئة الخارجية، وعمره طويل، وموثوقيته عالية، لحل مشكلة ارتداد الاتصال.

تعتمد هذه التقنية على مفتاح عبور الصفر المتزامن. يتم التحكم في قاطع الدائرة ديناميكيًا وثابتًا بواسطة نظام تحكم إلكتروني، مما يسمح بضبط شكل موجة جهد النظام عند كل مستوى، وفي شكل موجة التيار عند عبور الصفر، يكون تيار البدء وسعة الجهد الزائد صغيرين، لتقليل التأثير على الشبكة وتشغيل المعدات. أما آلية التشغيل الكهرومغناطيسية وآلية التشغيل الزنبركية فهي عشوائية، ويمكن أن تنتج تيار بدء عاليًا وسعة جهد زائد، مما يؤثر بشكل كبير على شبكات الطاقة والمعدات.

تتيح آلية التشغيل بالمغناطيس الدائم إمكانية الفتح والإغلاق محليًا أو عن بُعد، كما تتيح وظيفة الإغلاق وإعادة الإغلاق للحماية، ويمكن فتحها يدويًا. ونظرًا لصغر سعة الطاقة المطلوبة للتشغيل، يتم استخدام مكثفات للتغذية المباشرة، مما يوفر وقت شحن قصيرًا وتيار شحن منخفضًا ومقاومة عالية للصدمات، ويضمن استمرار عمل قاطع الدائرة حتى بعد انقطاع التيار الكهربائي.

تتمثل العيوب الرئيسية لآلية تشغيل المغناطيس الدائم فيما يلي:

لا يمكن إغلاقها يدويًا، أثناء التشغيل انقطع مصدر الطاقة، ونفدت طاقة المكثف، وإذا لم يكن من الممكن شحن المكثف، فلا يمكن إغلاق العملية؛

الفتح اليدوي، يجب أن تكون سرعة الفتح الأولية كبيرة بما يكفي، لذلك يتطلب الأمر الكثير من القوة، وإلا فلن يكون بالإمكان تشغيله؛

جودة مكثفات تخزين الطاقة غير متساوية ويصعب ضمانها؛

من الصعب الحصول على خاصية سرعة الفتح المثالية؛

من الصعب زيادة قوة خرج الفتح لآلية تشغيل المغناطيس الدائم.