شرح مفصل لقاطع DCB (دمج قاطع الدائرة الذكي مع قاطع الفصل)

1. مقدمة حول قاطع DCB:

قاطع DCB (دمج قاطع الدائرة مع قاطع الفصل) هو جهاز مبتكر تم تطويره من قبل شركة Siemens، ويجمع بين وظيفتين رئيسيتين في جهاز واحد: قاطع الدائرة (circuit breaker) وقاطع الفصل (disconnector). يتميز هذا الجهاز باستخدام غاز SF6 في حجرة العزل الخاصة به، وهو ما يعزز فعاليته وكفاءته في العمل ضمن الأنظمة الكهربائية.

2. المزايا التقنية لقاطع DCB:

• دمج وظيفتين في جهاز واحد:
• قاطع الدائرة (Circuit Breaker): يتميز بقدرته على قطع الدائرة في حالة حدوث قصر أو حمل زائد.
• قاطع الفصل (Disconnector): يقوم بفصل أجزاء من الدائرة عند الحاجة، عادة لأغراض الصيانة أو التأكد من عدم وجود تيار كهربائي في أجزاء معينة من الشبكة. بدمج هاتين الوظيفتين في جهاز واحد، يساعد قاطع DCB في تقليل التعقيد في التصميم والتنفيذ ويحد من الحاجة إلى تركيب أجهزة منفصلة، مما يوفر المساحة والتكلفة.
• استخدام غاز SF6:
  غاز SF6 هو غاز عازل يتم استخدامه في كثير من المعدات الكهربائية لعزل الأجزاء الداخلية للمفاتيح والقواطع. يتميز الغاز بخصائص عزل قوية، مما يساهم في تقليل التأثيرات البيئية الخارجية على المعدات. باستخدام هذا الغاز، يعمل قاطع DCB على منع أي تأثيرات سلبية قد تحدث بسبب التغيرات البيئية مثل الرطوبة أو تغيرات درجات الحرارة، مما يزيد من موثوقية الجهاز ويطيل عمره الافتراضي.
• قاطع تأريض هوائي إضافي:
  بالنسبة للنماذج التي تدعم جهد يصل إلى 145 كيلو فولت، يمكن إضافة قاطع تأريض هوائي (air-insulated earthing switch) إلى الهيكل. هذه الميزة ضرورية لأغراض التأريض في الأنظمة الكهربائية عالية الجهد لضمان السلامة وتوفير الحماية ضد التيارات الزائدة أو الأعطال.
• الحجم المدمج والمساحة المحسنة:
  القاطع المدمج لا يوفر المساحة فقط، بل يساعد في تقليل التكاليف بسبب دمج وظائف متعددة في جهاز واحد. في العديد من التطبيقات، يمكن أن يؤدي استخدام جهاز واحد مع وظائف متعددة إلى توفير كبير في المساحة والكلفة مقارنة باستخدام أجهزة منفصلة لكل وظيفة.

3. الخصائص الفنية:

• الجهد الاسمي:
  نموذج قاطع DCB المذكور في السؤال له جهد اسمي قدره 420 كيلو فولت، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الشبكات عالية الجهد التي تتطلب قدرة عالية على التحكم في التيار وحمايتها من الأعطال.
• تيار القصر:
  تيار القصر هو التيار الذي يحدث في الدائرة الكهربائية في حالة حدوث قصر. في هذه الحالة، يمكن لقاطع DCB التعامل مع تيار قصر يصل إلى 50 كيلو أمبير (kA)، وهو قدرة كبيرة تسمح له بالتعامل مع الأعطال الخطيرة التي قد تحدث في الشبكات الكهربائية عالية الجهد.

4. فوائد استخدام قاطع DCB:

• توفير المساحة:
  بدمج قاطع الدائرة وقاطع الفصل في جهاز واحد، يتم تقليص الحاجة للمعدات المختلفة، مما يؤدي إلى تقليل المساحة المطلوبة وتركيب عدد أقل من المعدات.
• تقليل التكاليف:
  يمكن تقليل التكاليف الإجمالية للبنية التحتية الكهربائية حيث يتم استخدام جهاز واحد متعدد الوظائف بدلاً من العديد من الأجهزة التي تقوم بنفس الوظائف بشكل منفصل.
• تحسين الأمان والموثوقية:
  باستخدام غاز SF6، يتم ضمان جودة العزل وتقليل التأثيرات البيئية على الجهاز، مما يعزز من الأمان والموثوقية.
• القدرة على العمل في بيئات مختلفة:
  يتم تصميم قاطع DCB ليعمل في بيئات مختلفة حيث يمكنه تحمل التغيرات البيئية مثل الرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في المناطق ذات الظروف البيئية الصعبة.

5. تطبيقات قاطع DCB:

قاطع DCB يستخدم بشكل رئيسي في:

• محطات التحويل الكهربائية: لتحويل الجهد بين مستويات مختلفة من الجهد في الشبكات الكهربائية.
• أنظمة توزيع الطاقة: حيث يُستخدم في الحماية من الأعطال والحد من تأثيرات الأعطال على أجزاء أخرى من الشبكة.
• المشاريع الكبيرة التي تتطلب بنية تحتية مدمجة: مثل المحطات الفرعية التي تحتاج إلى مساحات صغيرة مع توفير حلول متعددة الوظائف.

6. خلاصة:

قاطع DCB الذي طورته شركة Siemens هو جهاز مبتكر يجمع بين قاطع الدائرة وقاطع الفصل في جهاز واحد، ويعمل باستخدام غاز SF6 كعازل لتحسين الأداء والموثوقية. يوفر الجهاز حماية عالية ويخفض التكاليف والمساحة المطلوبة للاستخدام، مع القدرة على التعامل مع تيار قصر يصل إلى 50 كيلو أمبير وجهد يصل إلى 420 كيلو فولت.