تلعب قواطع دوائر الجهد العالي-دورين رئيسيين في أنظمة الطاقة: التحكم والحماية. أولاً، يتحكمون في تشغيل معدات أو خطوط الطاقة عن طريق تحويلها إلى الخدمة أو خارجها حسب الحاجة. ثانيًا، تحمي من الأخطاء في المعدات أو الخطوط عن طريق فصل القسم المعيب بسرعة من نظام الطاقة عبر أجهزة حماية المرحل، مما يضمن التشغيل الطبيعي للأجزاء غير المتأثرة.
هناك العديد من أنواع قواطع الدوائر الكهربائية ذات الجهد العالي-، ولكنها من الناحية الهيكلية تتكون جميعها من خمسة أجزاء أساسية: عنصر الكسر، والعزل الداعم، وعناصر النقل، والقاعدة، وآلية التشغيل. عنصر الكسر هو المكون الأساسي المسؤول عن التحكم والحماية. تم تصميم المكونات الأخرى للعمل جنبًا إلى جنب مع عنصر الفصل لإنجاز هذه المهام.
يمكن تصنيف قواطع الدائرة إلى الأنواع التالية وفقًا لوسيط الإطفاء -القوسي المستخدم:
قواطع الدائرة الزيتية: تسمى قواطع الدائرة التي تستخدم زيت المحولات كوسط إطفاء -قوسي بقواطع الدائرة الزيتية. إذا كان الزيت الموجود في قاطع الدائرة يعمل أيضًا كعزل بعد الكسر وكوسيط عازل بين الأجزاء الحية والغلاف المؤرض، فإنه يُسمى قاطع دائرة متعدد-الزيت. إذا تم استخدام الزيت فقط كوسيط إطفاء قوسي- وكوسيط عزل بعد كسر التلامس، في حين أن وسط العزل بين الأجزاء الحية والأرض عبارة عن بورسلين أو وسائط أخرى، فإنه يطلق عليه قاطع دائرة منخفض الزيت-. تُستخدم هذه بشكل أساسي في شبكات الطاقة ذات مستويات الجهد المختلفة حيث لا يلزم التشغيل المتكرر وكسر السرعة العالية-.
قواطع دوائر سداسي فلوريد الكبريت (SF6): قواطع الدائرة التي تستخدم غاز SF6، الذي يتمتع بخصائص إطفاء وعزل قوسية ممتازة -، حيث يُطلق على وسط الإطفاء القوسي - قواطع دوائر SF6. يتم استخدامها على نطاق واسع في أنظمة الطاقة. وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا متكررًا وسرعة كسر عالية-. في بلدي، يوصى باستخدام قواطع الدائرة SF6 للجهود التي تتراوح بين 7.2 و40.5 كيلو فولت، خاصة للجهود التي تزيد عن 126 كيلو فولت، حيث يتم استخدام جميع قواطع الدائرة SF6 تقريبًا. ومع ذلك، فهي غير مناسبة للمناطق المرتفعة-.
قواطع الدائرة الفراغية: تسمى قواطع الدائرة الكهربائية التي تستخدم القوة العازلة العالية للفراغ لإطفاء الأقواس بقواطع الدائرة الفراغية. وهي تُستخدم الآن على نطاق واسع في شبكات إمداد (توزيع) الطاقة بمستويات جهد تتراوح بين 7.2 إلى 40.5 كيلو فولت، وذلك في المقام الأول للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا متكررًا و-انقطاعًا عالي السرعة. ومع ذلك، عند استخدامه في المناطق الساحلية، يجب الانتباه إلى منع التكثيف، حيث سيؤدي ذلك إلى تقليل قدرة إطفاء القوس-لغرفة الإطفاء القوسية لقاطع الدائرة-.
تُستخدم الأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من قواطع الدائرة الكهربائية بشكل أساسي في أنظمة الطاقة، في حين تم التخلص التدريجي من بعض الأنواع القديمة، مثل قواطع الدائرة الهوائية.
فصل المفاتيح: تُستخدم مفاتيح الفصل ذات الجهد العالي- بشكل أساسي لعزل مصادر الطاقة ذات الجهد العالي- لضمان الصيانة الآمنة. ولذلك، فإن خصائصها الهيكلية هي وجود فجوة فصل مرئية بوضوح بعد الانفصال. من الخصائص الهيكلية الأخرى عدم وجود جهاز إطفاء قوسي مخصص-، وبالتالي لا يمكن تشغيلها تحت الحمل. ومع ذلك، فهي تسمح بتبديل بعض التيارات الصغيرة، مثل المحولات غير المحملة بتيار إثارة لا يتجاوز 2A، والخطوط المفرغة بتيار مكثف شحن لا يتجاوز 5A، ودوائر محولات الجهد. تشتمل مفاتيح الفصل الداخلية المستخدمة في مجموعة المفاتيح الكهربائية بشكل أساسي على سلسلة GN19 وسلسلة GN6 وسلسلة GN9. يتكون مفتاح الفصل بشكل أساسي من جزء موصل وجزء عازل وجزء نقل وقاعدة.
مفاتيح الحمل ذات الجهد العالي-: تتوافق استخدامات مفاتيح الحمل مع خصائصها الهيكلية. من الناحية الهيكلية، تأتي مفاتيح التحميل بشكل أساسي في نوعين: أحدهما يتم تركيبه بشكل مستقل على الحائط أو الإطار، ويشبه في هيكله مفتاح الفصل؛ والآخر يتم تركيبه في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-، خاصة عند استخدام التفريغ أو غاز SF6، وهو أقرب إلى قاطع الدائرة الكهربائية. تجمع استخدامات مفاتيح التحميل بين فوائد كلا النوعين.
عندما يكون مفتاح الحمل في الوضع المفتوح، مثل مفتاح الفصل، لديه نقطة فصل واضحة، وبالتالي يوفر العزل الكهربائي. فهو يوفر الظروف اللازمة لانقطاع التيار الكهربائي الموثوق به-للمعدات أو الخطوط المعطلة.
تحتوي محولات التحميل على أجهزة إطفاء قوسية بسيطة-، مما يسمح لها بتبديل تيارات التحميل ضمن النطاق الحالي المقدر لها. ويمكن استخدامها لتبديل المحولات وبنوك المكثفات ذات سعة معينة، وخطوط التوزيع ذات سعة معينة. في بعض ورش العمل، يتم وضع المحول بعيدًا عن قاطع الدائرة الكهربائية في غرفة توزيع الجهد العالي-. أثناء انقطاع التيار الكهربائي، لا تكون نقطة الفصل الواضحة مرئية في غرفة المحولات. لذلك، غالبًا ما يتم تركيب مفتاح تحميل الجهد العالي- على جدار غرفة المحولات. وهذا يسمح بالتشغيل المريح لتيار عدم التحميل- للمحول ويوفر نقطة فصل واضحة، مما يضمن انقطاع التيار الكهربائي بشكل آمن وموثوق.
يمكن استخدام مفاتيح التحميل المجهزة بصمامات الجهد العالي-كقواطع دوائر ذات قدرة فصل محدودة. في هذه الحالة، يتم استخدام مفتاح التحميل نفسه لتبديل تيار الحمل في ظل الظروف العادية، بينما يتم استخدام مصهر الجهد العالي-لمقاطعة تيار عطل الدائرة القصيرة-. ومع ذلك، فإن مفاتيح التحميل هذه هي في الغالب من النوع الفراغي - أو من النوع سداسي فلوريد الكبريت -، والوحدة الرئيسية الحلقية بأكملها صغيرة نسبيًا، وقادرة على دعم المحولات بسعة قصوى تبلغ 1250 كيلو فولت أمبير.