نظام توزيع الكهرباء في البرازيل يعمل بشكل رئيسي على الجهد المتوسط مما يؤدي إلى الاستخدام الشائع لـ 13.8 kV بالإضافة إلى جهد آخر يبلغ 11 kV و34.5 kV و69 kV، والتي يتم إنتاجها في البرازيل. يحتوي أي نظام توزيع كهربائي على الأقل على مفتاح فصل الحمل واحد، وهو جهاز يقوم بقطع الحمل وعزله أثناء أعمال الصيانة. مشكلة أخرى هي الطلب المتزايد على الكهرباء بسببها يتم تشكيل قطاع توليد الطاقة الموزعة في البرازيل بما في ذلك تركيب الطاقة الشمسية التي تحتاج إلى تلبية معايير ANEEL مثل أي شكل آخر من أشكال إنتاج الطاقة المتجددة. ستقوم هذه الورقة بتحليل الوضع مع موردي مفاتيح فصل الحمل في البرازيل، مع تسليط الضوء على الشركات ومنتجاتها.
يتكون نطاق منتجي مفاتيح فصل الحمل في البرازيل من شركات كبرى مثل ABB وSiemens وSchneider Electric وEaton وToshiba. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من مفاتيح فصل الحمل تُباع في السوق البرازيلية بما في ذلك النماذج الداخلية والخارجية وأيضًا أجزاء من وحدات الحلقة الرئيسية أو معدات التبديل. الشيء الحاسم بالنسبة للمصنعين هو الحصول على موافقة منتجاتهم من INMETRO والحصول على تقارير اختبار مناسبة كما هو موضح في معيار IEC 62271-103 مع توفير أوسع للخدمات المحلية.
أولاً، ما هو بالضبط مفتاح فصل الحمل؟
عندما يتعلق الأمر بالتصنيف في تسلسل الحماية، فإن مفاتيح فصل الحمل (LBSs) تأتي في مرتبة أدنى من قواطع الدائرة. على الرغم من أن LBSs يمكن أن تقطع تيارات الدائرة بمئات الأمبيرات، إلا أنها لا تستطيع قطع تيارات العطل. لذلك، يتم تصنيع LBSs في شكل مصاهر مفاتيح والتي تخدم بشكل مثالي لقطع الدائرة العادية والقضاء على الدوائر القصيرة. يمكن رؤية LBSs مثبتة على وحدات الحلقة الرئيسية (RMUs)، وعلى الأعمدة المستخدمة للتوزيع في المحولات التوزيعية على مستوى الجهد المتوسط وفي معدات التبديل على مستوى الجهد المتوسط للمرافق التجارية والصناعية.
هذا التمييز مهم للمشترين، حيث يؤثر على قائمة الاختبارات والتصنيفات التي يجب أن تخضع لها الحلول. يمكن تشغيل العازل البسيط فقط في ظروف عدم وجود تيار، بينما يجب أن يمر مفتاح فصل الحمل باختبار نوعي يؤكد القدرة على تشغيل تياره الاسمي لآلاف المرات دون فشل، مع قدرة قاطع الدائرة على قطع تيار العطل. يوفر معيار IEC 62271-103 (سابقًا IEC 60265-1) المعايير لمفاتيح فصل الحمل التي يتم تنفيذها في البرازيل، جنبًا إلى جنب مع شهادة INMETRO. فهم لغة التصنيفات على ورقة البيانات — الجهد المقدر، التيار المقدر، قدرة صنع الدائرة القصيرة، والقدرة الميكانيكية — هو بالضبط نفس الانضباط الذي يحتاجه المشترون عند قراءة مواصفات المحولات، وهذا هو السبب في أن لدينا دليل مواصفات المحول هو قراءة مفيدة لأي شخص جديد على أوراق بيانات معدات الجهد المتوسط.
لماذا السوق البرازيلية مختلفة
في البرازيل، يتم تحفيز مبيعات مفاتيح فصل الحمل من خلال أربعة جوانب مختلفة.
- شهادة INMETRO الإلزامية. يجب أن تحتوي جميع الأجهزة الكهربائية المستخدمة لأغراض منظمة على شهادة INMETRO في البرازيل ويجب على شركات التوزيع والمشغلين إثبات أنهم يمتلكون شهادات اختبار نوعية من أجل استخدام الأجهزة في شبكاتهم. بدون الوثائق الصالحة لاختبارات INMETRO/IEC، لا يمكن العمل ضمن صناعة الطاقة الكهربائية.
- الأنظمة الكهربائية والظروف المناخية. بينما معيار الجهد لأنظمة التوزيع في البرازيل هو ويتكون في الغالب من مقدار يساوي 13.8kV، فإن المناخ الاستوائي الذي يتميز بالهواء الرطب، والإشعاع فوق البنفسجي العالي والعواصف يلحق أضرارًا كبيرة بمعدات المفاتيح الخارجية. إن هواء الملح في شمال شرق البرازيل والهواء الرطب في حوض الأمازون يسببان أسوأ الظروف الممكنة على الأرض لمعدات الجهد المتوسط من هذا النوع، ولهذا السبب جميع أجهزة LBS الخارجية المستخدمة في البرازيل مصنوعة بأعلى مستويات الحماية (IP65-plus) ضد التآكل.
- ارتفاع تقنيات توليد الطاقة الموزعة. إن الترويج للقياس الصافي من قبل ANEEL يؤدي إلى إنشاء واحدة من أكبر أسواق الطاقة الشمسية على أسطح المنازل في العالم وبالتالي تنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح على نطاق واسع. أي منشأة توليد متصلة تحتاج إلى معدات كهربائية دائرية متوسطة الجهد بما في ذلك مفاتيح التحميل، لذا يمكن القول إن شركات EPC المتجددة هي من بين أكبر مستخدمي أجهزة كسر الحمل في البلاد.
- هيكل سلسلة التوريد ذو طبقتين. تشمل الطبقة الأولى شركات مشهورة عالميًا تمتلك مرافق إنتاج في البرازيل بينما تمثل الطبقة الثانية شركات دولية (بما في ذلك قاعدة الإنتاج الصينية الكبيرة التي تصدر عادة عبر ميناء سانتوس) التي توصل الأجهزة إلى تجار الجملة والمنتجين البرازيليين الذين تم اعتمادهم ولكن بأسعار أقل بكثير (20-40%). ومع ذلك، يجب أن نفهم أن اختيار أي طبقة يعتمد على المواصفات والخدمات الداعمة بدلاً من السعر فقط.
من يزود مفاتيح الفصل الحمولة في البرازيل؟
| المورد | القاعدة | الموقع والقوى |
|---|---|---|
| ويج | جاراجوا دو سول، سانتا كاتارينا (البرازيل) | العملاق الصناعي المحلي - معدات المفاتيح، المحولات، والمحركات ذات الوصول العالمي؛ الخيار الافتراضي “البطل الوطني” لشركات المرافق والمشاريع الكبيرة التي ترغب في الحصول على مصنع برازيلي مع خدمة محلية كاملة |
| ABB البرازيل | ساو باولو (أوساكو) ومصانع أخرى | الرائد العالمي في مفاتيح الجهد المتوسط وRMUs؛ توافق قوي مع الشبكات الذكية وقاعدة مثبتة عميقة مع شركات المرافق البرازيلية؛ تسعير متميز |
| سيمنز البرازيل | ساو باولو / جوندياي | تراث الهندسة الدقيقة وأتمتة الصناعة؛ تعتبر Siemens Energy المنتج الرئيسي في البرازيل لمفاتيح الفصل عالية الجهد (80+ سنة)، وتزود Siemens معدات المفاتيح ذات الجهد المتوسط وخطوط LBS المحيطة بها |
| شنايدر إلكتريك البرازيل | ساو باولو | قوية في RMUs، التوزيع الثانوي، وخطوط التصميم البيئي المتوافقة مع أجندة الاستدامة في البرازيل؛ قناة واسعة لبناة الألواح |
| إيتون البرازيل | ساو باولو | نطاقات LBS الخارجية والصناعية القوية المفضلة في التعدين والتصنيع؛ أداء جيد ضد الرطوبة والتآكل للاستخدام في المناطق الاستوائية |
| توشيبا دو برازيل وفروع دولية أخرى | ساو باولو | قوة مفاتيح MV الصناعية، تخدم بشكل رئيسي الصناعة الكبيرة ومشاريع البنية التحتية |
| بناة اللوحات الإقليمية ومتخصصو مفاتيح التبديل (مثل، مجموعة ريدنتور، تيكنو سيستم، إلتروسل) | بيلو هوريزونتي / ساو باولو | تجميع وتوزيع لوحات MV وRMUs، غالبًا ما يتم دمج مكونات LBS المعتمدة المستوردة؛ قيمة للتجميع المحلي، تسليم أسرع، وخدمة إقليمية |
| مصنعي القيمة الدولية (بما في ذلك المصدرين القائمين في الصين) | تشجيانغ ومجموعات أخرى | LBS المعتمدة وفقًا لمعيار IEC 62271-103 من النوع الداخلي والخارجي وRMU عند 20-40% تحت العلامات التجارية المتميزة؛ المصدر وراء العديد من واردات الموزعين وEPC البرازيلية |
تعليق عادل حول موقف Subian Electric في قطاع القيمة: الشركات البرازيلية المشاركة في تصنيع وتوفير البنية التحتية تفضل بشكل متزايد استخدام مكونات معتمدة من الشركات المصنعة الدولية مع خدمات التجميع المحلية. يسمح هذا النموذج بتقليل التكاليف مع تلبية المعايير المطلوبة. Subian Electric هي واحدة من هذه الشركات المصنعة. الشركة مقرها في الصين وتخصصت في تصنيع المحولات، ومحولات القياس، ومعدات MV الأخرى، وبالتالي تلبية معايير الجودة IEC وSANS ولديها قاعدة تصدير راسخة. بدلاً من الادعاء بأنها مصنع برازيلي مع موظفين محليين، تعتبر Subian Electric شريكًا صادقًا يوفر مكونات كهربائية معتمدة للمستوردين البرازيليين. المحولات التي تحميها وتربطها وحدات LBS هي جوهر تلك الصورة، و دليل المحولات التوزيعية تغطي ما يجب أن يعرفه المشترون عن المعدات على الجانب الآخر من المفتاح.
أنواع مفاتيح التحميل وفنياتها
في البرازيل، هناك خمسة أنواع رئيسية مختلفة من LBS، ويتم الاختيار بناءً على استخدامها وتطبيقاتها.
| النوع | البناء | التقييمات النموذجية | حيث تستخدم في البرازيل |
|---|---|---|---|
| LBS المعزولة بالهواء الداخلية | جهات اتصال تفريغ الهواء في لوحة مغلقة أو كابينة | 12-24 kV، 400-630 A، 20-25 kA تجعل | لوحات مفاتيح MV الصناعية، المساعدات الفرعية، غرف MV في المباني |
| LBS المثبتة على الأعمدة الخارجية | هيكل محمي ضد الطقس IP65+ معزول بالهواء | 12/13.8-36 kV، 400-630 A | مغذيات ريفية، تقسيم خطوط التوزيع، نقاط الربط DG |
| LBS المعزولة بالغاز SF6 و RMUs | حجرات غاز محكمة (بدائل SF6 أو خالية من SF6) | 12-24 kV (حتى 36 kV)، 630 A، مدمجة | RMUs الحضرية، المحطات الفرعية، حيث تتطلب المساحة والتلوث بناءً محكمًا |
| مجموعة مفتاح- fuse | LBS في سلسلة مع الفيوزات HV، غالبًا في حاوية واحدة | 12-24 kV، حتى 200 A محدودة بالفيوز | حماية المحولات في المحطات الفرعية للتوزيع؛ التكوين الأكثر شيوعًا |
| أنواع مغمورة بالزيت والفراغ | جهات الاتصال في زجاجات الزيت أو الفراغ | مثبتة على المحولات للتوزيع، حتى 36 kV | تبديل مثبت على الأرض ومتكامل مع المحولات حيث يجب أن يكون التحكم في القوس محكمًا |
الجوانب الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار عند مقارنة أي مفاتيح هي الجهد المقنن (يجب أن يناسب المفتاح النظام: لا يمكن استخدام مفاتيح 12 ك ف في أنظمة 13.8 ك ف)، التيار العادي المقنن (400 أ، 630 أ، أو 1250 أ حسب الحمل)، التيار القصير المقنن وقدرة التشغيل (يجب أن يتحمل المفتاح أي تيار عطل قادم من الفيوزات/القواطع لفترة كافية لإزالته)، التحمل الميكانيكي، وخصائص العزل (القدرة على تحمل ضربات البرق حسب مستوى الإيزوكيرونيك المحلي - تُعرف البرازيل بمعدلات ضربات البرق العالية في بعض المناطق). حيث تشمل معدات المفاتيح القياس - وهو أمر شائع في نقاط توليد الطاقة وتوصيل المرافق - يجب تحديد وتحقيق اعتماد المحولات الحالية في نفس الكابينة مع المفتاح، ولهذا السبب فإن مجموعة منتجات محول التيار هو المرجع الذي يستخدمه العديد من عملاء سوبين لتلك الجزء من الحزمة.
ما هي تكلفة مفاتيح الفصل في البرازيل؟
يجب تقييم نطاقات الأسعار الواقعية لسوق البرازيل من حيث المكونات والكابينات لفترة 2025-2026 (تقدير قبل الضرائب والتركيب):
| المنتج | السعر النموذجي (دولار أمريكي) | ملاحظات |
|---|---|---|
| مفاتيح فصل معزولة بالهواء الداخلية، 12-24 ك ف، 400-630 أ | $600-3,000 | مستوى المكونات؛ ترتفع الأسعار بشكل حاد مع قدرة التشغيل ونطاق الاعتماد |
| مفاتيح فصل مثبتة على الأعمدة الخارجية، 13.8-36 ك ف | $1,500-6,000 | هيكل مقاوم للعوامل الجوية، معالجة التآكل، وآلية التشغيل تؤثر على التكلفة |
| مجموعة مفتاح-فيوز (LBS + فيوزات) | $1,200-4,500 | حوامل الفيوزات، فيوزات HRC، والتداخل تضيف إلى المفتاح الأساسي |
| وحدة الحلقة الرئيسية (RMU) مع 2-4 كابينات LBS | $3,000-15,000+ | SF6 أو خالية من SF6؛ سعر “الكابينة” الذي يراه المشترون غالبًا في عروض الأسعار للوحة |
| مفتاح فصل بجهد 11 ك ف (المواصفة التي يبحث عنها المشترون أكثر) | $700-4,000 | الوحدات الداخلية في الطرف الأدنى، الخارجية/الصلبة أو المعتمدة من المرافق في الأعلى |
يجب ذكر واقعين حول التكاليف. أولاً، عادةً ما تتقاضى الشركات المصنعة المتميزة 30-40% أكثر من الأسعار المقترحة من الشركات المصنعة ذات القيمة للمنتجات المعتمدة المماثلة. ثانيًا، التأثيرات المتعلقة بالاستيراد والضرائب كبيرة جدًا في البرازيل - وهذا يعني أنه يجب أخذ التكلفة الإجمالية في الاعتبار عند إجراء الحسابات. نفس انضباط التكلفة الشاملة ينطبق عندما يقارن المشترون الحزم الكاملة، وإطار اختيار البائع لمعدات الهندسة - التحقق من الاعتماد، فحوصات المرجع، ومقارنة التكلفة الإجمالية - يتم العمل من خلاله في كيفية اختيار مورد المحولات دليلنا، الذي ينتقل مباشرة إلى موردي معدات المفاتيح.
كيفية اختيار مورد مفتاح فصل في البرازيل
استخدم هذه التحققات الستة لتقييم جميع أنواع موردي LBS مثل WEG والموردين الدوليين ذوي القيمة:
- دائمًا، يأتي الاعتماد أولاً. اطلب وثائق مطابقة INMETRO وشهادات اختبار النوع IEC 62271-103 التي تنطبق بشكل خاص على الطراز والنوع المعني، بدلاً من خطاب عام ينص على أن المصنع معتمد. إذا كان سيتم توصيل المفتاح بشبكة المرافق، تحقق من أنه تم إضافته إلى قائمة المنتجات المعتمدة من المرافق قبل إجراء أي مفاوضات.
- تحقق من أن المنتج يتوافق مع متطلبات الأنظمة. 12 ك ف و 13.8 ك ف تنتمي إلى فئات عزل مختلفة؛ لذلك، تحقق من الجهد المقنن، مستوى الصدمة الكهربائية، والتيار المقنن من بين أشياء أخرى وتحقق من أن قدرة التشغيل تتوافق مع الحد الأقصى لتيار العطل في مكان الاتصال.
- تحقق من آليات العمل والمتانة. استفسر عن تقييمات العمليات الميكانيكية المناسبة ونوع الآلية - زنبركية، يدوية، أو كهربائية. يجب أن يكون المفتاح الذي يعمل مرة واحدة في الأسبوع له هيكل متين للغاية بدلاً من هيكل رخيص مصمم للاستخدام العرضي.
- Demand auditable documents. The documentation that is supposed to be provided prior to payment should include the following – test reports, drawings, material certificates, and the factory acceptance test procedure.
- Make sure that there is local help for the imported devices. In case you are buying from an international manufacturer, find out who has spare parts and does commissioning in Brazil, as well as ask how quick the company’s fulfillment of the warranty will take. The certified switch becomes a liability in case there are no spare parts available.
- Calculate total landed costs instead of unit costs. Calculate everything that really matters such as ex-work price, transportation costs, duty, charges, and spare parts costs.
How to choose the right specification
Make sure to prepare a specification list before contacting a vendor. Here are the eight criteria behind every decision you make:
- Voltage and insulation: what is the system voltage (11, 13.8, 24, 34.5 kV…)
- Rated current: what is the rated normal current (400/630/1250 A) based on the predicted load?
- Short-circuit data: how much is the rated short-time withstand current (kA: 1s and/or 3s) and make capabilities.
- Breaking class: is it necessary to break full load or transformer magnetizing current?
- Fuse coordination for switch-fuse units — size, type of the fuse, ability of the switch to trip all three phases when one fuse blows.
- Installation and housing height: is it indoor, outdoor, IP rating, and pollution class.
- Duty cycle: whether it will use manual, spring, or motor action with remote/SCADA capability or not.
- Environment: tropical, salty, humid, lightning dense, high altitude place.
Protection coordination is always part of the design, which means the interaction between the switch, fuses, and earth-fault protection plays a major role in yielding either a momentary loss of power or completely broken switch.The basics of that coordination are explained in our earth fault protection guide, which covers the fault types the fuse and relay system must detect and clear.
الأسئلة الشائعة
How much does a load break switch cost?
In numerous instances, mainly on the component level, the cost difference that exists among the indoor medium voltage load break switches (12–24 kV, 400–630 A) is huge, ranging from around $600 to $3000. And for the outdoor load break switches, for instance, the pole mounted type would cost $1500–6000, the combination switch-fuses would cost roughly $1200–4500, and the ring main units with load break switches would range from $3000 to $15000 and more. The differences in the pricing might be attributed to the product’s brand as the medium-range brands are often 30–40% more expensive than the manufacturers with certified values and the key number to look at is actually the total landed cost (including all freight charges and import duties) in Brazil.
What is the price of an 11kV load break switch?
On average, one could say that the price of an 11kV load break switch may vary between $700 and $4000 depending on its type and certification. The indoor air insulated units are going to be more affordable while the outdoor utility approved and certified load break switches will be more expensive than the rest. Don’t forget to include the costs of the import, certification, and installation when budgeting.
What are the common problems with load break switches?
The problems with load break switches involve contact erosions that result from breaking of the load a number of times lacking adequate arc control, issues related to mechanism of the load break switch (such as springs, linkages, or motor drives), issues with reach resulting from the moist and polluted environment, fuse coordination errors, and gas insulation issues with the older types of gas-insulated load break switches. In addition to that, the outdoor types may suffer from corrosion of the materials used for sealing and UV destruction so following the protection measures IP65+ is a must in Brazil.
What are the different types of load break switches?
Usually, there are the following types of load break switches available: indoor/load break switches/air-insulated type, outdoor/pole-mounted load break switches, gas-insulated (both SF6 and SF6-free) load break switches, switch-fuse combinations. Typically, the load break switches are available in the range of between 12 and 36 kV.
What is the difference between a load break switch and a circuit breaker?
To put it simply, load break switches operate in normal states, while circuit breakers not only break load current but also deal with malfunction states. Combination of load break switches and fuses is an ideal option for transformer and feeder operations which need maintenance but circuit breakers are required for more complex operations with higher capabilities involved.
المراجع
- ABB — Medium Voltage Switching Products
- Siemens — Medium Voltage Switchgear and LBS
- WEG — Brazilian Switchgear and Distribution Equipment
- INMETRO — Brazilian Certification Authority
الخاتمة
The question “Who are the suppliers of load break switches in Brazil?” can have two completely different responses if factoring in the purchasing process. In this respect, the first one is the so-called “premium” group made up of companies such as WEG, ABB Brasil, Siemens Brasil, Schneider Electric Brasil and Eaton Brasil. On the other hand, the “value” group means foreign companies able to present all necessary certificates and manufacturers of panels and distributors at lower prices (that is, 20-40% lower than in the premium segment). Finally, intermediaries like Subian Electric can also be mentioned since they stock their load break switches from importers or EPCs.