آشنایی با قطع کننده های ولتاژ (سکسیونرها) و کلیدهای قدرت (دیژنکتورها)

به طور کلی کلیدها وسیله ارتباط سیستمهای مختلف هستند و باعث عبور و یا قطع جریان می شود. کلید در حالت بسته یعنی عبور جریان و یا در حالت باز یعنی قطع جریان دارای مشخصاتی به شرح زیر می باشد :

آشنایی با قطع کننده های ولتاژ (سکسیونرها) و کلیدهای قدرت (دیژنکتورها)

1- در حالت قطع دارای استقامت الکتریکی کافی و مطمئن در کل قطع شدگی است.

2-در حال وصل باید کلید در مقابل کلیه جریانهایی که امکان عبور آن در مدار هست حتی جریان اتصال کوتاه مقاوم و پایدار باشد و این جریانها و اثرات ناشی از آن نباید کوچکترین اختلالی در وضع کلید و هدایت صحیح جریان به وجود آورد. بدین ترتیب باید کلید فاز قوی در مقابل اثرات دینامیکی و حرارتی جریانها مقاومت باشد. البته برای اینکه ساختمان کلید ساده تر و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. اغلب استقامت الکتریکی و دینامیکی و حرارتی کلید را توسط دستگاههای حفاظتی تا حدودی محدود می کنند کلیدهای فشار قوی را می توان برحسب وظایفی که به عهده دارند به انواع مختلف زیر تقسیم نمود :

1-   کلید بدون بار یا سکسیونر

2-   کلید قابل قطع زیر بار یا سکسیونر قابل قطع زیر بار

3-   کلید قدرت یا دیژنکتور

1-     سکسیونر ساده :

سکسیونر وسیله قطع و وصل سیستمهایی است که تقریباً بدون جریان هستند به عبارتی دیگر سکسیونر قطعات و وسایلی را که فقط زیر ولتاژ هستند از شبکه جدا می سازد. برحسب این تعریف در صورتی که اختلاف پتانسیای بین دو کنتاکت سکسیونر ظاهر نشود قطع آن بلامانع است. همینطور وصل سکسیونر که بین دو کنتاکت آن تفاوت پتانسیلی موجود نباشد مجاز خواهد بود از آنچه گفته شد چنین نتیجه می شود که در واقع سکسیونر یک ارتباط دهنده یا قطع کننده مکانیکی بین سیستمها است. سکسیونر باید در حالت بسته یک ارتباط مکانیکی محکم و مطمئن در کنتاکت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد لذا باید مقاومت عبور جریان در محدوده سکسیونر کوچک باشد تا حرارتی که در اثر کار مداوم در کلید ایجاد می شود از حد مجاز تجاوز نکند.

این حرارت توسط ضخیم کردن تیغه و بزرگ کردن سطح تماس در کنتاکت و فشار تیغه در کنتاکت دهنده کوچک نگه داشته می شود در ضمن باید سکسیونر طوری ساخته شود که در اثر جرم و وزن تیغه یا فشار باد و برف و غیره خود به خود بسته نشود.

موارد استعمال سکسیونرها :

به منظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق زدگی بکار برده می شود به این جهت طوری ساخته می شوند که در حالت قطع شدگی یا چسبندگی به طور واضح وآشکار قابل رویت باشند. یعنی در هوای آزاد انجام گیرند. از‌ آنجایی که سکسیونر باعث بستن یا بازکردن مدار الکتریکی نمی شود (برای بازکردن و بستن هر مدار الکتریکی فشار قوی احتیاج به یک کلید دیگری خواهیم داشت به نام) کلید قدرت که قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند سکسیونر وسیله ای است برای ارتباط کلید قدرت به شین و یا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است. سکسیونر را می توان از نظر ساختمانی به انواع مختلف زیر تقسیم نمود :

1- تیغه ای       2- کشویی       3-دورانی        4-قیچی ای.

سکسیونر تیغه ای یا اره ای: برای قطع و وصل ولتاز و حفاظت مطمئن در زمان عملکرد استفاده می شود و بیشتر برای فشار متوسط کاربرد دارد . بر حسب میزان جریانی که از آن عبور می کند تیغه های آن می تواند از ساده به دوبل و از نوع تسمه ای به پروفیلی و میله ای و لوله ای تغییر یابد . نوع اهرمی آن در فشار قوی وفوق فشار قوی کاربرد دارد . این سکسیونر ها به دلیل وجود شرایط جوی و وجود تنش های مختلف بایستی طوری نسب شود که در اثر نیروی برف یا باد به راحتی وصل نگردد.

سکسیونر کشویی: برای عملکرد ،سکسیونر در جایی استفاده می شود که عمق تابلو کم باشد . این سکسیونرها بیشتر به صورت میله ای در جهت عمودی قطع و وصل می شود و بیشتر در فشار متوسط کار برد دارد .

سکسیونر دورانی: بیشتر در شبکه های 63Kv به بالا استفاده می شود و عملکرد این سکسیونر به صورت دو بازو در یک پل که جهت چرخش آنها 90 درجه معکوس همدیگر می باشند این نوع کلید در شرایط جوی نا مناسب مقاومت خوبی از خود نشان میدهد.

سکسیونر قیچی ای یا پانتوگراف: این نوع سکسیونرها بیشتر در شبکه فوق فشار قوی کاربرد دارند و به لحاظ آنکه هر قطب روی یک پایه سوار است لذا از نظر جایگیری در پست حجم کمتری اشغال می کند و بیشتر زیر خط فشار قوی نصب می گردد.

سکسیونر با قطع زیر بار : این سکسیونرها بدلیل جلوگیری از حجم زیاد پست و جلوگیری از مانور اپراتور و همچنین برای جلوگیری از اینترلاک (تنش) بین سکسیونر و دژنکتور طوری طراحی می شوند که برای قطع و وصل خطی کوچک و یا فیدرهای تغذیه و یا راه اندازی موتورهای فشار قوی و همچنین وصل آنها حدود 5/2 تا10 برابر قدرت قطع آنهاست و جریان قطع این کلیدها 2تا 5/2 برابر جریان نامی است . این نوع سکسیونرها دارای محفظه قطع ضعیفی می باشند که از نوع هوایی می باشند.

برای جلوگیری از قطع و وصل بی موقع و در زیر بار سکسیونر معمولاً بین سکسیونر و کلید قدرت چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی به نحوی برقرار می شود که هنگام وصل بودن کلید قدرت سکسیونر را به هیچ وجه نتوان قطع یا وصل کرد.

مشخصات مهم یک سکسیونر که گویای مشخصات فنی و استقامت الکتریکی و دینامیکی است.

ولتاژ نامی Vn

جریان نامی In

جریان اتصال کوتاه ضربه ای Is

جریان اتصال کوتاه کوتاه مدت (معمولاً 1 تا 3 ثانیه) Ith

 

2-     سکسیونرهای قابل قطع زیربار :

به علت اینکه در بیشتر شبکه ها و پستهای کوچک کلید قدرت و سکسیونر و وسایل اضافی مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زیادی از مخارج و هزینه کل تاسیسات را شامل می گردد و به علت اینکه در اغلب موارد نصب کلید قدرت با مزایای قطع و وصل سریع آن حتماً لازم و ضروری نیست کلید سکسیونر قابل قطع زیر بار طرح و ساخته شد سکسیونر قابل قطع زیر بار در ضمن اینکه باید وظیفه یک سکسیونر را انجام دهد یعنی در ضمن برداشتن ولتاژ یا قطع شدگی قابل رویت و مطمئن در مدار شبکه فشار قوی بوجود آورد باید قادر باشد مانند یک دیژنکتور نیز قدرتها و جریانهای کوچک الکتریکی را نیز قطع کند لذا هر سکسیونر قابل قطع زیر بار باید دارای وسیله ای برای قطع فوری جرقه باشد. سکسیونر قابل قطع زیربار اصولاً دارای قدرت وصل بسیار زیاد است و می تواند شدت جریانهایی با شدت 25 تا 75 کیلوآمپر را به خوبی وصل کند.

ولی قدرت قطع آن کم واز 400 تا 1500 آمپر تجاوز نمی کند لذا نتیجه می شود که این کلیدها برای قطع جریان اتصال کوتاه ساخته نشده و مناسب هم نمی باشند. در صورتی می توان از سکسیونر قابل قطع زیربار در شبکه های فشار قوی استفاده کرد که مجهز به فیوزهای فشارقوی باشند فیوزهای فشار قوی در ولتاژ 20 کیلو ولت دارای قدرت قطعی در حدود 400 مگاولت آمپر می باشند که جریان اتصال را در همان مراحل ابتدایی قطع می کنند از آنچه گفته شد نتیجه می شود که سکسیونر قابل قطع زیربار فقط برای قطع جریان نامی شبکه مناسب است و جریان اتصال کوتاه را فیوز قطع می کند نه کلید البته باید متذکر شد که پس از قطع جریان اتصال کوتاه توسط سوختن فیوز ساچمه فیوز به طور خودکار باعث قطع سکسیونر به صورت سه فازه خواهد شد چون سکسیونر قابل قطع زیربار باید مدارهای حاصل جریان را قطع و وصل بکند. بنابراین بایستی مجهز به محفظه احتراق بوده که در داخل آن محفظه احتراق جرقه و قوس الکتریکی حاصل از قطع و وصل جریان را خاموش کند.

به محض فرمان قطع کلید تیغه اصلی از کنتاکت تیغه اصلی از کنتاکت ثابت کلید جدا می شود و قوس الکتریکی که ایجاد می گردد در اثر دو عامل زیر خاموش می گردد :

1- در اثر حرارت قوس الکتریکی مقداری گاز از سطح داخلی عایق متصاعد شده که باعث خنک شدن جرقه شده و عمل خاموش شدن جرقه را سهل تر می سازد.

2- فاصله بین دو کنتاکت دارای جرقه در اثر بازشدن فنر در داخل محفظه احتراق به سرعت زیاد شده این اضافه فاصله باعث قطع جرقه می گردد.

3-     کلید قدرت یا دیژنکتور :

دیژنکتور کلیدی است که می تواند در موقع لزوم جریان عادی شبکه و در موقع بروز خطا جریان اتصال کوتاه و یا جریان اتصال زمین و یا هر نوع جریانی با هر اختلاف فازی را سریعاً قطع کند در اتصال سه فاز که یک حالت خاصی از بار متعادل است با اینکه فرمان قطع به هر سه قطب کلید یکجا و در یک زمان داده می شود ولی قطع هر سه فاز تقریباً در فاصله یک چهارم پریود که معمولاً از نظر زمانی بسیار کوتاه است انجام می گیرد. در انتخاب دیژنکتور باید به نکات زیر توجه شود :

1- ولتاژ نامی کلید که معمولاً برابر ولتاژ شبکه ای است که کلید در آن نصب می شود و می تواند حدود 15% هم از ولتاژ شبکه کوچکتر باشد.

2-   جریان نامی کلید که مساوی با بزرگترین جریان کار معمولی شبکه است.

3- قدرت نامی قطع دیژنکتور که باید با قدرت اتصال کوتاه در محل کلید مطابقت کند در ضمن با همین قدرت قطع قدرت وصل نامی دیژنکتور نیز عملاً مشخص می شود زیرا برحسب تعریف VDE باید قدرت وصل کلید در حدود 5/2 برابر قدرت قطع آن باشد.

انواع دیژنکتورها :

1- روغنی           2-کم روغن           3-هوایی ‍(هوای فشرده)           4-گازی(گاز SF6)

کلیدهای با قطع و وصل خودکار :

در وسایل خانگی، صنعتی و تجاری کلیدهای بسیاری یافت می شوند که فرمان قطع خود را از سیستم یا وسیله دیگری دریافت می کنند و در نتیجه وسایل متصل به مداری را بطور اتوماتیک کنترل می کنند برخی از انواع مهم این کلیدها را در ذیل تشریح می کنیم :

1-کلیدهای ساعتی : این کلیدها برای قطع و وصل اتوماتیک مدارها در ساعت معین بکار گرفته می شوند. برخی از این مدارها نظیر چراغهای ویترینها و چراغ خیابانها می باشند. در انتخاب این نوع کلیدها لازم است به جریان مدار وظرفیت کلیدها که برحسب آمپر داده می شود توجه شود.

این کلیدها ساختمانهای مختلف دارند. در یک نوع آن از موتور کوچکی که از نوع سنکرون انتخاب می شود استفاده می شود که البته در صورت قطع برق از کار می ایستد. در نوع دیگر ساعت مجهز به فنر است که توسط موتور برقی کوک می شود و در صورت قطع برق بکار خود ادامه می دهد و دچار اختلال نمی گردد. در وصل کلیدهای ساعتی حتماً باید فیوزی برای حفاظت موتور و فیوز دیگری برای حفاظت مدار بکار برد.

2-کلید فشاری : این کلیدها از تغییرات فشار فرمان می گیرند و برای کنترل موتورهایی که تلمبه و یا کمپرسورها را می گردانند یا برای قطع توربین های بزرگ در صورت کم شدن فشار روغن یاتاقانها مورد استفاده قرار می گیرند.

3-کلید حدی (محدود کننده مامیکر و سوئیچ) : این کلیدها از حرکت و برخورد ماشین با وسایل متحرک به نقطه ثابتی فرمان می گیرد و حرکت آنها را کنترل می کند. این کلیدها در جرثقیل ها و آسانسورها در مکانی که حداکثر تغییر مکان مجاز دستگاه را معین می کند نصب می شود و دستگاه در برخورد به دسته آن مدار را قطع می کند و سبب توقف می گردد. از این کلید در مدارهای فرمان برای کنترل و محدود کردن حرکت قسمتهای مکانیکی، تغییر جهت حرکت و در تایمرها و شناورها و … بعنوان کلید قطع یا وصل استفاده می شود. ساختمان این کلید مانند شستی بوده و توسط سیستم متحرک به آن نیروی فشار وارد شده و یا کشیده می شود. به همین دلیل سر اهرم متحرک آن بفرمهای مختلف ساده، قرقره ای، گلوله ای و … می باشد. در میکروسوئیچ نیز مانند شستی، یا برطرف شدن نیروی مکانیکی وارده به اهرم آن مجدداً انرژی ذخیره در فنر میکروسوئیچ آن را به حالت اول برمی گرداند.

4-کلیدهای حرارتی : این کلیدها از تغییرات درجه حرارت فرمان قطع و وصل می گیرند و در وسایل مثل سیستم حرارتی مرکزی و یا یخچال و اتوبرقی مورد استفاده قرار می گیرند.

بی متال ‍(رله حرارتی) :

جهت حفاظت موتور در برابر اضافه بار از قطع کننده حرارتی (بی متال) استفاده می شود اساس کار رله حرارتی مانند فیوز حرارتی بی متال می باشد. رله حرارتی دارای سه کنتاکت ورودی و سه کنتاکت خروجی می باشد که در مدارات قدرت و بین کنتاکتور و موتور قرار می گیرد دور هر بی متال چند دور سیم مقاومت دار پیچیده شده که از آن جریان عبور می کند. در اثر عبور جریان از سیم بی متالها گرم شده و خم می شوند. مقدار خم شدن بی متال بستگی به درجه حرارت و همچنین مقدار جریان عبوری از موتور دارد. گرمای حاصل بیش از حد مجاز بی متال را خم کرده و روی کنتاکت کناری که در مدار فرمان قرار می گیرد اثر گذاشته و تیغه وصل را قطع نموده و می تواند تیغه به کنتاکت دیگری وصل شده و لامپ خبر را روشن و آژیری را به صدا درآورد. روی هر بی متال پیچ تنظیم جریان نیز وجود دارد که توسط آن می توان جریان را به اندازه لازم تنظیم نمود ‍(با توجه به جریان نامی موتور). پس از عمل کردن بی متال کنتاکتور قطع شده و بی متال مجدداً سرد و به حالت اول خود بازمی گردد، در اغلب بی متالها کنتاکت باز شده و پس از سردشدن بی متال به حالت اول خود باز نمی گردد و بسته نمی شود و بایستی با فشار دادن دکمه ای که روی بی متال قرار دارد مجدداً به حالت وصل درآورد.

در بعضی رله های حرارتی حالت MAN و AUTO وجود دارد که با قراردادن اهرم روی AUTO پس از عمل کردن رله، مجدداً بعد از مدتی به حالت اولیه درمی آید.

تایمر(کلید زمانی) :

تایمر کلیدی است مرکب که مانند شستی یا میکروسوئیچ به مدار کنتاکتور فرمان می دهد. فرق تایمر با شستی یا میکروسوئیچ در نوع فرمان دادن آن می باشد شستی بوسیله دست فرمان می گیرد، اما تایمر پس از گذشت مدت زمانی که روی آن تنظیم می شود بطور خودکار فرمان می دهد. بنابراین می توان گفت که تایمر یک شستی اتوماتیک است. تایمر جزء کلیدهای مرکب است، چون از انرژی واسطه ای برای قطع و وصل استفاده می کند. تایمر موارد استعمال زیادی در صنعت دارد، یکی از مهمترین مورد استعمال تایمر در راه اندازی موتورهای سه فازه بصورت ستاره و مثلث می باشد.

تایمرها در انواع مختلف ساخته می شوند که به شرح چند نوع آن می پردازیم :

1-تایمر موتوری (رله زمانی موتوری) : این تایمر دارای یک موتور کوچک جریان متناوب یک فاز می باشد که با عبور جریان به حرکت درآمده و سرعت آن توسط چرخ دنده هایی کم شده و صفحه دیسک مانندی که روی آن یک زایده قرار دارد را به حرکت در می آورد. (این صفحه در روی محور موتور قرار دارد) با رسیدن این زایده به میکروسوئیچ داخل تایمر باعث فشار به اهرمی شده و کنتاکتهای دیگر را قطع می نماید. زمان عمل تایمر بستگی به محل صفحه و در حقیقت بستگی به فاصله زایده روی صفحه تا اهرم میکروسوئیچ دارد. لذا برای تنظیم زمان تایمر می توان پیچی که روی تایمر می باشد و مدرج است را برای زمان دلخواه تنظیم نمود.

2-تایمر الکترونیکی : از این تایمر برای تنظیم زمانهای کمتر از ثانیه تا چند ثانیه استفاده می شود. ساختمان این تایمر از مدارات و اجزاء الکترونیکی استفاده شده و با شارژ یا شارژ شدن یک خازن، بوبین رله تحریک می شود. در ساده ترین نوع تایمر الکترونیکی یعنی در تایمر نوع خازنی رله هنگامی وصل می شود که خازن شارژ شده و ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ وصل رله شود (پس از وصل رله بار ذخیره شده در خازن روی مقاومتی که توسط کنتاکت باز رله به دو سر خازن وصل می شود) تخلیه می گردد. در این مدار با تغییر ظرفیت خازن می توان تایمر را تنظیم نمود.

3-تایمر پنیوماتیک : این تایمر دارای یک کپسول هوا و یک بوبین (سیم پیچ) با هسته آهنی می باشد. وقتی که بوبین تحریک شود، هسته متحرک را جذب می نماید، در اثر جذب هسته متحرک اهرم بالای آن قطعه ای را که بشکل دم آهنگری است فشار خواهد داد و هوای داخل دم از طریق سوپاپ خارج می شود. وقتی که بوبین از تحریک خارج شود. فنر دم را منبسط می کند. دم از طریق سوپاپ تنظیم از هوا پر می شود. انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم فرق می کند. کار این تایمر شبیه تایمر موتوری می باشد با این تفاوت که تایمر موتوری پس از وصل موتور آن به ولتاژ شروع بکار کرده و بعد از زمان تعیین شده برای آن عمل می کند ولی تایمر پنیوماتیک پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به کار کرده و بعد از زمان تعیین شده برای آن عمل می کند.

4-تایمر حرارتی (رله زمانی حرارتی) : این تایمر دارای بی متال می باشد و زمانیکه جریان وارد آن می شود گرم شده و پس از مدتی عمل قطع یا وصل را انجام می دهد. دقت این تایمر زیاد نیست (سرما و گرمای محیط روی آن اثر می گذارد) به همین جهت از آن در برق صنعتی استفاده نمی کنند، ولی بصورت رله زمانی و راه پله در سیم کشی ساختمان مور داستفاده قرار می گیرد.

تایمرها بطور کلی به دو نوع تقسیم بندی می شوند :

الف- تایمر با تاخیر در وصل (ON – DELAY) به این نوع تایمر باید انرژی داده شود و سپس رله عمل کرده و کنتاکتی را باز یا بسته نماید. مانند رله زمانی موتوری.

ب- تایمر با تاخیر در قطع (OFF – DELAY) این تایمر بعد از قطع انرژی عمل کرده و کنتاکتی را باز یا بسته می نماید. مانند رله زمانی پنیوماتیکی.

زمان تعیین شده در تایمرها خیلی دقیق بوده و حدود دهم ثانیه می باشد.

تایمرها را همواره بایستی همراه کنتاکتور بکار برد و هیچ وقت نباید از آن بجای کلید استفاده نمود.

هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...