كلیدهای قدرت

[Mehdi.Aref 26780]

در این مقاله در مورد کلیدهای فشار قوی نوع هوای فشرده که برای قطع و وصل جریان در شبکه استفاده شده است بحث می شود که برای دانلود آن میتوانید از لینک زیر استفاده کنید.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[ehsan moazen 114]

کلیدها وسیله ارتباط سیستم های مختلف هستند و باعث عبور و یا قطع جریان می شوند.

کلیدها دارای مشخصات زیر هستند :

1- در حالت قطع دارای استقامت الکتریکی کافی و مطمئن در محل قطع شدگی می باشند.

2- در حالت وصل باید کلید در مقابل کلیه جریان هایی که امکان عبور آن در مدار هست، حتی جریان اتصال کوتاه، مقاوم و پایدار باشد و این جریان ها و اثرات ناشی از آن نباید کوچکترین اختلالی در وضع کلید و هدایت صحیح جریان به وجود آورد.

بدین ترتیب باید کلید فشار قوی در مقابل اثرات دینامیکی و حرارتی جریان ها مقاوم باشد. بررسی شرایط حاکم بر کلیدهنگام قطع کردن

سلفی بودن شبکه ای که کلید به آن متصل است باعث می شود که کلید زمانی که قطع می شود مقدار جریان عبوری از آن صفر باشد.

در لحظۀ باز شدن کلید آنقدر فاصله بین دو کنتاکت کم است که کوچکتـرین سـطح ولتـاژ هم بـاعث جـاری شـدن جریــان می شـود.

در ادامه به بررسی شرایط حاکم بر کلید در حالاتی که به منبع یک بار سلفی ویا اهمی ویا خازنی متصل باشد می پردازیم.

بررسی حالتی که به منبعیک بار سلفی متصل است

اگر کلید در حالت عادی بسته باشد و مثلاً در لحظۀ t0 شکل موج سینوسی کلید باز شود، در همان لحظۀ قطع کلید جریان صفر نمی شود، بلکه مسیری را که خود شکل موج جریان صفر شده را طی می کند. (که این طی کردن شکل موج ناشی از همان آرک هایی است که بین دو کنتاکت زمانی که هنوز فاصلۀ بینشان کم است می باشد)

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ولتاژ برگشتی در بار سلفی

 

مثلاً در شکل بالا ولتاژ در حالت ماکزیمم پیک منفی میباشد، پس این ولتاژ میتواند یک جریان مجددی را ایجاد کند که به آن ولتاژ برگشتی گفته می شود.

تعریف ولتاژ برگشت

ولتاژی است که روی دو سر کلید می افتد، از لحظه ای که جریان صفر می شود تا لحظه ای کلید کاملاً باز شود.

اندازۀ ولتاژ برگشت در لحظات اول که جریان قطع شده برای ما مهم است، چون در این لحظات کنتاکت ها کمترین فاصله را دارند.

بررسی حالتی که به منبعیک بار اهمی متصل است

در این وضیت ولتاژ برگشت در لحظۀ اول صفر و بعد از ms 5 ولتاژ برگشت به حالت ماکزیمم می رود و بعد هم کم می شود.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ولتاژ برگشت در بار اهمی

 

در این حالت جریان و ولتاژ هم فازند.

بررسی حالتی که به منبعیک بار خازنی متصل است

در این حالت زمانی که کلید قطع می شود خازن شارژ می شود، و ولتاژ برگشتی در حدود 2 برابر ولتاژ اعمالی می باشد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ولتاژ برگشتی در بار خازنی

 

روشهای مختلف خاموش کردن جرقه

الف: در کلیدهای فشار ضعیف

1) استفاده از یک کلید فرعی با مقاومت سری

2) ازدیاد طول قوس

3) تشدید خنک کردن

4) مقطع کردن قوس

5) خاموشی درنقطه صفر

6) خازن موازی با کنتاکتها

7) خلاء

8) روغن

 

ب: در کلیدهای فشارقوی

1) خاموش کننده های جامد

2) خاموش کننده های مایـع

3) خاموش کننده های گازی

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[Mehdi.Aref 26780]

بخش اول

1-سطوح عایقي نامی : سطوح عایقی کلید قدرت بر اساس نتایج به دست آمده از مطالعات «هماهنگی عایقی» و با توجه به مقادیر استاندارد که در جداول استاندارد iec شماره 694 داده شده انتخاب می گردد. ضمناً برای کلیدهایی که تحت شرایط خاص (نظیر استفاده از کلید در عملکرد سنکرون کردن که همزمان با اضافه ولتاژهای قطع و وصل است)، بهره برداری می شوند ممکن است سطوح عایقی استاندارد کافی نباشد و پیشنهاد می شود که یکی از دو راه حل زیر در نظر گرفته شود:

- کلید استاندارد با ولتاژ نامی بالاتر انتخاب شود.

- کلید مخصوص انتخاب شود به طوری که شرایط آزمایش در حالت باز بودن کلید سنگین تر در نظر گرفته شود. در این حالت مقدار نامی ولتاژ قطع و وصل قابل تحمل بین دو کنتاکت کلید در حالت باز از استاندارد iec شماره 694 استفاده می شود.

2-جریان نامی

جریان نامی کلیدبا توجه به نتایج محاسبات پخش بار و جریان اتصال کوتاه برای محل نصب کلید و با در نظر گرفتن ضریب روند افزایش بار بر اساس برنامه ریزیهای توسعه سیستم و همچنین شرایط محیطی از مقادیر استاندارد موجود در iec شماره 56 انتخاب شود.

3-جریان نامی قطع شارژ خط :

جریان نامی قطع شارژ خط عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی خط که کلید در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد iec شماره 56 داده شده، بایستی قطع کند.

ضمناً لازم است توجه شود که مشخصه جریان نامی قطع شارژ خط کلید تنها محدود به کلیدهائی است که دارای ولتاژ نامی مساوی یا بیش از 5/72 کیلوولت بوده و به منظور قطع و وصل خطوط هوائی سه فاز مورد استفاده قرار می گیرند.

به منظور تعیین این جریان بایستی از استاندارد iec شماره 56 و با توجه به ولتاژ نامی کلید استفاده نمود.

4- جریان نامی قطع شارژ کابل :

جریان نامی قطع شارژ کابل عبارت است از حداکثر جریان خازنی کابل که کلید بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد iec شماره 56 داده شده بایستی قطع کند.

ضمناً لازم است توجه شود که مشخصه جریان نامی قطع شارژ کابل برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که از کلید برای قطع و وصل کابل استفاده شود که در صورت درخواست این مشخصه توسط سازنده منظور مي شود که البته این مشخصه برای کلیدهای دارای ولتاژ نامی مسا.ی یا کمتر از 24 کیلوولت لازم نمی باشد.

در هر صورت اگر چنین مشخصه ای مورد نظر باشد توصیه می شود که مقادیر مربوطه از استاندارد iec شماره 56 استخراج گردد.

5- جریان نامی قطع شارژ یک واحد بانکخازنی

جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی یک واحد بانک خازنی کلید که بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در جدول استاندارد iec شماره 56 داده شده آن را قطع کند.

این جریان مربوط به قطع جریان یک بانک خازنی بوده به طوری که هیچ خازنی به سمت تغذیه کلید متصل نشده باشد. ضمناً این مشخصه نیز برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که از کلید برای قطع و وصل یک بانک خازنی استفاده شود که که مقدار آن با توجه به ظرفیت کل خازنها و با استفاده از سری r10 داده شده است. همچنين مقدار استاندارد اين جريان در جدول a4 استاندارد ansi. C37.0732 داده شده است.

[Mehdi.Aref 26780]

بخش دوم

6- جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی پشت به پشت : جریان نامی شارژ بانک خازنی پشت به پشت عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی که کلید بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد IEC شماره 56 داده شده آن را قطع کند.

این جریان مربوط به قطع جریان یک بانک خازنی می شود، در شرایطی که یک یا چند بانک خازنی موازی دیگر به سمت تغذیه کلید متصل بوده و جریان هجومی وصلی معادل جریان هجومی وصل نامی بانک خازنی تولید می کنند.

در هنگام قطع و وصل مجموعه خازنهای پشت به پشت سرعت افزایش جریان خازنی از شیب قابل قبول کلید مربوط به جریان قطع متقارن آن تجاوز نموده، جریان خازنی مشخصات جریان ضربه ای را دارا می گردد. در این شرایط لازم است کلید خصوصیات قطع جریانهای ضربه ای را دارا باشد. لذا کلیدهای مورد نصب در این مدارها بایستی کلیدهای مخصوص بوده که مخشصه های قطع جریان خازنی آنها بر اساس مشخصه جریان هجومی انتخاب می گردد.

این مشخصه برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که کلید در شرایط فوق قرار گیرد. مقدار این جریان با توجه به ظرفیت بانک خازنی و با استفاده از سری R10 تعیین می شود.

همچنین مقدار استاندارد این جریان برای کلیدهای مخصوص در جدول 4B استاندارد ANSI. C37. 0732 داده شده است.

7- جریان نامی هجومی وصل بانک خازنی

جریان نامی هجومی وصل بانک خازنی عبارت از مقدار پیک جریانی است که کلید (کلید مخصوص) بایستی در ولتاژ نامی و با فرکانسی از جریان هجومی، مناسب با شرایط بهره برداری (معمولاً بین 2 تا 5 کیلوهرتز) آن را وصل کند. ضمناً این مشخصه برای کلیدهائی که دارای مشخصه «جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی پشت به پشت» هستند الزامی بوده و مقدار آن با توجه به ولتاژ اعمال شده، اندوکتانس و کاپاسیتانس منبع تغذیه و خازنهای مورد نظر، شارژ موجود در خازنها قبل از بستن مدار و میرائی مدار بر اساس روش و فرمولهای ارائه شده در پیوست BB استاندارد IEC شماره 56 محاسبه و با استفاده از سری R10 تعیین می گردد. همچنین مقدار استاندارد دامنه جریان و فرکانس آن در جدول 4B استاندارد ANSI. C37. 0732 داده شده است.

8- جریان نامی قطع بار اندوکتیوکم

جریان نامی قطع بار اندوکتیو عبارت است از حداکثر جریان اندوکتیو که کلید بایستی برای حالات زیر قطع کند:

- جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتورها

- جریان مغناطیس کننده راکتورها

از آنجائی که مقادیر و شرایط این جریانها هنوز توسط استاندارد IEC تعیین نشده، لذا تا تعیین آنها، در صورت نیاز بایستی با توجه به مشخصات ترانسفورماتور و راکتور محاسبه گردند.

9- جریان نامی قطع اتصال کوتاه

جریان نامی قطع اتصال کوتاه عبارت است از حداکثر جریان خطایی که بایستی تحت شرایط کاربرد و عملکرد مشخص شده در استاندارد، توسط کلید قطع گردد. کلید در مداری قرار دارد که ولتاژ بازیافت با فرکانس قدرت مدار متناظر با ولتاژ نامی کلید و ولتاژ بازیافت گذرای آن معادل مقادیر نامی مشخص شده در استاندارد IEC شماره 56 می باشد.

جریان نامی قطع اتصال کوتاه توسط دو مؤلفه زیر مشخص می گردد:

- مقدار مؤثر مؤلفه AC که جهت اختصار به نام «جریان نامی اتصال کوتاه» نامیده می شود.

- مقدار درصد مؤلفه DC

مقدار مؤثر جریان نامی قطع اتصال کوتاه با توجه به محاسبات اتصال کوتاه، شبکه در آن نقطه و وضعیت حال و آینده (توسعه شبکه) انتخاب می گردد، ضمن آن که این جریان بایستی با مقادیر موجود در استاندارد IEC شماره 56 مطابقت داشته باشد.

مؤلفه جریان مستقیم بر حسب درصدی از جریان AC قطع بیان می شود و بستگی به مدت زمان T یعنی فاصله زمانی شروع اتصال کوتاه تا لحظه باز شدن کلید دارد (شامل فرمان خاموش شدن قوس)

در کلیدهایی که بدون استفاده از رله های کمکی فرمان قطع را انجام می دهند مدت زمان T به صورت حداقل زمان باز شدن کلید در نظر گرفته مي شود، ولی در کلیدهایی که فرمان آنها از طریق رله های کمکی حاصل می شود T معادل زمان باز شدن کلید به اضافه زمان 5/0 سیکل از فرکانس نامی انتخاب می شود.

10- ضریب افزایش ولتاژ فاز سالم

این ضریب، ازدیاد ولتاژ با فرکانس شبکه را برای فازی که در شرایط اتصال کوتاه ابتدا و قبل از دو فاز دیگر و در حالی که دو فاز دیگر هنوز بسته هستند، باز می شود نشان می دهد. مقدار این ضریب با توجه به نحوه زمین کردن نقطه نوترال شبکه بین 1 تا 5/1 تغییر می کند. مطابق استاندارد برای سیستمهائی که نقطه نوترال آنها به طور مؤثر زمین شده و وقوع اتصال کوتاه سه فاز که شامل اتصال زمین نباشد غیرمحتمل باشد این ضریب معادل 3/1 و برای سیستمهای ایزوله و سیستمهایی که با امپدانس زمین شده باشند و یا در سیستم های زمین شده که وقوع اتصال کوتاه سه فاز شامل اتصال زمین، غیرمحتمل نباشد و یا سایر سیستمها این ضریب معادل 5/1 در نظر گرفته می شود.

11- ولتاژ بازیافتی گذرا (استقرار) برایاتصالی های در مجاورت ترمینال کلید (TRV)

ولتاژ نامی بازیافتی گذرا برای اتصالیهای به وقوع پیوسته در مجاورت ترمینال کلید عبارت از ولتاژ مرجعی است که حد ولتاژ گذرای بازیافتی را در مدارهایی که کلید بایستی در صورت اتصال کوتاه در مجاورت ترمینالهای خود قطع نماید، تعیین می کند.

در سیستمهائی با ولتاژ نامی بالاتر از 100 کیلوولت و یا در حالاتی که قدرت اتصال کوتاه زیاد باشد موج ولتاژ بازیافتي گذرا در زمانهای اولیه دارای نرخ افزایش خیلی زیاد و پس از آن با ضریب افزایش کم می باشد. اين چنين موجي را مي توان با مراجعه به شكل شماره 2 با چهار پارامتر به ترتيب ذيل مشخص نمود.

u1: ولتاژ مرجع اول بر حسب کیلوولت

t1: زمانی که ولتاژ به حد u1 می رسد بر حسب میکروثانیه

uc: ولتاژ مرجع دوم یا حداکثر دامنه موج TRV بر حسب کیلوولت

t2: زمانی که ولتاژ به حد uc می رسد بر حسب میکروثانیه

بر اساس اعداد مذکور می توان سه خط پوششی را ترسیم و با استفاده از آنها موج TRV را تعیین نمود.

با توجه به شکل موج متغیر ولتاژ بازیافتی گذرا در مراحل اولیه (ITRV) و مراحل بعدی (TRV)، جهت تعیین شکل موج آن بایستی پارامترهای مربوطه را تعیین نمود. مقادیر این پارامترها را برای ولتاژهای بالاتر از 245 کیلوولت می توان از جداول استاندارد IEC شماره 56 استخراج نمود.

[Mehdi.Aref 26780]

بخش سوم

12- مشخصه های نامی مربوط به اتصالی هایی کهعیب با فاصله کم از کلید و در روی خط رخ می دهد. مشخصه های نامی برای اینگونه اتصالی ها برای کلید سه فازی که به طور مستقیم به خطوط هوائی متصل شده و دارای ولتاژ نامی بیش از 52 کیلوولت بوده و جریان نامی اتصال کوتاه آن از 5/12 کیلوآمپر بالاتر باشد باید در نظر گرفته شود.

این مشخصه ها به جریان خطهای تک فاز به زمین یک سیستم با نوترال زمین شده بستگی دارد. خطای بافاصله کم از کلید تحت تأثیر دو عامل یعنی مدار تغذیه کلید در طرف منبع تغذیه و خطای خط در سمت بار می باشد.

از آنجا که مشخصه های نامی مربوط به اتصالی های با فاصله کم از کلید و در روی خط جهت تعیین شکل موج و مقدار اضافه ولتاژ بازیافتی گذرا در حالت اتصال کوتاه خطوط کوتاه مورد نیاز است، روش و فرمولهای محاسبه پارامترهای این مشخصه در ضمیمه AA استاندارد IEC شماره 56 داده شده است.

13- جریان نامی اتصال کوتاه وصل

جریان نامی وصل، متناظر با ولتاژ نامی کلید بوده و 5/2 برابر مقدار مؤثر مؤلفه A.C جریان نامی قطع اتصال کوتاه کلید انتخاب می شود.

14- توالی عملکرد نامی

مطابق استاندارد، دو گزینه برای توالی عملکرد وجود دارد.

الف- CO- O-t-CO-

که برای کلیدهای بدون سیستم وصل مجدد سریع داریم:

O-3min-CO-3min-CO

و برای کلیدهائی با سیستم وصل مجدد سریع داریم:

O-o.3s-CO-3min-CO

ب- -CO CO-

كه تنها براي كليدهايي با سيستم وصل مجدد غيرسريع داريم:

CO-15S-CO

حا ل با توجه به این که کدامیک از سیستمها مورد نظر باشد توالی عملکرد نامی کلید را می توان انتخاب نمود.

15- مدت زمان اتصال کوتاه

بر اساس تعریف، این مدت زمان عبارت است از فاصله زمانی که یک دستگاه مکانیکی قطع و وصل می تواند در حالیکه بسته است جریانی معادل جریان نامی قابل تحمل کوتاه مدت را از خود عبور دهد. اساساً این زمان بر حسب مدت برقرار بودن جریان اتصال کوتاه باید انتخاب شود. این مدت زمان مطابق استاندارد یک ثانیه بوده ولی در مواردی که مدت زمان بیشتری مورد نظر باشد 3 ثانیه توصیه شده است. به هر حال برای زمانهایی بیشتر از زمان نامی، رابطه بین دامنه جریان و زمان تحمل جریان اتصال کوتاه در صورتی که فرمول دیگری از طرف سازنده کلید ارائه نشده باشد مطابق رابطه خواهد بود.

16- جریان نامی قطع غیر همفاز

این جریان برای قطع و وصل کلید شرایطی که شبکه های دو طرف کلید غیر سنکرون بوده مشخص و تعیین می گردد. مقدار آن اصولاً برای حالتی که دو شبکه 180 درجه اختلاف فاز دارند محاسبه شده و بسته به امپدانس شبکه های دو طرف کلید، متغیر می باشد.

این مشخصه برای کلید الزامی نبوده ولی در صورتی که مورد نظر باشد و مقداری برای آن محاسبه نشده باشد، مطابق استاندارد می توان مقدار آن را برابر 25% جریان نامی قطع اتصال کوتاه کلید انتخاب کرد.

17- زمان قطع نامی

بر اساس تعریف، زمان قطع نامی کلید عبارت است از فاصله زمانی بین صدور فرمان به بوبین قطع کلید تا خاموش شدن قوس الکتریکی در کلید. با توجه به اثرات مخرب قوس الکتریکی در کنتاکتها و گاز یا مایع داخل محفظه قطع کلید و همچنین نیروهای ناشی از تداوم جریان اتصال کوتاه و اثرات ادامه این جریان در پایداری شبکه (بخصوص در مورد ولتاژهای بالا) اساس کاهش این زمان همواره مورد نظر استفاده کننده گان و سازندگان بوده و هست که البته در این مورد گذشته از نیازهای سیستم، امکانات سازندگان نیز بایستی مورد نظر قرار گیرد.

کلیدهای فشار قوي فعلی ساخت اکثر سازندگان دارای زمان قطع نامی 2 سیکل بوده که در حال حاضر در شبکه کشور نصب و در حال بهره برداری می باشد. بدیهی است زمان کمتر از آن ارجحیت دارد.

18- مشخصات مکانیزم عملکرد کلیدشامل:

الف- نحوه و روش عملکرد

منظور از روش عملکرد این است که آیا کلید توسط مکانیزم دستی و یا مکانیسم موتوری عمل خواهد کرد، که با توجه به نیاز به عملکرد اتوماتیک کلید در شرایطی که سیستمهای حفاظتی به کلید فرمان می دهند لازم است عملکرد به شکل موتوری باشد.

ب-تعداد و نوع کنتاکتهای کمکی اضافه

به منظور امکان ارتباط عملکرد کلید با سیستمهای حفاظت و کنترل لازم است که تعدادی کنتاکت کمکی اضافی علاوه بر آن چه توسط مدارات کنترل خود کلید توسط سازنده مورد استفاده قرار می گیرد اختصاص داده شود. در این مورد نوع این کنتاکتها (N/O یا N/C) و تعداد آنها با توجه به سیستمهای حفاظتی و کنترل هر پست خاص بایستی به سازنده کلید اعلام گردد.

ج- ولتاژ و فرکانس تغذیه

تغذیه موتور مكانيزم عملکرد کلید می تواند توسط دو نوع ولتاژ متناوب یا مستقیم انجام گیرد. معمولاً در صورتی که ولتاژ متناوب مطمئن در پست موجود باشد (حداقل دیزل ژنراتور اضطراری در پست وجود داشته باشد) ولتاژ تغذیه از نوع متناوب انتخاب می گردد ولی در صورتی که به هر دلیل به ولتاژ متناوب اطمینان کافی نباشد ولتاژ تغذیه از نوع مستقیم انتخلاب می شود، که با توجه به تعداد کلیدها در پست عیب این کار بزرگ شدن سیستم جریان مستقیم و صرف هزینه زیاد برای سیستم باطری و شارژ و توزیع ولتاژ مستقیم می باشد.

به طور کلی مزیت ولتاژ مستقیم قادر به کار بودن موتورهای کلیدها در هنگام بی برق شدن کلی پست می باشد و عیب آن بزرگی سیستم تأمین جریان مستقیم برای بعضی حالات بهره برداری (نظیر عملکرد رله حفاظت شینه ها که کلیه کلیدهای مربوط به شینه را به کار می اندازد یا آزمایش این رله) می باشد.

در صورتی که ولتاژ به صورت متناوب انتخاب شود مقدار آن 230/400 ولت با فرکانس 50 هرتز و در صورت انتخاب ولتاژ به صورت مستقیم دو گزینه 110 و 125 ولت در نظر گرفته می شود.

نتایج به دست آمده از پرسش نامه های فنی- آماری مشخص می نماید که حدود 55 درصد از پاسخها ولتاژ مستقیم را ترجیح داده اند در صورتی که تعداد پاسخ هایی که ولتاژ متناوب را توصیه نموده اند 30 درصد می باشد.

[Mehdi.Aref 26780]

بخش چهارم

19- مقاومت وصل یکی از طرق بسیار مؤثر در کاهش دامنه اضافه ولتاژهای کلیدزنی، وجود مقاومت موازی با کلید می باشد. این مقاومت قبل از وصل کنتاکت اصلی کلید وارد مدار و سپس با وصل آن از مدار خارج می گردد. وارد و خارج شدن مقاومت در مدار توسط کنتاکت کمکی یا فرعی صورت می پذیرد. کنتاکت کمکی پیش بینی شده در کلید، قسمتی از ساختمان کلید را تشکیل داده، مجهز به محفظه قطع جداگانه بوده و با محفظه قطع اصلی کلید مشترک می باشد. انرژی حرکتی لازم جهت حرکت کنتاکتهای کمکی توسط مکانیزم عمل کننده کلید تأمین می گردد. به منظور کاهش دامنه اضافه ولتاژ لازم است تا مقدار مقاومت و فاصله زمانی قرار گرفتن آن در مدار به طور مناسب و صحیح انتخاب گردد. مقدار مناسب مقاومت و فاصله زمانی آن در مدار با توجه به شرایط کلید زنی، نوع مداری که توسط کلید قطع می گردد و مشخصات آن انتخاب می شود. در شبکه های با ولتاژ 400 کیلوولت نصب مقاومتهای وصل کلید مستلزم تجزیه و تحلیل شبکه بوده و باید نکاتی تظیر استقامت عایقی تجهیزات، سطح حفاظتی برق گیرهای موجود در شبکه و دیگر مسائلی که در رابطه با اضافه ولتاژهای کلید زنی ممکن است در شبکه پدید آید، مورد بررسی قرار گیرند. در شبکه های با ولتاژ 230 کیلوولت احتیاجی به استفاده از مقاومتهای وصل موازی با کلید نخواهد بود. مقدار مقاومت وصل در شبکه های 400 کیلوولت بین 400 الی 600 اهم بوده و حداقل زمانی که این مقاومت در مدار خواهد بود هشت میلی ثانیه می باشد.

روش قدم به قدم طراحی

در این بخش بر اساس نتایج به دست آمده از بررسیها و مطالعات بخشهای قبل، مراحل مختلف چگونگی انتخاب یک کلید قدرت برای پستهای 230 و 400 کیلوولت اعلام می گردد.

20- مشخصات و ویژگیهای سیستم

تعیین اطلاعت مورد نیاز که توسط سیستم تعریف می شوند:

- ولتاژ نامی سیستم (KV)

- حداکثر ولتاژ سیستم (KV)

- فرکانس نامی سیستم (HZ)

- تعداد فاز

- نحوۀ زمین کردن نوترال سیستم (ایزوله، مؤثر زمین شده، موثر زمین نشده(

 

21- شرایط محیطی محل نصب

تعیین مشخصات و ویژگیهای محیطی و اقلیمی محل نصب کلید:

- ارتفاع از سطح دریا (m)

- حداکثر درجه حرارت محیط 0C)

- حداقل درجه حرارت محیط 0C)

- سرعت باد (m/s)

- مقدار رطوبت نسبی (%)

- شتاب زلزله (m/s2)

- ضخامت یخ (mm)

- میزان آلودگی (کم، متوسط، زیاد، خیلی زیاد(

- هر نوع شرایط خاص منطقه

 

22- پارامترها و مشخصه های طراحی کلیدقدرت

تعیین مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی و عملکردی کلید قدرت:

- نوع کلید )SF6، کم روغن، هوای فشرده(

- نوع مکانیزم عملکرد (فنری، هیدرولیک، هوای فشرده، موتور درايو(

- کلاس کلید (فضای باز، فضای بسته(

- ولتاژ نامی

- سطوح عایقی نامی

- جریان نامی (مطالعات پخش بار، ضریب روند افزایش بار، شرایط محیطی(

- جریان نامی قطع شارژ خط

- جریان نامی قطع شارژ کابل

- جریان نامی قطع شارژ یک واحد بانک خازنی

[spow 44197]

همانطور که می‌دانیم قطع جرقه در کلیدهای فشار قوی به دو عامل مهم بستگی دارد:

1- مدت اثر عامل خاموش‌کننده

2- عامل موثر در خاموش کردن جرقه

این عوامل موثر عبارتند از:

1- خاموش‌کننده‌های جامد

2- خاموش‌کننده‌های مایع

3- خاموش‌کننده‌های گازی

که ما در اینجا به اختصار به خاموش‌کننده‌های گازی به خصوص SF6 می‌پردازیم.

علت آزمایش گاز SF6:

- افزایش ایمنی

- کاهش آثار مخرب زیست محیطی

- صرفه‌جویی هزینه تعمیرات و نگهداری

- روشهای بکارگیری توسعه یافته

( بهینه‌سازی روشهای کاربرد قدیمی )

گاز هگزا فلوئورید گوگرد ( SF6 ) یک دی الکتریک عالی با خواص بی‌نظیر در قطع کنندگی ( خاموش کردن ) قوس است و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلید‌های قدرت پستهای گازی است. معرفی و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال 1980 ساخته شده‌اند. امروزه، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی ( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی)، افزایش یافته است. عموماً کلیدهای روغنی با تجهیزات گازی SF6 جایگزین می‌شوند. در حال حاضر گاز SF6 کاربرد زیادی در رده فشار قوی داشته و شواهد، تمایل کاربرد این گاز را برای رده‌های پایین‌تر سطوح ولتاژ نشان می‌دهد تحت شرایط ایده‌آل، وقتی یک عمل تخلیه در کلید رخ می‌دهد، هر کدام از اتمهای فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می‌شوند و هنگام پایان عمل، آن الکترون بدست آورده را از دست داده و با ترکیب با یک اتم گوگرد، دوباره گاز SF6 را تشکیل میدهد که به این مراحل "خودسازی" و یا "خواص بازیابی " گاز SF6 گویند. این واکنش در تجهیزات الکتریکی گازی ( SF6 ) فشار قوی رخ میدهد و وقتی که ذرات دیگری از قبیل اکسیژن، آب حاصل از آلودگی اتمسفری، کربن موجود در مولفه‌های تفلونی کلید، مس، تنگستن موجود در کنتاکتها و همچنین آلومینیوم، با ذرات گوناگونی که از تجزیه SF6 بوجود آمده‌اند برخورد کند، واکنش میدهد‌.

علاوه بر مزایای فوق، تجهیزات تزریق شده با گاز SF6، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر است. شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد، از اینرو با توجه به نیاز صنعت، دستورالعملهای جدید مطابق با آنها ( تجهیزات گازی ) با موارد جدید باید تطبیق یابد. ایمنی، نوع عملکرد آنها در خاموش کردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه‌ای محیط زیست این گاز ( عدم تاثیر در سوراخ لایه ازن )، از جمله این موارد است که علاوه بر ایجاد تغییر کاربری قدیمی گاز SF6، انگیزه زیادی در ارزیابی فرآیند گاز و استفاده مجدد از گازهای ذخیره شده بوجود آورده است.

خاموش کننده‌های گازی :

1- ازت : ساختمان کلیدهای فشار قوی اصولاً با کلیدهای هوایی شروع می‌شود. در این کلیدها ماده خاموش کننده جرقه در همان هوایی که اطراف کنتاکت کلید را پوشانده و موثرترین آنها گاز ازت است که درهوا وجود دارد.

البته چون گاز ازت دارای قابلیت هدایت دمای چندان خوبی نیست اثر خنک کننده آن نیز کم است و به این جهت استفاده ساده آن در فشار قی زیاد ممکن نیست لذا در کلیدهای فشار قوی زیاد از هوای فشرده و یا گاز دیگری که دارای اثر خنک کنندگی بیشتری باشد استفاده می‌شود ولی در قدرت‌های کم هوا یک عامل موثربسیار عالی است زیرا علاوه بر ارزانی هم‌جا نیز در دسترس است از گاز ازت در حال حاضر بیشتر برای کابل‌های گازی با غلاف آلومینیومی استفاده می‌شود.

2 – هیدروژن : اثر خاموش کننده گاز هیدروژن نسبت به گاز ازت خیلی بیشتر است زیرا هیدروژن دارای قابلیت هدایت حرارت بیشتری نسبت به گازهای دیگر است ولی به علت گرانی تهیه آن در کلیدهای فشار قوی تا به امروز از این گاز به عنوان ماده اولیه مثلاً کلید با گاز هیدروژن فشرده استفاده نشده است بلکه معمولاً کلیدها را با عایقی پر می‌کنند که در موقع جرقه زدن بین کنتاکت‌ها گاز هیدروژن خودبه‌خود به وجود آید.

همانطور که می‌دانیم با کلیدهای با عایق مایع حرارت جرقه باعث تجزیه قسمتی از مایع و متصاعد شدن گاز هیدروژن می‌شود و در کلیدهای با گاز جامد در اثر حرارت شدید جرقه از دیواره‌های عایقی محفظه جرقه خاموش کن گاز هیدروژن متصاعد شده و این گاز باعث خاموش کردن جرقه می‌شود.

3 – در این اواخر کلیدهای فشارقوی با گاز SF6 که دارای قابلیت هدایت حرارتی بسیار عالی است ساخته شده است خواص عایقی بسیار خوب این گاز از زمانهای نسبتاً دور معلوم بود ولی به علت گرانی قیمت آن می‌بایست ساختمان کلید طوری باشد که گاز SF6 در ضمن کار مصرف نشده و بیرون نرود. از این جهت کلیدهای SF6 دارای یک مدار بسته برای گاز SF6 هستند.

یکی از موارد مهم استفاده از گاز SF6 استفاده از این گاز در کابل‌های کپسولی است کابل‌های کپسولی با گاز SF6 به خصوص در پست‌های کپسولی با گاز SF6 و در انتقال انرژی جریانهای زیاد و قدرت زیاد از ژنراتورها تا ترانسفورماتورها در نیروگاههای بزرگ به کار برده می‌شود. این کابل‌ها در مسافتهای کوتاه به خاطر سادگی آن در ارتباط با سیم هوایی به صورت تکفازه و در مسافتهای زیاد به خاطر کم کردن کارهای حفاری و خاک‌برداری به صورت سه فاز ساخته می‌شوند این کابل‌ها در قطعات 12 متری ساخته می‌شوند به طوری که کپسول و سیم هادی آلومینیومی و عایق نگهدارنده ( پایه‌ها ) تماماً در کارخانه نصب و پس از آزمایش‌های لازم برای بهره‌برداری حمل می‌شوند جوش دادن و ارتباط قطعات با یکدیگر در محل نصب صورت می‌گیرد.

خواص گاز SF6 به طور اختصار

1- استقامت دی الکتریک بالا

2- هدایت حرارتی بالا ( انتقال حرارتی گازSF6 از روغن هم بیشتر است )

3- خاصیت جذب الکترون‌های آزاد

4- غیر قابل اشتعال بودن

5- قابل ترکیب با فلزات نیست‌(روی فلزات اطراف خود اثر ندارد )

6- غیر سمی است

7- بی رنگ و بی بو است

8- 5 برابر سنگین‌تر از هوا است.

مزایا :

- کاهش هزینه تعمیرات ( به جهت اینکه کلیدهای گازی در مقایسه با دیگر کلیدها، تعمیرات کمتری نیاز دارند.)

- امکان مونیتورینگ اجزا داخلی کلید و کاهش هزینه بازرسی مولفه‌های داخلی کلید

- هزینه‌های راه‌اندازی در فرآیندهای گازی کم می‌شود .

- قابلیت اطمینان بهبود می‌یابد.

- ایمنی نیز زیاد می‌شود.

کلیدهای SF6 :

در این نوع کلید از SF6 ماده خاموش کننده جرقه و عایق بین دو کنتاکت و نگهدارنده ولتاژ استفاده می‌شود. گاز SF6 در طبیعت وجود ندارد و در کارخانه مصنوعی تولید می‌شود.

گاز SF6 الکترون‌های آزاد را جذب می‌کند و ایجاد یون منفی بدون تحرک می‌کند. در نتیجه مانع از ایجاد ابر الکترونی که باعث شکست عایق و ایجاد جرقه می‌شود است بطوریکه استقامت الکتریکی گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الکتریکی هوا می‌رسد. گاز SF6 از نظر شیمیایی کاملاً با ثبات است و میل ترکیبی آن خیلی کم است و غیر سمی می‌باشد و تقریباً 5 برابرهوا وزن دارد در مقابل حرارت زیاد نیز پایدار و غیر قابل اشتعال است در ضمن این گاز دارای قابلیت حرارتی بسیار خوبی است لذا علاوه بر اینکه خاموش کردن جرقه بسیار موثر است عایق بسیار با ارزشی نیز است.

طرز استفاده از این گاز در کلیدهای فشار قوی عموماً بر مبنای انژکسیون گاز متراکم شده SF6 به محل قوس الکتریکی در محفظه احتراق است. یعنی به صورت پاشش گاز بر حمل قوس الکتریکی در محفظه احتراق در کلیدهای SF6 مانند کلیدهای هوایی از یک کنتاکت ثابت و یک کنتاکت متحرک استفاده نشده است بلکه قسمت اصلی کلید تشکیل شده است از دو لوله ثابت که به فاصله معینی متناسب با ولتاژ نامی کلید در مقابل هم قرار گرفته‌اند.

ارتباط این دو لوله در حالت وصل کلید توسط مصرف انگشتانه مانند فلزی به نام موف اتصالی انجام می‌گیرد.

 

 

مشخصه‌های عمده کلیدهایSF6:

1- در انواع جدید کلیدهای SF6 از نوع SELE EXTINGISH جهت قطع و وصل انرژی کمی نیاز است.

2- کلیه مولکول‌های تجزیه شده پس از خاموش شدن قوس مجدد ترکیب شده کسر گاز حاصل نمی‌شود.

3- فشار گاز قابل کنترل است.

4- گاز SF6 به سادگی یونیزه شده و خاصیت هدایت پلاسما تا درجه حرارت‌های پایین برقرار می‌کند و این خاصیت مشکل ناپایداری قوس و قطع ناگهانی آنرا و نهایتاً اضافه ولتاژهای ناشی از آنرا به مقدار زیادی کاهش می‌دهد.

5- جریانهای گذرا و با فرکانس بالا که در بعضی از قطع و وصل بوجود می‌آید در کلیدهای SF6 در زمانیکه جریان کم است قطع می‌شود و لذا اضافه ولتاژ خطرناکی در بر ندارد.

دستورالعمل‌های کلی نگهداری کلید SF6 :

1- احتیاط و موارد ایمنی

2- اهمیت تمیز بودن

3- تمیز کردن

4- تخلیه مواد زاید

5- تخلیه گاز

1- احتیاطات و موارد ایمنی :

مقررات محلی در مورد ایمنی فشار قوی را رعایت کنید. کلید را در وضعیت قطع قرار دهید طرف فشار قوی را باز کرده و ارت کنید. ولتاژ مکانیزم فرمان و هیتر را قطع کنید.

برای کار روی مقره‌های کلید و یا قطعات تحت ولتاژ و همچنین حمل و باز کردن پل‌ها حتماً می‌بایستی ابتدا فشار داخل پل‌های کلید را تا 125/0 مگا پاسکال پایین آورد قبل از باز کردن یک محفظه تحت فشار گاز بایستی ابتدا فشار آنرا تا حد فشار اتمسفر کاهش دهیم اگر قرار است که گاز را در هوای آزاد تخلیه کنید این کار بایستی از طریق کلینر جذب کننده گرد وغبار صورت گیرد.

2- اهمیت تمیز بودن :

گاز SF6 و دیگر قطعات ایزوله بایستی از قدرت دی الکتریک بالایی برخوردار باشند و به همین علت بایستی تمیز و خشک باشند.

در تمام مواردی که بر روی کلیدهای باز شده کار می‌کنید بایستی بدانید که نه تنها آلودگی بلکه رطوبت هوا و عرق دست هم زیان آور و مضر است. چنانچه به هر دلیل قسمت‌هایی که در تماس با گاز می‌باشند و یا محفظه‌های گاز بیش از 24 ساعت در معرض رطوبت هوا قرار گیرند در این صورت‌این محفظه‌ها بایستی با فشار bar 2/1 با گاز SF6 پر شوند.

گاز SF6 مصرف نشده غیر سمی، بدون بو و بی‌رنگ است با این حال این گاز سنگین‌تر از هواست و با مقدار جریان قابل توجهی به سهولت در مکانهای گود مانند کانال‌های کابل، مخزن‌ها و غیره جمع می‌شود در صورتی که مقدار زیادی گاز SF6 در این مکانها جمع شده باشد خطر خفگی بر اثر عدم وجود اکسیژن وجود دارد لذا عملیات بازرسی و تعمیرات را بایستی در مکانهایی که تهویه مناسب دارند انجام داد.

مواد حاصل از تجزیه گاز که بر روی قسمت‌های قطع کننده جریان تشکیل می‌شوند به هنگام تماس با رطوبت خاصیت خورندگی پیدا می‌کنند و باعث ناراحتی پوست، چشم، مخاط می‌شوند.

3- تمیز کردن :

سطوح بیرونی مقره‌ها را کاملاً با آب شستشو داده و بعد از خشک شدن قبل از باز کردن کلید انتها و سطوح داخلی را با آب اتانول تمیز کنید پس از باز کردن کلید قطعات داخلی را با پارچه آغشته به اتانول خوب تمیز و خشک کنید.

4- مواد زاید :

کلیه گرد غبارها و همچنین مواد پاک‌کننده مورد استفاده را در یک ظرف مهر و موم شده به عنوان زباله شیمیایی دفع کنید.

5- تخلیه گاز :

کلید با استفاده از تجهیزات تصفیه گاز تخلیه می‌شود که گاز تصفیه شده را فشرده می‌سازد به طوری که می‌توان آنرا دوباره به کار برد مخلوط گاز SF6+N2 فقط زمانی می‌تواند مجدداً مورد استفاده قرار گیرد که شرایط مخلوط شدن آن تحت کنترل باشد پس از تخلیه کلید را با گاز نیتروژن تا حد اتمسفر پر کرده و پس از آن مجدداً خالی می‌کنیم بدین ترتیب گرد وغبار باقی مانده در کلید تمیز می‌شود. در نهایت کلید را با گاز نیتروژن خشک تا حد اتمسفر پر می‌کنیم و بعد از آن کلید آماده باز شدن و انتقال به کارگاه است.

[spow 44197]

كلیدهای قدرت به دو دسته تقسیم می شوند :

 

-1 كلید بدون قابلیت قطع زیر بار (سكسیونر)

-2 كلید با قابلیت قطع زیر بار ( دژنكتور )

 

 

سكسیونر :

 

سکسیونر باید در حالت بسته یک ارتباط گالوانیکی محکم و مطمئن در کنتاکت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژشود. لذا باید مقاومت عبور جریان در محدوده سکسیونر کوچک باشد تا حرارتی که در اثر کار مداوم در کلید ایجاد میشود 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 نگهداشته می شود .در ضمن موقع بسته بودن کلید نیروی دینامیکی شدیدی که در اثر عبور جریان اتصال کوتاه بوجود می آید .باعث لرزش تیغه یا احتمالاباز شدن آن نگردد. از این جهت در موقع شین کشی و نصب سکسیونر دقت باید کرد تا تیغه سکسیونر در امتداد شین قرار گیرد . بدین وسیله از ایجاد نیروی دینامیکی حوزه الکترومغناطیسی جریان اتصال کوتاه جلوگیری بعمل آید.

 

موارد استعمال سکسیونر:

 

همانطور که گفته شد اصولا سکسیونر ها وسائل ارتباط دهنده مکانیکی وگالوانیکی قطعات وسیستمهای مختلف می باشند ودر درجه اول بمنظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق زدگی کار برده میشوند. بدین جهت طوری ساخته میشوند که در حالت قطع یا وصل محل قطع شدگی یا چسبندگی بطور واضح واشکار قابل رویت باشد .

از انجاییکه سکسیونر باعث بستن یا باز کردن مدارالکتریکی نمیشود برای باز کردن یا بستن هر مدار الکتریکی فشار قوی احتیاج به یک کلید دیگری بنام کلید قدرت خواهیم داشت كه قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند و سکسیونر وسیله ای برای ارتباط کلید قدرت ویا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است به شین میباشد .طبق قوانین متداول الکتریکی جلوی هر کلید قدرتی از 1کیلوولت به بالا و یا هر دو طرف در صورتیکه ان خط از هر دو طرف پتانسیل می گیردسکسیونر نصب می گردد. برای جلوگیری از قطع ویا وصل بی موقع ودر زیر بار سکسیونر

 

انواع سکسیونر :

 

سکسیونر را قطع ویا وصل کرد. بر خلاف کلید های هوایی ، سکسیونرها قادر به قطع هیچ جریانی نیستند . آنها فقط در جریان صفر باز و بسته می شوند . این کلیدها اصولا جدا کننده هستند که ما را به جدا کردن کلیدهای قدرت روغنی ، ترانسفورماتوها، خطوط انتقال و امثال آنها از شبکه زنده قادر می سازند .سکسیونرها از لوازمات تعمیراتی وتغییر مسیر جریان میباشند.

 

انواع سکسیونر :

 

-1 سکسیونر تیغه ای یا اره ای

-2 سکسیونر کشویی

-3 سکسیونر دورانی

-4 سکسیونر قیچی ای یا پانتوگراف

 

سکسیونر تیغه ای یا اره ای :

 

برای قطع و وصل ولتاژ 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 می دهد.

 

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.

 

 

این سکسیونرها بدلیل جلوگیری از حجم زیاد پست و جلوگیری از مانور اپراتور و همچنین برای جلوگیری از اینترلاک (تنش) بین سکسیونر و دژنكتور 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.

 

 

دژنكتور:

کلیدهای قدرت برای قطع جریانهای عادی و اتصال کوتاه طراحی می شوند .آنها مانند کلیدهای بزرگی رفتار میکنند که توسط شصتی های محلی و یا سیگنالهای مخابراتی توسط سیستم حفاظت از دور می توانند باز ویا بسته شوند . بنابراین ، کلیدهای خودکار در صورتی که جریان و ولتاز خط از مقدار تنظیم شده كمتر و یا بیشتر شوند , دستور قطع را از طریق رله دریافت می كند.

 

مهمترین کلید های قدرت به شرح زیر می باشند :

 

1 - کلید قدرت روغنی (OCBS)

2 - کلید قدرت هوایی

3 - کلید قدرت SF6 کلید قدرت خلا

 

 

 

1- کلید قدرت روغنی (OCBS) :

 

این کلید از یک تانک فولادی پر از روغن عایقی تشکیل شده است. اگر اضافه باری شدن کنتاکت ها میگردد . به محض جدا شدن کنتاکت ها جرقه شدیدی ایجاد می شود که سبب تبخیر روغن در اطراف جرقه می گردد . فشار گاز های داغ ایجاد اغتشاشی در اطراف کنتاکت ها میکند که سبب چرخش روغن خنک در اطراف قوس شده ،آن را خا موش می کند . در کلیدهای پر قدرت مدرن قوس در مجاورت یک محفظه انفجار قرار میگیرد، به طوری که گازهای داغ سبب جریان شدید روغن می گردند . این جریان شدید در اطراف قوس برای خاموش کردن آن جاری می شود . سایر انواع کلیدهای قدرت به صورتی طراحی شده اند که قوس الکتریکی در آن توسط یک میدان مغناطیسی خودایجاد شده منحنی وار و طولانی می شود و به قوس در برابر یک سری بشقاب های عایقی دمیده می شود ، به طوری که قوس تکه تکه شده خنک می شود .

 

کلید قدرت هوایی :

 

این کلید ها مدار با دمیدن هوای فشرده با سرعت ما فوق صوت به کنتاکت های باز شده قطع می کنند . هوای فشرده در یک مخزن با

 

کلید قدرت فشار حدود ( (3 MPa ذخیره شده و توسط یک کمپرسور در پست پر می شود . پر قدرتترین کلید قدرت می تواند جریانهای اتصال کوتاه 40 کیلو آمپر را در ولتاز خط 765 کیلو ولت را در مدت زمان 3 تا 6 سیکل در یک خط (60 hz) قطع کند . صدایی که از دمیدن هوا ایجاد می شود آن قدر بلند است که از صدا خفه کن در صورت نزدیکی کلید قدرت به مناطق مسکونی باید استفاده می شود .

 

کلید قدرت SF6 :

 

این کلید کاملا بسته و با گاز عایق شده در هر کجا که فضا کم با شد مانند پست های اول شهر به کار می رود . این کلید ها از انواع دیگر با قدرت های مشابه خیلی کوچکتر و از کلید های هوایی نیز کم صداتر است.

 

 

کلید قدرت خلا :

 

این کلید ها با اصول متفاوتی از دیگر کلید ها کار می کنند ، زیرا هیچ گازی برای یونیزه شدن در موقع باز شدن کنتاکت ها وجود ندارد . این کلیدها کاملا آب بندی می باشند ودر نتیجه ساکت بوده وهیچ گاه در معرض آلودگی هوا قرار نمی گیرند . ظرفیت قطع انها به حدود30 kv محدود می شود و برای ولتازهای بالاتر از اتصال سری چند کلی استفاده می شود . از این کلیدها اغلب در سیستم های مترو استفاده می شود.

[samyar 3407]

نقش اصلی کلیدها در پی بروز عیب در شبکه ظاهر می گردد. چنانچه با بروز عیب و ضرورت قطع اتوماتیک خط، کلید خط به عللی عمل نکرده و یا موفق به قطع جریان عیب نگردد، شبکه با خاموشی موضعی مواجه می گردد. ولی در صورتی که به عللی خاموش کامل باشد این خاموشی توأم با صدمات و خسارات جبران ناپذیر خواهد بود. کلیدها در شرایط کار عادی شبکه و در هنگام وصل بودن، نقش مهمی در تأمین انرژی مصرف کننده ها به عهده ندارند. نقش اصلی آنها تنها در هنگام بروز عیب ظاهر می گردد. در هنگام بروز عیب که قطع و یا وصل فوری آنها ضروری است، باید با صدور فرمان به طور اتوماتیک و با اطمینان کافی عمل نمایند. اختلاف عمده کلیدها با سایر تجهیزات شبکه از همین جا ناشی می گردد، در حالی که کلید در شرایط عادی ممکن است برای مدت طولانی مورد استفاده واقع نگردد، قطع و وصل آن در لحظه بروز می بایست با اطمینان کامل انجام شود. بدین ترتیب کلیدهای قدرت تجهیزاتی کاملاً استثنایی از شبکه می باشند که می بایست از قابلیت اطمینان فوق العاده برخوردار بوده و احتمال بروز عیب در آنها و مکانیزم کار آنها حداقل باشد.

 

هر گونه عیب الکتریکی در شبکه و تجهیزات فشار قوی نظیر ژنراتورها، ترانسفورماتورها و غیره به صورت انواع مختلف اتصالی ظاهر می گردد. رله های حفاظتی پیش بینی شده بروز عیب را در شبکه احساس کرده و فرمان قطع را به کلید قدرت تعیین شده اعلام می دارند. با قطع کلید، قسمت معیوب و صدمه دیده که عیب در آن روی داده است از قسمتهای سالم شبکه جدا می گردد. بروز عیب در شبکه امری عادی بوده و قابل پیش بینی نمی باشد به طوری که هیچگاه نمی توان به طور کامل و صد در صد از بروز آن جلوگیری نمود و تنها می توان با قطع سریع و به موقع کلیدها از ادامه عیب و اثرات مخرب آن در شبکه جلوگیری نمود و خسارات و صدمات ناشی از عیب را به حداقل کاهش داد. از آن چه گفته شد، اهمیت و نقش کلیدهای قدرت در شبکه و در هنگام بروز عیب و اتصالی های مختلف آشکار می گردد.

قطع و وصل کلیدها در هنگام بروز عیب و به طور اتوماتیک، پیش از قطع و وصل دستی آنها اهمیت دارد. در هنگام بروز عیب، جریان خطایی که از کلید می گذرد تا چندین کیلوآمپر رسیده و بسیار بیش از جریان عبور کرده از کلید در هنگام قطع و وصل دستی کلید می باشد. لذا قطع و وصل كلید در هنگام بروز عیب با دشواری بیشتری صورت گرفته و در شرایط سنگین مربوط به عبور جریان عیب انجام می گردد.

2-1 نقش کلیدهای قدرت در شبکه

عمل اصلی حفاظت شبکه در هنگام بروز اتصالیها و برقراری جریان عیب توسط کلیدهای قدرت صورت می پذیرد. با قطع کلید قدرت، قسمت معیوب شبکه از قسمتهای بدون عیب و در حال کار شبکه جدا شده و ادامه کار و ثبات شبکه تأمین می گردد. بروز هرگونه عیبی در کلید قدرت، به طوری که با بروز عیب در شبکه و به کار افتادن رله های حفاظتی، کلید عمل نکرده و به موقع قسمت معیوب شبکه را جدا ننمایند، قطع بی مورد و نابجای سایر کلیدها و از کار افتادن قسمتی از شبکه را به همراه خواهد داشت. عیب در کلید ممکن است ناشی از بروز اشکال در مدار فرمان کلید، بروز عیب در مکانیزم قطع و وصل کلید، عدم توانایی کلید در قطع جریان عیب، افزایش زمان کلید و غیره باشد. با توجه به تعداد عیوبی که در خطوط انتقال انرژی و سایر تجهیزات شبکه در سال روی می دهند و در کلیه عیوب روی داده کلیدهای قدرت نقش اصلی را در قطع قسمت معیوب و حفظ شرایط عادی شبکه عهده دار می باشند، اهمیت کلیدهای قدرت و تأثیر آنها در ادامه کار عادی شبکه روشن می گردد. عدم قطع به موقع و بجای کلیدها در هنگام بروز عیب منجر به قطع سایر کلیدها در نقاط دیگری از شبکه شده و قسمتهای بیشتری از شبکه را با قطع برق و خاموشی مواجه می نمایند.

تأخیر در قطع کلیدها، مدت باقی بودن عیب و برقراری جریان عیب در شبکه را افزایش داده و بازگشت شبکه را به شرایط عادی دشوارتر می نماید.

با روشن شدن اهمیت و نقش کلیدهای قدرت در حفظ شرایط پایداری شبکه جلوگیری از خاموشی های مکرر، درجه اطمینان و قابلیت کلیدهای قدرت تعیین می گردد. این امر موجب می شود تا کلیدها از حداکثر اطمینان و توانایی برخوردار باشند. هر قدر عیوب روی داده در کلیدها و مکانیزم کار آنها کمتر باشد، ثبات کار شبکه بیشتر شده و قطعی های شبکه کمتر می گردد.

[samyar 3407]

دستیابی به حداکثر اطمینان در عملکرد کلیدهای قدرت در شبکه و توانایی کامل آنها در قطع جریان عیب، موجب می گردد تا بررسی های لازم به منظور تعیین توانایی آنها در قطع جریان عیب و تعیین نوع مناسب آنها با دقت زیاد و با توجه به کلیه پارامترهای شبکه صورت پذیرد. در شبکه ای که کلیدهای قدرت نصب شده در آن بازدهی خوبی نداشته و نتوانند در مقابل عیوب روی داده در شبکه با سرعت کافی عمل نمایند، همواره عدم رضایت مشترکین و مصرف کنندگان انرژی وجود خواهد داشت.

3-1 اجزاء تشکیل دهنده کلید

اجزای تشکیل دهنده کلید عبارت است از:

- محفظه قطع

- مکانیزم عملکرد

- تابلوی کنترل

- ترمینالهای فشار قوی

- مقره ها

- پایه های نگهدارنده

4-1 نیازهای کلی

به طور کلی کلیدهای قدرت تجهیزاتی هستند که باید توانایی قطع و وصل مدار فشار قوی را هم در شرایط عادی سیستم و هم در شرایط وقوع خطا داشته باشند. یک کلید قدرت مناسب باید بتواند عمل قطع و وصل شبکه را در شرایط مختلف بار و اتصال کوتاه در محدوده شرایط و مقادیر نامی تعیین شده برای کلید طوری انجام دهد که خود آسیب ندیده و شبکه نیز به نحو مطلوب کنترل شود.

به طور کلی کلیدهای قدرت بایستی بتوانند نیازهای زیر را بدون ایجاد اضافه ولتاژ گذرای خارج از تحمل عایق بندی شبکه بدون این که آسیبی به خود و سایر تجهیزات شبکه وارد آید برآورده نمایند:

- تحمل عبور جریان پیوسته نامی مدار بدون این که حرارت اضافی در آنها تولید شود و به کلید صدمه ای برسد.

- قطع جریانهای خطا (بدون افزایش غیرمجاز تنشهای حرارتی و مکانیکی)

- قطع و وصل جریانهای خازنی (نظیر جریانهای خطوط انتقال نیروی بی بار با انتهای باز)

- قطع و وصل جریانهای اندوکتیو (نظیر جریانهای ترانسفورماتورهای بی بار و جریان راکتورهای موازی)

- قطع جریانهای اتصال کوتاه ترانسفورماتورها و راکتورها

- وصل مجدد اتوماتیک

2- اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی

بر اساس استاندارد iec شماره 56 اطلاعات مورد نیاز جهت انتخاب کلیدهای قدرت عمدتاً شامل موارد زیر است:

- مشخصات و ویژگیهای شبکه و سیستمی که کلید در آن نصب و بهره برداری می شود.

- مشخصات محیطی و شرایط اقلیمی منطقه و محلی که کلید در آن شرایط مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

ذیلاً به بیان هر کدام از عوامل فوق و پارامترهای مربوط خواهیم پرداخت:

1-2 مشخصات و ویژگیهای شبکه و سیستمی که کلید در آن نصب و بهره برداری می شود

کلیدهای قدرت در هنگام قطع و وصل در شرایط عادی عملکرد یا اتصال کوتاه باید از عهده انجام وظایف مربوطه برآمده و ویژگیهای شبکه الکتریکی را به طور ایمن تحمل کند. این شرایط و ویژگیها و محدوده تغییرات آنها به شرح زیر بایستی در هنگام انتخاب کلید دقیقاً مورد توجه قرار گیرد:

- ولتاژ نامی

- حداکثر ولتاژ سیستم

- فرکانس نامی

- تعداد فاز

- جزئیات نحوه زمین کردن سیستم

2-2 مشخصات محیطی و شرایط اقلیمی منطقه و محلی که کلید در آن شرایط مورد استفاده قرار خواهد گرفت

در انتخاب کلیدهای قدرت شرایط آب و هوائی و محلی از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا به همان اندازه که تعیین شرایط محیطی واقعی و مناسب در بهره برداری ایمن در کاهش هزینه های سرویس و تعمیرات و استفاده بهینه از سرمایه گذاری اولیه تأثیر دارد، تعیین شرایط محیطی و آب و هوایی نامناسب اعم از شرایط سنگین و یا سبکتر از شرایط واقعی، بهره برداری را نامطمئن و پرمخاطره نموده، تعمیرات و سرویسها را افزایش داده و استفاده مناسب و بهینه از سرمایه گذاری را نیز ناممکن می سازد. بنابراین دقت در تعیین و انتخاب این شرایط بسیار با اهمیت و حساس می باشد.

[samyar 3407]

لازم به یادآوری است که با توجه به استانداردهای ساخت کلید فقط تعداد محدودی از پارامترهای اقلیمی و محیطی در ساخت و کارکرد آن مؤثر بوده که ذیلاً به آنها اشاره می شود:

- ارتفاع محل نصب از سطح دریا

- حداکثر درجه حرارت محیط

- حداقل درجه حرارت محیط

- سرعت باد

- میزان رطوبت نسبی

- شتاب زلزله

- ضخامت یخ

- میزان و نوع آلودگی

- هر نوع شرایط خاص و غیر عادی نظیر بخار آب غیر متعارف، رطوبت، گرد و خاک غیر معمول، نمک، دود، گازهای قابل اشتعال و قابل انفجار و خوردگیهای غیرمعمول.

در مواردی که محل نصب کلید در فضای باز نبوده و در داخل محل سرپوشیده نصب می گردد، پارامترهای آب و هوایی و محلی فوق تغییر خواهد کرد. مشخصات محیطی و شرایط اقلیمی کشور نقش مهمی در انتخاب كلید دارد و انتخاب کلید قدرت باید بر مبنای آن انجام گیرد.

3- معیارهای مشخص كنندة طراحی

1-3 نوع کلید

انواع کلیدهای قدرت که در ولتاژهای بالا به کار می روند به لحاظ ماده خاموش کننده قوس که توسط سازندگان کلید ساخته می شوند به قرار زیر است:

- کلیدهای هوای فشرده

- کلیدهای روغنی

کلیدهای sf6

- در کلیدهای روغنی، روغن به هنگام حرکت کنتاکت متحرک و برقراری قوس، در مسیر قوس حرکت کرده و جابجایی هر چه بیشتر و سریعتر مواد یونیزه حاصل از قوس را موجب می گردد. به طوری که پس از رسیدن جریان به نقطه صفر، قوس خاموش می شود. عامل خنک سازی و خاموش کننده جرقه، گاز هیدروژن است که در اثر تجزیه روغن حاصل شده است. حجم این گاز متناسب با مقدار شدت جریان در لحظه کلیدزنی تغییر می نماید. امروزه در ولتاژهای بالا، دیگر کلیدهای روغنی ساخته نمی شود، چرا که ولتاژ عایقی روغن، وجود محفظه های قطع سری چندگانه را به کلید تحمیل می نماید و از این نقطه نظر، اقتصادی و مقرون به صرفه نمی باشد.

در کلیدهای هوای فشرده، اگر چه خاصیت عایقی هوا به مراتب کمتر از روغن است، ولی با افزایش فشار، خاصیت عایقی هوا افزایش یافته، به علاوه سرعت جابجایی و تحرک هوا به مراتب بیش از روغن می باشد. در اینگونه کلیدها با بروز قوس، هوای فشرده در جهت عمود بر مسیر قوس وارد شده و ضمن انحراف قوس و هدایت آن به فضای خارج از محفظه قطع، هوای یونیزه حاصل از بروز قوس را با هوای تمیز جابجا می نماید. از آنجا که هوای فشرده با فشار 30 اتمسفر، سرعت عمل و تحرک بسیار مناسبی جهت انحراف و جابجایی قوس و مواد یونیزه دارد، در کاهش زمان قطع کلید بسیار مؤثر واقع خواهد شد.

در ولتاژهای بالا به دلیل نیاز به سرعت عمل بیشتر لازم است تا حجم کلید حتی الامکان کاهش یابد، به طوری که فاصله بین کنتاکتهای متحرک و ثابت به حاقل رسیده و قوس سریعتر خاموش شود. لذا از موادی با خاصیت عایقی بیشتر که حجم کمتری را اشغال کنند نظیر گاز sf6 استفاده می شود. این گاز 6 بار از هوا سنگین تر بوده و خاصیت عایقی آن سه برابر هواست. با افزایش فشار گاز، خاصیت عایقی آن تا چند برابر روغن افزایش می یابد.

انواع کلیدهای فوق برای سطوح مختلف ولتاژ دارای معایب و مزایایی است. به هر حال امروزه با توجه به خواص الکتریکی و شیمایی گاز sf6 و امکان بالا بردن فشار گاز، فاصله کنتاکتهای ثابت و متحرک کلید کم شده و در نتیجه علاوه بر کوچک کردن محفظه ها تعداد آنها را نیز کاهش داده اند. مضافاً به اینکه با توجه به آمارهای بین المللی و نتایج پرسش نامه آماری- فنی، نرخ تعمیرات در کلید sf6 را به دو نوع دیگر ترجیح داده اند. بنابراین استفاده از کلید sf6 در ولتاژهای متوسط عمدتاً به دلیل ناچیز بودن تعمیرات صورت می گیرد. در ولتاژهای بالاتر، علاوه بر ناچیز بودن تعمیرات، کاهش تعداد محفظه های قطع باعث می گردد که استفاده از کلیدهای نوع sf6 از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.

همان طور که می دانیم، کلیدهای sf6 دارای یک محفظه قوس می باشند. به علت کم بودن فاصله کنتاکتهای ثابت و متحرک در داخل این محفظه، برای ایجاد استقامت عایقی کافی و نیز برای عملکرد صحیح در خاموش کردن قوس، فشار گاز sf6 داخل محفظه قطع باید مقدار معینی داشته باشد و فشار داخل محفظه قطع باید مورد بازرسی منظم قرار گیرد.

نحوه خاموش شدن قوس به دو نوع کلی زیر صورت می گیرد:

- تک دمش با فشار کم: در این سیستم خاموش کردن قوس از طریق دمیدن گاز با سرعت زیاد بین دو کنتاکت در حین جدا شدن آنها صورت می گیرد.

- دمش خودکار: در این روش برای خاموش کردن قوس از انرژی خود قوس الکتریکی هم کمک گرفته می شود. در این نوع از کلیدها انرژی کمتری نسبت به نوع اول برای قطع و وصل لازم است و بنابراین مکانیزم مربوطه کوچکتر و ارزانتر می باشد. در کلید نوع دمش خودکار، قطع جریانهای کم به علت انرژی کم قوس در آنها باید مورد بررسی خاص قرار گیرد.

[samyar 3407]

2-3 نوع مکانیزم عملکرد

عمل قطع و وصل کلید و خاموش کردن سریع قوس الکتریکی مستلزم صرف انرژی مکانیکی می باشد. به دنبال فرمان قطع و وصل دستی یا توسط رله، انرژی ذخیره شده در مکانیزم توسط یک سری ارتباطات مکانیکی به کنتاکت متحرک که در داخل محفظه قوس قرار دارد منتقل و باعث حرکت سریع آن می شود که با توجه به ساختمان داخلی محفظه باعث خاموش شدن قوس و در نتیجه قطع و وصل مدار الکتریکی می گردد.

از آنجا که کل مدت زمان قطع کلید شامل زمان عملکرد رله حفاظتی، زمان عملکرد رله های کمکی در صورت وجود و زمان عملکرد رله قطع، عملکرد مکانیزم (کویل) و زمان خاموش شدن قوس می باشد، ملاحظه می شود که کاهش زمان عملکرد مکانیزم در کاهش زمان قطع کلید از سایر مؤلفه ها مؤثرتر و مهمتر بوده و از جمله پارامترهای بسیار حساس در انتخاب کلید محسوب می شود.

با توجه به مطالعات انجام شده و آمارهای به دست آمده اکثر مسائلی که در عملکرد کلیدها روی می دهد به علت اشکال در سیستم مکانیزم عملکرد می باشد که میزان این تأثیر با توجه به نتایج به دست آمده از پرشس نامه های فنی- آماری به حدود 65 درصد می رسد. در حال حاضر از سه نوع مکانیزم فنری، پنوماتیک (هوای فشرده) هیدرولیکی به طور وسیع استفاده می گردد. مکانیزم نسبتاً جدیدی نیز به اسم فنری – هیدرولیک و موتور درایو اخیراً توسط بعضی سازندگان معرفی گردیده است.

ذیلاً ضمن شرح مختصر، مزایا و معایب سه نوع مکانیزم معمول و پركاربرد فنری، هیدرولیک و هوای فشرده بیان می شود:

الف) مکانیزم فنری

در این نوع مکانیزم، انرژی لازم برای عملکرد کلید در فنر ذخیره می گردد. به طور معمول یک موتور، فنر مربوط به عمل وصل کلید را شارژ می کند. پس از دادن فرمان وصل، انرژی موجود در این فنر باعث حرکت کنتاکت متحرک و وصل کلید می شود. به طور همزمان انرژی فنر مربوط به وصل، فنر مربوط به قطع کلید را نیز شارژ می نماید. در نتیجه پس از هر فرمان وصل همواره فنر قطع شارژ شده در دستس خواهد بود.

سوئیچهای حدی موجود در مکانیزم در هر بار عمل وصل کلید، مدار تغذیه موتور برای شارژ فنر وصل را برقرار و یا پس از شارژ فنر، قطع می کنند.

ارزانی نسبی، ساده بودن نصب و نگهداری، امکان شارژ دستی فنر در موقع نبودن برق به علاوه امکان ساخت در کشور از مزایای مکانیزم فنری و محدود بودن میزان انرژی قابل ذخیره شدن در مکانیزم (بدون شارژ مجدد فنر وصل، این مکانیزم فقط یک سیکل قطع- وصل – قطع را می تواند انجام دهد) و نیاز به وجود سه مکانیزم (یک مکانیزم برای هر قطب) برای عمل قطع و وصل تک فاز و در نتیجه افزایش قابل توجه قیمت کلید از معایب مکانیزم فنری می باشد.

ب ) مکانیزم هیدرولیکی

در مکانیزم هیدرولیکی یک موتور پمپ، روغن را به حرکت درآورده و حرکت پیستونها در سیستم هیدرولیکی باعث ذخیره انرژی به صورت فشرده شدن گاز نیتروژن می گردد. این فشار روی روغن داخل لوله ها باقی مانده و در موقع لزوم سبب قطع و وصل کلید می گردد. فشار روغن باید به وسیله فشار سنج کنترل شده و در مواقع لزوم (مثلاً در مواقعی که فشار روغن هیدرولیک از حد معین افت پیدا کند) به وسیله کنتاکتهای این فشارسنج از عمل وصل و یا قطع مجدد ممانعت به عمل آید.

قابلیت ذخیره انرژی زیاد، سر و صدای کم هنگام قطع و وصل، کوچکی نسبی مکانیزم و امکان شارژ دستی از مزایای این نوع مکانیزم و گرانی نسبی، مشکل بودن نصب و تعمیر و نگهداری، نیاز به بازدیدهای دوره ای بیشتر و امکان وجود نشتی روغن و یا نیتروژن از معایب مکانیزم هیدرولیکی می باشند.

ج) مکانیزم هوای فشرده

در این سیستم، هوای فشرده که در یک مخزن ذخیره شده است به عنوان منبع انرژی به کار می رود. یک کمپرسور برای هر کلید و یا یک سیستم کمپرسور مرکزی برای همه کلیدهای پست، هوای فشرده را تأمین می کند که البته امروزه سیستم کمپرسور مرکزی با توجه به پایین آوردن قابلیت اطمینان از جهت وابسته کردن کلیه کلیدها به یک سیستم توصیه نمی شود. مخزن هوای کلید باید دارای شیر اطمینان برای تخلیه هوای اضافی و جلوگیری از اضافه فشار هوا باشد. فشار هوا توسط یک فشار سنج که دارای کنتاکتهای لازم است نظارت شده و در موقع کاهش فشار هوا این کنتاکتها به ترتیب مدار آلارم را وصل و مدار قطع و وصل اتوماتیک و همچنین مدار فرمان وصل را مسدود می نمایند.

قابلیت ذخیره انرژی زیاد و در نتیجه امکان انجام تعداد زیادی قطع و وصل (اگر حجم مخزن هوا مناسب باشد) از مزایای مکانیزم هوای فشرده و مشکل بودن نسبی نصب، نیاز به بازدیدهای دوره ای بیشتر، صدای شدید در هنگام قطع و وصل، امکان وجود نشتی هوا از اتصالات لوله ها و شیرهای اطمینان و عدم امکان شارژ دستی از معایب این نوع مکانیزم می باشند.

امروزه سازندگان مختلف کلید از هر یک از مکانیزمهای فوق استفاده می کنند که البته انتخاب نوع بخصوص آن توسط هر سازنده بیشتر ارتباط به روند تکامل کارخانه، مسائل اقتصادی و سوابق و تجارب به دست آمده از بهره برداری کلید دارد. نتایج به دست آمده از پرسش نامه فنی – آماری اولویت مکانیزمهای عملکرد را به صورت فنری، هیدرولیک و هوائی به دست می دهد. گر چه بهره برداری از مکانیزم نوع هوائی نسبت به هیدرولیک ارجح دانسته شده است لیکن به دلیل تعمیرات مشکل تر از امتیاز کمتری برخوردار شده است.

به طور کلی می توان گفت که در ولتاژهای متوسط و تا ولتاژ 145 کیلولت، انتخاب مکانیزم عملکرد فنی به لحاظ احتیاج به قدرت کمتر و سادگی سیستم مکانیزم و سهولت در سرویس و تعمیرات عمومیت بیشتری دارد. لیکن در ولتاژهای بالاتر به جهت نیاز به قدرت بیشتر مکانیزم به منظور قطع جریانهای اتصال کوتاه بیشتر و با سرعت بیشتر و در نتیجه کاهش زمان قطع اکثراً از مکانیزمهای هیدرولیک و هوای فشرده استفاده می شود.

لازم به یادآوری است که به لحاظ قابلیت اطمینان مکانیزم فنری تعدادی از سازندگان از این نوع مکانیزم در ولتاژها و قدرتهای بالا نیز استفاده می کنند.

[samyar 3407]

-3 تعداد پلها

تعداد پلها بستگی به تعداد فازهای سیستم دارد که در مورد شبکه قدرت فشار قوی 3 عدد می باشد.

4-3 کلاس کلید

منظور از کلاس کلید این است که آیا کلید در فضای باز یا در فضای بسته نصب و بهره برداری می شود که به عنوان مثال با توجه به اینکه کلیدهای فشار قوی 230 و 400 کیلوولت در فضای باز نصب خواهد شد، کلاس کلیدها از نوع فضای باز خواهد بود.

5-3 ولتاژ نامی

ولتاژ نامی کلید قدرت بایستی طوری انتخاب شود که مقدار آن حداقل مساوی حداکثر ولتاژ سیستم در نقطه ای که کلید نصب می شود باشد.

مطابق استاندارد iec شماره 694 مقادیر نامی ولتاژ استاندارد برای کلیدهای فشار قوی بر حسب کیلوولت مطابق ارقام زیر است:

765-525-420-362-300-245-170-145-100-5/72-52-24-5/17-12-2/7-6/3

ولتاژ نامی کلید، با توجه به حداکثر ولتاژ سیستم از مقادیر فوق انتخاب می گردد.

لازم به یادآوری است که در انتخاب ولتاژ نامی کلید، مقادیر سطوح عایقی متناظر نیز بایستی مدنظر قرار گیرد. در این رابطه ترکیب مقادیر ولتاژ نامی، جریان اتصال کوتاه نامی و جریان نامی در استاندارد iec شماره 56 داده شده است.

6-3 سطوح عایقی نامی

سطوح عایقی کلید قدرت بر اساس نتایج به دست آمده از مطالعات «هماهنگی عایقی» و با توجه به مقادیر استاندارد که در جداول استاندارد iec شماره 694 داده شده انتخاب می گردد. ضمناً برای کلیدهایی که تحت شرایط خاص (نظیر استفاده از کلید در عملکرد سنکرون کردن که همزمان با اضافه ولتاژهای قطع و وصل است)، بهره برداری می شوند ممکن است سطوح عایقی استاندارد کافی نباشد و پیشنهاد می شود که یکی از دو راه حل زیر در نظر گرفته شود:

- کلید استاندارد با ولتاژ نامی بالاتر انتخاب شود.

- کلید مخصوص انتخاب شود به طوری که شرایط آزمایش در حالت باز بودن کلید سنگین تر در نظر گرفته شود. در این حالت مقدار نامی ولتاژ قطع و وصل قابل تحمل بین دو کنتاکت کلید در حالت باز از استاندارد iec شماره 694 استفاده می شود.

7-3 جریان نامی

جریان نامی کلیدبا توجه به نتایج محاسبات پخش بار و جریان اتصال کوتاه برای محل نصب کلید و با در نظر گرفتن ضریب روند افزایش بار بر اساس برنامه ریزیهای توسعه سیستم و همچنین شرایط محیطی از مقادیر استاندارد موجود در iec شماره 56 انتخاب شود.

8-3 جریان نامی قطع شارژ خط

جریان نامی قطع شارژ خط عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی خط که کلید در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد iec شماره 56 داده شده، بایستی قطع کند.

ضمناً لازم است توجه شود که مشخصه جریان نامی قطع شارژ خط کلید تنها محدود به کلیدهائی است که دارای ولتاژ نامی مساوی یا بیش از 5/72 کیلوولت بوده و به منظور قطع و وصل خطوط هوائی سه فاز مورد استفاده قرار می گیرند.

به منظور تعیین این جریان بایستی از استاندارد iec شماره 56 و با توجه به ولتاژ نامی کلید استفاده نمود.

9-3 جریان نامی قطع شارژ کابل

جریان نامی قطع شارژ کابل عبارت است از حداکثر جریان خازنی کابل که کلید بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد iec شماره 56 داده شده بایستی قطع کند.

ضمناً لازم است توجه شود که مشخصه جریان نامی قطع شارژ کابل برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که از کلید برای قطع و وصل کابل استفاده شود که در صورت درخواست این مشخصه توسط سازنده منظور می شود که البته این مشخصه برای کلیدهای دارای ولتاژ نامی مسا.ی یا کمتر از 24 کیلوولت لازم نمی باشد.

در هر صورت اگر چنین مشخصه ای مورد نظر باشد توصیه می شود که مقادیر مربوطه از استاندارد iec شماره 56 استخراج گردد.

10-3 جریان نامی قطع شارژ یک واحد بانک خازنی

جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی یک واحد بانک خازنی کلید که بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در جدول استاندارد iec شماره 56 داده شده آن را قطع کند.

این جریان مربوط به قطع جریان یک بانک خازنی بوده به طوری که هیچ خازنی به سمت تغذیه کلید متصل نشده باشد. ضمناً این مشخصه نیز برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که از کلید برای قطع و وصل یک بانک خازنی استفاده شود که که مقدار آن با توجه به ظرفیت کل خازنها و با استفاده از سری r10 داده شده است. همچنین مقدار استاندارد این جریان در جدول a4 استاندارد ansi. C37.0732 داده شده است.

11-3 جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی پشت به پشت

جریان نامی شارژ بانک خازنی پشت به پشت عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی که کلید بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد iec شماره 56 داده شده آن را قطع کند.

این جریان مربوط به قطع جریان یک بانک خازنی می شود، در شرایطی که یک یا چند بانک خازنی موازی دیگر به سمت تغذیه کلید متصل بوده و جریان هجومی وصلی معادل جریان هجومی وصل نامی بانک خازنی تولید می کنند.

در هنگام قطع و وصل مجموعه خازنهای پشت به پشت سرعت افزایش جریان خازنی از شیب قابل قبول کلید مربوط به جریان قطع متقارن آن تجاوز نموده، جریان خازنی مشخصات جریان ضربه ای را دارا می گردد. در این شرایط لازم است کلید خصوصیات قطع جریانهای ضربه ای را دارا باشد. لذا کلیدهای مورد نصب در این مدارها بایستی کلیدهای مخصوص بوده که مخشصه های قطع جریان خازنی آنها بر اساس مشخصه جریان هجومی انتخاب می گردد.

این مشخصه برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که کلید در شرایط فوق قرار گیرد. مقدار این جریان با توجه به ظرفیت بانک خازنی و با استفاده از سری r10 تعیین می شود.همچنین مقدار استاندارد این جریان برای کلیدهای مخصوص در جدول 4b استاندارد ansi. C37. 0732 داده شده است.

[samyar 3407]

12-3 جریان نامی هجومی وصل بانک خازنی

جریان نامی هجومی وصل بانک خازنی عبارت از مقدار پیک جریانی است که کلید (کلید مخصوص) بایستی در ولتاژ نامی و با فرکانسی از جریان هجومی، مناسب با شرایط بهره برداری (معمولاً بین 2 تا 5 کیلوهرتز) آن را وصل کند. ضمناً این مشخصه برای کلیدهائی که دارای مشخصه «جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی پشت به پشت» هستند الزامی بوده و مقدار آن با توجه به ولتاژ اعمال شده، اندوکتانس و کاپاسیتانس منبع تغذیه و خازنهای مورد نظر، شارژ موجود در خازنها قبل از بستن مدار و میرائی مدار بر اساس روش و فرمولهای ارائه شده در پیوست BB استاندارد IEC شماره 56 محاسبه و با استفاده از سری R10 تعیین می گردد. همچنین مقدار استاندارد دامنه جریان و فرکانس آن در جدول 4B استاندارد ANSI. C37. 0732 داده شده است.

13-3 جریان نامی قطع بار اندوکتیو کم

جریان نامی قطع بار اندوکتیو عبارت است از حداکثر جریان اندوکتیو که کلید بایستی برای حالات زیر قطع کند:

- جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتورها

- جریان مغناطیس کننده راکتورها

از آنجائی که مقادیر و شرایط این جریانها هنوز توسط استاندارد IEC تعیین نشده، لذا تا تعیین آنها، در صورت نیاز بایستی با توجه به مشخصات ترانسفورماتور و راکتور محاسبه گردند.

14-3 جریان نامی قطع اتصال کوتاه

جریان نامی قطع اتصال کوتاه عبارت است از حداکثر جریان خطایی که بایستی تحت شرایط کاربرد و عملکرد مشخص شده در استاندارد، توسط کلید قطع گردد. کلید در مداری قرار دارد که ولتاژ بازیافت با فرکانس قدرت مدار متناظر با ولتاژ نامی کلید و ولتاژ بازیافت گذرای آن معادل مقادیر نامی مشخص شده در استاندارد IEC شماره 56 می باشد.

جریان نامی قطع اتصال کوتاه توسط دو مؤلفه زیر مشخص می گردد:

- مقدار مؤثر مؤلفه AC که جهت اختصار به نام «جریان نامی اتصال کوتاه» نامیده می شود.

- مقدار درصد مؤلفه DC

مقدار مؤثر جریان نامی قطع اتصال کوتاه با توجه به محاسبات اتصال کوتاه، شبکه در آن نقطه و وضعیت حال و آینده (توسعه شبکه) انتخاب می گردد، ضمن آن که این جریان بایستی با مقادیر موجود در استاندارد IEC شماره 56 مطابقت داشته باشد.

مؤلفه جریان مستقیم بر حسب درصدی از جریان AC قطع بیان می شود و بستگی به مدت زمان T یعنی فاصله زمانی شروع اتصال کوتاه تا لحظه باز شدن کلید دارد (شامل فرمان خاموش شدن قوس) و به کمک منحنی شکل شماره 1 به دست می آید.

شكل 1 - درصد مولفه DC نسبت به زمان T

در کلیدهایی که بدون استفاده از رله های کمکی فرمان قطع را انجام می دهند مدت زمان T به صورت حداقل زمان باز شدن کلید در نظر گرفته می شود، ولی در کلیدهایی که فرمان آنها از طریق رله های کمکی حاصل می شود T معادل زمان باز شدن کلید به اضافه زمان 5/0 سیکل از فرکانس نامی انتخاب می شود.

15-3 ضریب افزایش ولتاژ فاز سالم

این ضریب، ازدیاد ولتاژ با فرکانس شبکه را برای فازی که در شرایط اتصال کوتاه ابتدا و قبل از دو فاز دیگر و در حالی که دو فاز دیگر هنوز بسته هستند، باز می شود نشان می دهد. مقدار این ضریب با توجه به نحوه زمین کردن نقطه نوترال شبکه بین 1 تا 5/1 تغییر می کند. مطابق استاندارد برای سیستمهائی که نقطه نوترال آنها به طور مؤثر زمین شده و وقوع اتصال کوتاه سه فاز که شامل اتصال زمین نباشد غیرمحتمل باشد این ضریب معادل 3/1 و برای سیستمهای ایزوله و سیستمهایی که با امپدانس زمین شده باشند و یا در سیستم های زمین شده که وقوع اتصال کوتاه سه فاز شامل اتصال زمین، غیرمحتمل نباشد و یا سایر سیستمها این ضریب معادل 5/1 در نظر گرفته می شود.

16-3 ولتاژ بازیافتی گذرا (استقرار) برای اتصالی های در مجاورت ترمینال کلید (TRV)

ولتاژ نامی بازیافتی گذرا برای اتصالیهای به وقوع پیوسته در مجاورت ترمینال کلید عبارت از ولتاژ مرجعی است که حد ولتاژ گذرای بازیافتی را در مدارهایی که کلید بایستی در صورت اتصال کوتاه در مجاورت ترمینالهای خود قطع نماید، تعیین می کند.

شكل 2 - نمایش TRV با روش چهار پارامتری

در سیستمهائی با ولتاژ نامی بالاتر از 100 کیلوولت و یا در حالاتی که قدرت اتصال کوتاه زیاد باشد موج ولتاژ بازیافتی گذرا در زمانهای اولیه دارای نرخ افزایش خیلی زیاد و پس از آن با ضریب افزایش کم می باشد. این چنین موجی را می توان با مراجعه به شكل شماره 2 با چهار پارامتر به ترتیب ذیل مشخص نمود.

u1: ولتاژ مرجع اول بر حسب کیلوولت

t1: زمانی که ولتاژ به حد u1 می رسد بر حسب میکروثانیه

uc: ولتاژ مرجع دوم یا حداکثر دامنه موج TRV بر حسب کیلوولت

t2: زمانی که ولتاژ به حد uc می رسد بر حسب میکروثانیه

بر اساس اعداد مذکور می توان سه خط پوششی را ترسیم و با استفاده از آنها موج TRV را تعیین نمود.

با توجه به شکل موج متغیر ولتاژ بازیافتی گذرا در مراحل اولیه (ITRV) و مراحل بعدی (TRV)، جهت تعیین شکل موج آن بایستی پارامترهای مربوطه را تعیین نمود. مقادیر این پارامترها را برای ولتاژهای بالاتر از 245 کیلوولت می توان از جداول استاندارد IEC شماره 56 استخراج نمود.

17-3 مشخصه های نامی مربوط به اتصالی هایی که عیب با فاصله کم از کلید و در روی خط رخ می دهد.

مشخصه های نامی برای اینگونه اتصالی ها برای کلید سه فازی که به طور مستقیم به خطوط هوائی متصل شده و دارای ولتاژ نامی بیش از 52 کیلوولت بوده و جریان نامی اتصال کوتاه آن از 5/12 کیلوآمپر بالاتر باشد باید در نظر گرفته شود.

این مشخصه ها به جریان خطهای تک فاز به زمین یک سیستم با نوترال زمین شده بستگی دارد. خطای بافاصله کم از کلید تحت تأثیر دو عامل یعنی مدار تغذیه کلید در طرف منبع تغذیه و خطای خط در سمت بار می باشد.

از آنجا که مشخصه های نامی مربوط به اتصالی های با فاصله کم از کلید و در روی خط جهت تعیین شکل موج و مقدار اضافه ولتاژ بازیافتی گذرا در حالت اتصال کوتاه خطوط کوتاه مورد نیاز است، روش و فرمولهای محاسبه پارامترهای این مشخصه در ضمیمه AA استاندارد IEC شماره 56 داده شده است.

18-3 جریان نامی اتصال کوتاه وصل

جریان نامی وصل، متناظر با ولتاژ نامی کلید بوده و 5/2 برابر مقدار مؤثر مؤلفه A.C جریان نامی قطع اتصال کوتاه کلید انتخاب می شود.

19-3 توالی عملکرد نامی

مطابق استاندارد، دو گزینه برای توالی عملکرد وجود دارد.

الف- CO- O-t-CO-

که برای کلیدهای بدون سیستم وصل مجدد سریع داریم:

O-3min-CO-3min-CO

و برای کلیدهائی با سیستم وصل مجدد سریع داریم:

O-o.3s-CO-3min-CO

ب- -CO CO-

كه تنها برای كلیدهایی با سیستم وصل مجدد غیرسریع داریم:

CO-15S-CO

حا ل با توجه به این که کدامیک از سیستمها مورد نظر باشد توالی عملکرد نامی کلید را می توان انتخاب نمود.

[pesare irani 41805]

این کلید از يک تانک فولادی پر از روغن عایقی تشکیل شده است.اگر اضافه باری به وجود آید ،پیچک قطع یک فنر قوی را آزاد می کند که سبب کشیده شدن میله عایق وباز شدن کنتاکت ها میگردد . به محض جدا شدن کنتاکت ها جرقه شدیدی ایجاد می شود که سبب تبخیر روغن در اطراف جرقه می گردد . فشار گاز های داغ ایجاد اغتشاشی در اطراف کنتاکت ها میکند که سبب چرخش روغن خنک در اطراف قوس شده ،آن را خا موش می کند . در کلیدهای پر قدرت مدرن قوس در مجاورت یک محفظه انفجار قرار میگیرد، به طوری که گازهای داغ سبب جریان شدید روغن می گردند . این جریان شدید در اطراف قوس برای خاموش کردن آن جاری می شود . سایر انواع کلیدهای قدرت به صورتی طراحی شده اند که قوس الکتریکی در آن توسط یک میدان مغناطیسی خودایجاد شده منحنی وار و طولانی می شود و به قوس در برابر یک سری بشقاب های عایقی دمیده می شود ، به طوری که قوس تکه تکه شده خنک می شود .

 

[spow 44197]

بمنظور حفاظت تأسیسات روشنائی، برق صنعتی، سیم و کابل و ماشین آلات در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه از فیوز، کلید- فیوز و کلیدهای اتوماتیک استفاده میگردد. لیکن به لحاظ اینکه اولا فیوزها همیشه نمی توانند عمل حفاظت موضعی و سلکتیو را در انواع مختلف شبکه ها بطور کامل و بدون خطا انجام دهند و در ثانی بعلت اینکه در شبکه سه فاز در موقع ازدیاد جریان اغلب قطع سه فاز بطور همزمان لازم و ضروری است لذا نمی توان همیشه از فیوز و کلید- فیوز استفاده کرد. در ضمن در بعضی از شبکه های توزیع می بایست به محض برگشت جریان (ولتاژ) یا افت بیش از حد مجاز ولتاژ، مدار بطور خودکار قطع و آلارمهای لازم ایجاد گردد. همچنین در بعضی موارد ورود اتوماتیک یا دستی ژنراتور اضطراری یا ترانسفورماتور در شبکه توزیع جهت تداوم کار شبکه یا انجام تعمیرات دوره ای شبکه اجتناب ناپذیر می باشد. در چنین حالاتی فقط از کلید اتوماتیک می توان استفاده کرد.

 

 

 

 

کلیدهای اتوماتیک علاوه بر موارد فوق نسبت به فیوزها و کلید- فیوزها دارای مزایای زیر می باشند :

 

کلید خودکار پس از قطع مدار در اثر جریان زیاد و یا هر عامل دیگری بلافاصله مجددا آماده بهره برداری می باشد.

 

با کمک کنتاکتهای فرعی که در آن تعبیه شده می توان وضعیت کلید را در هر حالت (قطع، وصل یا وقوع خطا) توسط سیگنال تعیین و در اطاق فرمان منعکس کرد.

 

ساختمان این کلیدها بگونه ای است که اگر کلید را بر روی یک مدار اتصال کوتاه شده ببندیم، در ضمن عمل بسته شدن، رله اضافه جریان کلید بسرعت وارد عمل شده و مدار را قطع می کند.

 

 

 

- کلیدهای فشار ضعیف :

 

از انواع کلیدهای فشار ضعیف می توان به کلیدهای زیراشاره کرد:

 

- کلیدهای اتوماتیک کمپکت(Moulded case circuit breaker:M.C.C.B)

 

- کلیدهای اتوماتیک هوایی(Air circuit breaker:A.C.B)

 

- کلیدهای مینیاتوری(Miniature circuit breaker:MCB)

 

- کلیدهای حافظ موتور(Motor protection circuit breaker:M.P.C.B)

 

- کلیدهای محافظ جان(Residual current circuit breaker:R.C.C.B )

 

 

 

-کلید اتوماتیک و کلید غیر اتوماتیک:ابتدا لازم است بدانیم کلیدهای اتوماتیک با کلیدهای غیر اتوماتیک چه فرقی دارند،کلیدهای اتوماتیک به کلیدهایی گفته میشود که دارای رله هستند و هر کدام برای کاربردهای مخصوصی مورد استفاده قرار میگیرد بطور مثال کلیدهای اتوماتیک هوایی دارای رله های بسیار هوشمندی هستند واین رله ها از نوع رله های الکترونیکی هستند،اما کلیدهای غیر اتوماتیک کلیدهایی هستند که صرفا"برای قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرد و فاقدرله میباشند بطور مثال کنتاکتور یک تجهیز غیر اتوماتیک است که برای قطع و وصل های گوناگون با کاربردهای مختلف یک مشخصه ای دارد مثلا"کنتاکتور AC3 برای بارهای القایی است.

 

*بیشترین توسعه ای که روی کلیدهای فشار ضعیف انجام میدهند رویcurrent limiting است که هر چه این خاصیت بیشتر شود کلید گرانتر میشود.این خاصیت مستقیما"به زمان قطع کلید بستگی دارد.

 

*معمولأ در کاتالوگ کلیدهای فشار ضعیف دو مشخصه فنی به نامهای Icu و Ics مشخص شده اند که دانستن مفهوم آنها در انتخاب کلید مهم است.

 

: Icu جریان اتصال کوتاهی که کلید تنها یکبار بدون انکه آسیبی ببیند قادر به قطع آن می باشد و برای دفعات بعدی نیاز به تعمیر و سرویس و یا تعویض دارد.

 

: Ics جریان اتصال کوتاهی که کلید به دفعات قادر به قطع آن می باشد بدون اینکه آسیبی ببیند و یا نیاز به تعمیر و یا تعویض پیدا کند.

 

بحث اتصال کوتاه در استاندارد IEC60974-2 دارای دو Category میباشد:

 

Category 1 :در این نوع، کلیدها بدون رنج اتصال کوتاه هستند و به ازای اتصال کوتاه لازم است مورد بازبینی قرار گیرند.

 

Category2:در این نوع، کلیدها یک مدت زمان کوتاه برای تحمل جریان اتصال کوتاه دارند و این قضیه به Current Limiting وسیله بستگی دارد.

 

در نوع دوم حفاظت و سلامت تجهیزات بهتر از نوع اول است.

 

 

 

- کلیدهای اتوماتیک کمپکت(( Molded Case Circuit Breaker (MCCB) :

 

Iu جریان دایم ، نرم این کلیدها از160A تا 1600A است اما این کلیدها حداکثر تا 3200A ساخته می شوند. فریم این کلیدها با افزایش جریان نامی آنها بزرگ می شود. بطور مثال کلیدهای کمپکت ساخت شرکتABB،تیپ Isomax ان از 125A تا 3200A ساخته میشود.

[spow 44197]

- کلیدهای هوایی : ((Air Circuit Breaker(ACB):

 

این کلیدها از انواع دیگری از کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آن آمپراژ بالا مورد استفاده قرارمی گیرند. حد بالای جریانی این کلیدها تا 6300A می باشد.Iu جریان دایم ، نرم این کلیدها از630A تا 16300A است مورد مصرف این کلیدها عمدتأ در ورودی تابلوها

 

می باشد که هم جریان بالایی دارد و هم برقراری Selectivity کامل بین کلیدهای ورودی و کلیدهای خروجی که معمولأ از نوع کمپکت می باشند ضروری است.

 

کلیدهای هوایی دارای رله هایی که در داخل خود کلید جاسازی شده اند(Built-in) می باشد. ویژگی این رله ها خاصیت تاخیری یا Time Delay آنهاست که عنصر اصلی در تامین Selectivity از طریق صدور فرمان قطع با تاخیر می باشند. (Selectivity همان پدیده تقدم قطع در خروجیها نسبت به ورودی هاست. به این معنی که اگر خطایی در یک فیدر خروجی رخ داد، ابتدا کلید خروجی قطع شود و تنها در صورت تداوم خطا روی مدار و عمل نکردن کلید خروجی، کلید ورودی با تاخیر کل تابلو را بی برق می کند. اهمیت این موضوع در این است که در صورت وقوع خطا در یکی از خروجیها کل تابلو بی برق نشود.)

 

یادآوری : استفاده از کلیدهای کمپکت در هر دو مدار خروجی و ورودی در تابلو حتی اگر کلید ورودی دو سایژ بالاتر از بالاترین سایز کلید در خروجیها انتخاب شود، تنها در محدوده کوچکی از جریان اتصال کوتاه، Selectivity را تامین می کند و به هر حال Selectivity کامل بدست نمی دهد.

 

- کلیدهای مینیاتوری((Miniature Circuit Breaker (MCB) :

 

از انواع کلیدهای فشار ضعیف که معمولأ در جریانهای پایین و در تابلوهای روشنایی وتاابلوهای توزیع با توان کم و یا جهت حفاظت مدارات کنترل و فرمان تجهیزات و تاسیسات برقی مورد استفاده قرار می گیرد. جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها معمولأ چندان بالا نیست.حداکثر جریان مورد استفاده با کلید مینیاتوری 100A است و همینطور جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها بصورت نرم 10KA و حداکثر 25KA است.این کلیدها دارای دو نوع کاربرد صنعتیIEC60947 وکاربرد مسکونیIEC60898 هستند.

 

 

 

- کلیدهای حافظ موتور((Motor Protection Circuit Breaker (MPCB) :

 

همانگونه که از اسم این کلیدها معلوم است این کلیدها برای حفاظت موتورها بسیار کاربرد دارند،این کلیدها معمولا" تا100A و 100KA ساخته میشوند و برای موتورهای تا 55KW مناسب هستند.این کلیدها حفاظت به دو نوع تقسیم میشوند.

 

کلیدهای حافظ جان((Residual current Circuit Breaker(RCCB):

 

یکی از عوامل اصلی در بروز خسارات مالی ، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی ، مراکز اداری ، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق میباشد . بمنظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( محافظ جان ) استفاده می شود . این کلیدها که براساس حساسیت خود به دو نوع خانگی و صنعتی تقسیم می شوند ، علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق ، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر می باشند . براین اساس در صورتی که حساسیت کلیدها تا 30 میلی آمپر باشد این کلید به عنوان حفاظت از جان و در صورتی که حساسیت آن بیشتر از 30 میلی آمپر باشد به عنوان حفاظت از تجهیزات صنعتی بکار می رود .

 

اساس کار کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید می باشد به طوری که اگر جریان نشتی در مداری که کلید در آن واقع شده است بیشتر از حساسیت کلید باشد کلید عمل کرده و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می نماید .

 

از مزایای دیگر استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی جلوگیری از بروز آتش سوزی در اثر وجود جریان نشتی می باشد . باتوجه به اینکه یم جریان 5/0 آمپری می توان باعث بروز آتش سوزی شود ، کلید حفاظت از خط برق گرفتگی با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی ، مانع از بروز آتش سوزی می شود . همچنین از آنجا که در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسائل برقی و یا سیستم سیم کشی ساختمان ، این جریان به مرور زمان یاد می شود و احتمال سوختن وسایل برقی و سیستم سیم کشی ساختمان را به وجود می آورد لذا استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، با توجه به کاهش میزان هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی . صرفه جوئی اقتصادی و حفظ ثروتهای ملی را نیز در بر خواهد داشت .

 

- مشخصات کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( جریان نشتی ) :

 

- دمای کاری کلیدها جهت قطع جریان نشتی متناوب از 25- تا 40- درجه سیلسیوس و با قدرت اتصال کوتاه 6 تا 25 کیلو آمپر می باشد .

 

- جهت حفاظت کـلـیـدهـا و مـدار مصرفی در مـقـابـل اتصال کوتاه و اضافه بار بایستی فیوز پشتیبان (Back-Up Fuse) با توجه به جریان نامی کلید و مشخصات ارائه شده در کاتالوگ نصب گردد .

 

-کلیدها با جریان نامی 125-16 آمپر تولید می شوند .

 

-کلیدها جهت استفاده مشترکین تکفاز ( خـانـگی ) بـه صورت دو پـل ( فـاز + نـول ) و مشترکین سه فـاز ( صنعتی ) به صورت چهار پل ، که می تواند همراه با نول و یا بدون نول ( در سیستم های سه سیمه ) بکار رود .

 

-میزان جریان قطع خودکار کلیدها ( حساسیت ) از 10 میلی آمپر تا 5/1 آمپر ، و مدت زمان قطع حداکثر 200 میلی ثانیه است .

 

-باتوجه به موقعیت نصب ، سیم های ورودی و خروجی می توانند از بالا و یا پائین به کلید متصل شوند که این امر در کارکرد کلید اثری نخواهد داشت .

 

- درجه حفاظت کلیدها برای جلوگیری از ورود اجسام خارجی برابر با IP 40 می باشد.

 

- کلید عملیات نصب و رفع نقص بایستی توسط فرد متخصص انجام شود .

 

-ترمینال های ورودی و خروجی کلیدها باتوجه به آمپر کلید برای بالاترین قطر کابل یا سیم در نظر گرفته شده و از این نظر مشکلی وجود نخواهد داشت .

 

- همراه با کلید امکان استفاده از کنتاکت کمکی نیز وجود دارد .

[pesare irani 41805]

کی از عوامل اصلی در بروز خسارات مالی ، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی ، مراکز اداری ، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق میباشد . بمنظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( محافظ جان ) استفاده می شود . این کلیدها که براساس حساسیت خود به دو نوع خانگی و صنعتی تقسیم می شوند ، علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق ، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر می باشند . براین اساس در صورتی که حساسیت کلیدها تا 30 میلی آمپر باشد این کلید به عنوان حفاظت از جان و در صورتی که حساسیت آن بیشتر از 30 میلی آمپر باشد به عنوان حفاظت از تجهیزات صنعتی بکار می رود .

اساس کار کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید می باشد به طوری که اگر جریان نشتی در مداری که کلید در آن واقع شده است بیشتر از حساسیت کلید باشد کلید عمل کرده و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می نماید .

از مزایای دیگر استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی جلوگیری از بروز آتش سوزی در اثر وجود جریان نشتی می باشد . باتوجه به اینکه یم جریان 5/0 آمپری می توان باعث بروز آتش سوزی شود ، کلید حفاظت از خط برق گرفتگی با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی ، مانع از بروز آتش سوزی می شود . همچنین از آنجا که در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسائل برقی و یا سیستم سیم کشی ساختمان ، این جریان به مرور زمان یاد می شود و احتمال سوختن وسایل برقی و سیستم سیم کشی ساختمان را به وجود می آورد لذا استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، با توجه به کاهش میزان هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی . صرفه جوئی اقتصادی و حفظ ثروتهای ملی را نیز در بر خواهد داشت .

الف- مشخصات کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( جریان نشتی ) :

 

 

1. دمای کاری کلیدها جهت قطع جریان نشتی متناوب از 25- تا 40- درجه سیلسیوس و با قدرت اتصال کوتاه 6 تا 25 کیلو آمپر می باشد .

2. جهت حفاظت کـلـیـدهـا و مـدار مصرفی در مـقـابـل اتصال کوتاه و اضافه بار بایستی فیوز پشتیبان (Back-Up Fuse) با توجه به جریان نامی کلید و مشخصات ارائه شده در کاتالوگ نصب گردد .

3. کلیدها با جریان نامی 125-16 آمپر تولید می شوند .

4. کلیدها جهت استفاده مشترکین تکفاز ( خـانـگی ) بـه صورت دو پـل ( فـاز + نـول ) و مشترکین سه فـاز ( صنعتی ) به صورت چهار پل ، که می تواند همراه با نول و یا بدون نول ( در سیستم های سه سیمه ) بکار رود .

5. میزان جریان قطع خودکار کلیدها ( حساسیت ) از 10 میلی آمپر تا 5/1 آمپر ، و مدت زمان قطع حداکثر 200 میلی ثانیه است .

ب- دستور العمل نصب :

 

 

باتوجه به مقررات و استانداردهای بین المللی ، رعایت موارد ذیل در نصب کلیدهای محافظ جان ضروری می باشد :

1- قبل از نصب بایستی با آمپرمتر مخصوص میزان نشتی جریان در مداری که قرار است . کلید فوق نصب گردد اندازه گیری شود و در صورتیکه میزان جریان نشتی بیشتر از 2% حساسیت نامی کلید باشد پس از نشت یابی و رفع نقص ، اقدام به نصب کلید گردد. این نشتی می تواند بین فاز و زمین ، نول و زمین ، فاز یا نول با فازها و نول ها مدارهای مجاور باشد که در تمام حالت های فوق کلید اقدام به قطع مدار می نماید .

2- در مورد کلیدهای دو پل سیم نول به ترمینال مشخص شده با علامت N و سیم فاز به ترمینال مشخص شده با علامت L متصل می شود .

3- در سیستم تکفاز ، دو سیم نول و فاز و در سیستم سه فاز ، چهار سیم ( سه فاز و نول ) بایستی به ورودی و خروجی کلید متصل گردد.

4- باتوجه به موقعیت نصب ، سیم های ورودی و خروجی می توانند از بالا و یا پائین به کلید متصل شوند که این امر در کارکرد کلید اثری نخواهد داشت .

5- درجه حفاظت کلیدها برای جلوگیری از ورود اجسام خارجی برابر با IP 40 می باشد.

6- کلید عملیات نصب و رفع نقص بایستی توسط فرد متخصص انجام شود .

7- ترمینال های ورودی و خروجی کلیدها باتوجه به آمپر کلید برای بالاترین قطر کابل یا سیم در نظر گرفته شده و از این نظر مشکلی وجود نخواهد داشت .

8- همراه با کلید امکان استفاده از کنتاکت کمکی نیز وجود دارد .

 

ب- دستور العمل دوره بهره برداری :

 

 

قطع جریان برق توسط کلید محافظ جان نشان دهنده آن است که حداقل یکی از وسایل برقی موجود در مدار و یا اینکه سیم کشی ساختمان دارای جریان نشتی می باشد که در این صورت باید ابتدا دو شاخه کلیه وسائل برقی را از پریزها بیرون آورده و پس از وصل مجدد کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی مطابق با موارد زیر عمل نمود:

 

1- چنانچه کلید دوباره جریان برق را قطع نمود :

 

 

این امر بدین معنی است که در سیستم سیم کشی داخل ساختمان و یا سیم های خروجی از مدار کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی جریان نشتی بوجود آمده است و تا زمانی که این نشتی وجود داشته باشد کلید قابل وصل نخواهد بود و هربار پس از وصل کلید ، بلافاصله فرمان قطع می دهد که در این صورت بایستی توسط فرد متخصص نسبت به رفع نقص اقدام گردد .

 

2- در صورتی که بعد از خارج نمودن کلیه وسایل برقی از مدار ، کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی ، جریان برق را قطع نکند :

 

 

این امر بدین معنی است که در سیستم سیم کشی ساختمان مشکلی ندارد و یکی از وسائل برق داری جریان نشتی به بدنه می باشد که در این صورت وسائل برقی را تک تک به برق وصل نموده تا کلید قطع نماید ، قطع کلید نشانه آن است که آن وسیله برقی دارای جریان نشتی به بدنه می باشد که بایستی نسبت به رفع نقص آن اقدام گردد .

در روی هر کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی یک شاسی کلید قطع و وصل جهت قطع و وصل جریان عبوری از کلید ، و یک شاسی فشاری زرد رنگ بمنظور تست عملکرد کلید بکار رفته است . با فشار شاسی تست یک جریان نشتی مجازی به وجود می آید و باعث قطع کلید می گردد لذا حداقل هرماه یک بار می بایست از این دکمه استفاده نمود و در صورت کاربرد شاسی تست و عدم قطع مدار ، بایستی حتما" به مسئول نصب اطلاع داده شود تا نسبت به تعویض کلید اقدام نماید .

 

با استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی یک عمر آسایش و امنیت و صرفه جوئی اقتصادی خواهید داشت .