کلید قطع کننده مدار چیست؟ قطع کننده مدار وسیله ای است که می تواند در شرایط عادی یک مدار را به صورت دستی یا با کنترل از راه دور بسازید یا قطع کنید.
در شرایط خطا (مانند جریان اضافه، اتصال کوتاه و غیره) یک مدار به طور خودکار قطع شود. در شرایط خطا به صورت دستی یا با کنترل از راه دور یک مدار بسازید.
برای مکانیسم سوئیچینگ و حفاظت از سیستم از یک قطع کننده مدار استفاده می شود. سایر دستگاه ها و قطعات مرتبط نیز برای این منظور در ارتباط با کلیدهای مدار مانند فیوزها، رله ها، کلیدها و غیره استفاده می شوند. کلیدهای مدار به طور گسترده در صنایع و همچنین سیستم های قدرت برای کنترل و حفاظت از قسمت های مختلف مدار مانند چرخ دنده سوئیچ، ترانسفورماتور استفاده می شود. ، موتورها، ژنراتورها / دینام و غیره، که سیستم را پایدار و قابل اعتماد می کند.
انواع مختلفی از کلید های هوایی در بازار موجود است که در ادامه به تفصیل به آن خواهیم پرداخت.
کلید هوایی (ACB) چیست ؟
کلید هوایی زیمنس (ACB) یک وسیله حفاظت الکتریکی است که برای حفاظت از اتصال کوتاه و جریان اضافه تا 15 کیلو ولت با آمپر 800 آمپر تا 10 کیلو آمپر استفاده می شود. در هوا (که در آن هوا به عنوان یک وسیله خاموش کننده آرک منفجر می شود) در فشار اتمسفر عمل می کند تا از مدارهای الکتریکی متصل محافظت کند. ACB به طور کامل با قطع کننده مدار روغن جایگزین شده است، زیرا هنوز هم استفاده از ACB یک انتخاب ارجح است زیرا، مانند کلید قطع کننده روغن، احتمال آتش گرفتن روغن وجود ندارد.
ساختار کلید هوایی
شکل زیر قسمت های اصلی و خارجی یک کلید ACB را نشان می دهد.
- دکمه OFF (O)
- دکمه روشن (I)
- نشانگر موقعیت تماس اصلی
- نشانگر وضعیت مکانیسم ذخیره انرژی
- دکمه ریست
- نشانگرهای LED
- کنترل کننده
- درپوش موقعیت “اتصال”، “تست” و “ایزوله” (مکانیسم سه حالته چفت/قفل)
- قفل ارائه شده توسط کاربر
- اتصال “، تست “و” جداسازی “نشان دهنده موقعیت
- اتصال (CE) جداسازی، (CD) تست (CT) تماس های نشانگر موقعیت
- پلاک نام
- نمایشگرهای دیجیتال
- دسته مکانیکی ذخیره انرژی
- تکان دادن (ورود/خروج)
- مخزن راکر
- دکمه تنظیم مجدد خطا
شکل زیر ساختار داخلی کلید هوایی را نشان می دهد
1. ساختار پشتیبان ورق فولادی
2. ترانسفورماتور جریان برای واحد سفر حفاظتی
3. جعبه عایق Pole Group
4. پایانه های کمیاب افقی
5a. صفحات برای کنتاکت های اصلی ثابت
5b. صفحات برای تماس های آرک دار ثابت
6a. صفحات برای مخاطبین متحرک اصلی
6b. صفحات برای متحرک کنتاکت های آرک دار
7. محفظه آرک دار
8. جعبه ترمینال برای نسخه ثابت
9. واحد سفر حفاظتی
10. کنترل باز و بسته شدن مدار شکن
11. بستن فنر
اصل عملکرد کلید هوایی
اصل کار کلید هوایی نسبتاً متفاوت از انواع دیگر قطع کننده مدار است. هدف اصلی قطع کننده مدار جلوگیری از برقراری مجدد آرک پس از جریان صفر است که در آن فاصله تماس در برابر ولتاژ بازیابی سیستم مقاومت می کند. همان کار را انجام می دهد، اما به شیوه ای متفاوت. در هنگام قطع آرک، به جای ولتاژ تغذیه، یک ولتاژ آرک ایجاد می کند. ولتاژ آرک به عنوان حداقل ولتاژ مورد نیاز برای حفظ آرک تعریف می شود. قطع کننده مدار ولتاژ را به سه روش مختلف افزایش می دهد:
ولتاژ آرک را می توان با خنک کردن پلاسمای آرک افزایش داد. به محض اینکه دمای حرکت پلاسمای آرک ذره در پلاسمای آرک کاهش یابد، گرادیان ولتاژ بیشتری برای حفظ آرک مورد نیاز خواهد بود.
با تقسیم آرک به تعدادی سری، ولتاژ آرک افزایش می یابد.
ولتاژ آرک را می توان با طولانی کردن مسیر آرک افزایش داد. به محض افزایش طول مسیر آرک، مسیر مقاومت افزایش می یابد، ولتاژ آرک بیشتری در مسیر آرک اعمال می شود، بنابراین ولتاژ آرک افزایش می یابد.
در سطح ولتاژ تا 1 کیلو ولت کار می کند. این شامل دو جفت تماس است. جفت اصلی جریان و تماس ساخته شده از مس را حمل می کند. یک جفت تماس اضافی از کربن ساخته شده است. هنگامی که بریکر باز می شود، ابتدا کنتاکت اصلی باز می شود. در طول باز شدن کنتاکت اصلی، تماس آرک با یکدیگر در تماس باقی می ماند. آرک با جدا شدن مخاطبین آرک شروع می شود. قطع کننده مدار برای ولتاژ متوسط منسوخ شده است.
انواع کلید هوایی
چهار نوع ACB در کنترل و حفاظت برای حفظ و عملکرد پایدار دنده های سوئیچ و ولتاژ متوسط داخلی استفاده می شود.
- کلید هوایی Air Chute Air Break یا Cross-Blast ACB
- کلید هوایی Magnetic Blowout
- Air Chute Air Break Circuit Breaker
- کلید هوایی Air Blast
کلید هوایی ساده یا Cross-Blast ACB:
کلید مدار دارای محفظه ای است که تماس را احاطه کرده است. این محفظه به عنوان “آرک چوت” شناخته می شود. آرک برای راندن در آن ساخته شده است. کانال آرک در دستیابی به خنک کننده کمک خواهد کرد. ناودان آرکی از برخی مواد نسوز ساخته شده است. دیواره‌های داخلی ناودان آرک به گونه‌ای شکل می‌گیرند که آرک نه تنها در مجاورت نزدیک قرار می‌گیرد، بلکه به کانال سرپانتینی که بر روی دیواره ناودان آرک قرار دارد می‌خورد.
کانال آرک الکتریکی با استفاده از صفحات جداسازی فلزی به تعدادی محفظه کوچک تقسیم می شود. صفحات جداکننده فلزی شکافنده آرک هستند و هر یک از محفظه های کوچک مانند یک لوله آرک کوچک عمل می کنند. آرک اولیه به یک سری آرک تقسیم می شود و این باعث می شود تمام ولتاژهای آرک بالاتر از ولتاژ سیستم باشند. آنها در کاربردهای ولتاژ پایین انتخابی ارجح هستند.
کلید هوایی Air Chute Air Break
در کلید هوایی Air Chute Air Break دو نوع کنتاکت وجود دارد که عبارتند از کنتاکت اصلی و کنتاکت کمکی یا آرک دار. کنتاکت های اصلی از مس ساخته شده اند و صفحات نقره ای مقاومت کمی دارند و جریان را در حالت بسته هدایت می کنند. کنتاکت های کمکی یا آرک دار از آلیاژ مس ساخته شده اند زیرا در برابر حرارت مقاوم هستند و برای جلوگیری از آسیب رساندن به کنتاکت های اصلی در اثر آرک آرک استفاده می شوند و در صورت نیاز به راحتی قابل تعویض هستند. در حین کار قطع کننده مدار، آرک یا کنتاکت های کمکی قبل و بعد از کنتاکت های اصلی کلید مدار باز می شوند.
کلید هوایی Magnetic Blowout
مدار شکن های هوای مغناطیسی کنترل مغناطیسی بر روی آرک برای ایجاد خاموشی آرک در دستگاه ها فراهم می کند. خاموشی آرک با استفاده از میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان در سیم پیچ های فوران که به صورت سری با مدار قطع می شود کنترل می شود. این کویل ها به نام «blow out the coil» می شناسند. میدان مغناطیسی آرک ایجاد شده در بریکر را کنترل و خاموش نمی کند، اما آرک را به کانال هایی منتقل می کند که در آن آرک طویل، خنک و بر این اساس خاموش می شود. این نوع قطع کننده ها تا ولتاژ 11 کیلو ولت استفاده می شود.
کلید هوایی Air Blast:
این نوع مدارشکن برای ولتاژ سیستم 245 کیلو ولت، 420 کیلو ولت و حتی بیشتر استفاده می شود.
کلید هوایی ایر بلاست نیز به دو دسته تقسیم می شود:
- انفجار شکن محوری
- انفجار محوری با تماس متحرک کشویی.
انفجار شکن محوری
کنتاکت متحرک در تماس است. یک دهانه نازل در تماس ثابت در شرایط بسته نرمال شکن وجود دارد. هنگامی که یک خطا رخ می دهد فشار زیادی به محفظه وارد می شود. هوای پرفشار از طریق دهانه نازل جریان می یابد و ولتاژ کافی برای حفظ است.
Air Blast با کنتاکت متحرک کشویی
کنتاکت متحرک روی پیستونی که توسط فنر پشتیبانی می شود نصب می شود. انفجار آرک را به الکترود آرک الکتریکی منتقل می کند.
مزایا و معایب کلید هوایی Air Blast
مزایا
- کلید هوایی Air Blast گزینه مناسبی برای استفاده در مواردی است که به دلیل انرژی آرک کمتر نیاز به عملکرد مکرر است
- خطر آتش سوزی در عملکرد قطع کننده مدار ایر بلاست حذف می شود.
- قطع کننده مدار انفجار هوا در اندازه کوچک است، زیرا رشد قدرت دی الکتریک بسیار سریع است (که شکاف تماس نهایی مورد نیاز برای خاموش
- شدن آرک بسیار کوچک است).
- سرعت قطع کننده مدار در هنگام کار با انفجار هوا بسیار بیشتر است.
- خاموش کردن آرک بسیار سریعتر است
- مدت آرک برای تمام مقادیر جریان یکسان است.
- پایداری عملکرد را می توان حفظ کرد و به سرعت عملکرد کلیدهای مدار بستگی دارد.
- به نگهداری کمتری نیاز دارد.
معایب
- کارخانه تامین کننده هوا نیاز به تعمیر و نگهداری اضافی دارد.
- دارای کمپرسور هوا با ظرفیت بالا
- احتمال نشت فشار هوا از محل اتصال لوله های هوا وجود دارد.
- احتمال افزایش نرخ بالای قطع مجدد ولتاژ و جریان وجود دارد.
- هوا دارای خواص خاموش کردن آرک نسبتاً کمتری است.
- کاربرد و موارد استفاده از مدار شکن هوا
- برای محافظت از گیاهان استفاده می شود.
- این برای محافظت مشترک از ماشین های الکتریکی استفاده می شود.
- برای محافظت از ترانسفورماتورها، خازن ها و ژنراتورها استفاده می شود.
- ACB همچنین در سیستم اشتراک برق و NGD حدود 15 کیلو ولت استفاده می شود.
- همچنین در برنامه های ولتاژ و جریان های پایین و همچنین بالا استفاده می شود.
