کلید هوایی

کلید هوایی، کلید هوایی چیست و چه کاربردی دارد؟ این موصوعی است که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت.

کلید هوایی کلید هوایی یا به صورت کامل کلیدهای مدارشکن قدرت هوایی (Air Circuit breaker) یا دژنکتور (Disjoncteur) نوعی از کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آمپراژ بالا مورد استفاده قرارمی گیرند. کلید هوایی در ترجمه تحت الفظی به معنای شکننده جریان هوا میباشد. همچنین این قطعه الکتریکی با حروف مخفف ACB نیز شناخته می شود.

از آنجایی که مكانیزم سیستم اطفاء جرقه در کلید هوایی در هوای آزاد صورت می گیرد لذا به این دسته از كلیدها، كلیدهای هوایی می گویند.

 

ساختار کلید هوایی

کلید های فشار قوی طوری طراحی شده اند که به طور اتوماتیک از طریق رله یا به صورت دستی از اتاق فرمان و هم چنین از محل، در شرایط تحت ولتاژ و زیر بار و در زمان اتصال کوتاه که جریان عبوری از مدار ممکن است تا ۱۰ برابر جریان نامی در دژنکتور باشد، قادرند مدار را قطع نمایند بدون آنکه آسیبی به آن برسد.

کلیدهای هوایی برای محافظت از یک مدار الکتریکی در مقابل خطرات ناشی از اضافه بار، اتصال کوتاه و اتصال به زمین، حفاظت موتوری و ژنراتوری طراحی شده‌است. برعکس فیوز که یک بار عمل کرده و پس از آن باید تعویض شود و می‌تواند مجدداً (به‌طور خودکار یا دستی) وارد مدار شود.

کلید اتوماتیک

عمر مفید كلیدھای هوایی تقریباً دو برابر كلیدهای كمپكت می باشد و هم چنین قدرت قطع این كلیدها نسبت به كلیدھای كمپكت بیشتر بوده و معمولاً بسته به نوع طراحی كلید بین ۵۵ تا ۲۰۰ كیلو آمپر می باشد.

حد بالای جریانی این کلید‌ها تا ۶۳۰۰ آمپر می‌باشد. جریان دایم، نرم این کلید‌ها از ۶۳۰ آمپر تا ۶۳۰۰ آمپر است که در دو قالب ثابت و كشویی ساخته می شوند و تابلو سازان با توجه به ملزومات طراحی یكی از این دو نوع را برای بهینه سازی كار تابلو انتخاب می كنند. از آنجایی که این كلیدها از رله های الكترونیكی و میكروپروسسوری بهره می گیرند لذا از دقت و انعطاف پذیری بسیار بالایی جهت حفاظت و برقراری سلكتیوتی در شبكه برخوردارند.

 

 

 

وظایف اصلی کلید هوایی

وظیفه اول آن سوئیچینگ یا قطع و وصل شبکه می باشد. وظیفه بعدی آن حفاظت از شبکه در شرایطی همچون افزایش یا کاهش ولتاژ، اتصال کوتاه و یا کاهش و افزایش بیش از حد فرکانس، افزایش حرارت تجهیزات در برابر عبور جریان زیاد و یا اضافه بار و از سنکرون خارج شدن ژنراتورها از شبکه است.

چگونگی عملکرد کلید هوایی

عملکرد این نوع مدار شکن با بقیۀ انواع مدار شکن ها متفاوت است، هدف اصلی تمام مدار شکن ها جلوگیری از ایجاد جرقه بعد از جریان صفر با ایجاد یک وضعیت که در آن کنتاکت فاصله در برابر ولتاژ مجدد سیستم مقاومت می کند. هدف مدار شکن های هوایی هم همین گونه است اما با روشی متفاوت؛ برای قطع قوس الکتریکی یک ولتاژ آرک بیشتر از ولتاژ تغذیه ایجاد می کند، ولتاژ قوس به عنوان حداقل ولتاژ مورد نیاز حفظ قوس الکتریکی است، این مدار شکن ولتاژ آرک را با سه روش اصلی متفاوت افزایش می دهد:

کلید اتوماتیک

با خنک کردن پلاسمای جرقه ولتاژ آرک را افزایش می دهد، همانطور که درجه حرارت قوس پلاسما کاهش می یابد، تحرک ذرات در قوس پلاسما کم می شود بنابراین گرادیان ولتاژ بیشتر برای حفظ قوس الکتریکی مورد نیاز است.

ممکن است ولتاژ قوس، طول مسیر قوس را افزایش دهد. وقتی طول مسیر قوس افزایش می یابد مقاومت مسیر افزایش می یابد از این رو برای حفظ همان قوس، ولتاژ بیشتری نیاز است تا در سراسر مسیر قوس استفاده شود، این بدان معناست که ولتاژ قوس افزایش یافته است، تقسیم قوس به تعداد قوس های سری نیز ولتاژ قوس را افزایش می دهد.

مكانیزم عملكرد كلید ھوایی

مكانیزم عملكرد كلید ھوایی بدین شكل است که فنر شارژ كلید توسط دستۀ گردننده یا موتور الكتریكی شارژ می شود و كلید به حالت وصل مجدد می رود.

در هنگام بروز خطا رلۀ الكترونیكی به كمك ترانس های نمونه بردار جریان خطا را حس كرده و طی زمان معینی فرمان دشارژ فنر به عبارتی فعال ساحتن مكانیزم جریان قطع توسط كلید صادر می گردد. به طور كلی مكانیزم شارژ كلیدها یا به شكل گردننده (Rotary) است و یا به صورت فنر شارژ شده (Spring Charged) است.

کلیدهای هوایی دارای رله هایی که در داخل خود کلید جاسازی شده اند (Built-in) می‌باشد، ویژگی این رله‌ها خاصیت تأخیری یا Time Delay آن هاست که عنصر اصلی در تأمین هم برقراری از طریق صدور فرمان قطع با تاخیر می‌باشند.

 

پدیده ی اتصال کوتاه چیست؟

کلید اتوماتیک

اتصال کوتاه ها از مهم ترین و پر احتمال ترین خطاهایی هستند که در یک شبکه به وجود می آید. این خطاها ممکن است بر اثر برخورد یک یا دو فاز با زمین، اتصال دو یا سه فاز به یکدیگر و …. به وجود آیند که در این حالت جریان زیادی در حدود ۱۰ تا ۱۰۰ برابر جریان عادی، از شبکه عبور می کند.

عبور این جریان می تواند اثرات مختلف و زیان باری روی شبکه داشته باشد که از مهم ترین آن ها می توان به اثرات حرارتی روی تجهیزات اشاره کرد که باعث سوختن و آسیب دیدن عایق آن ها می شود. این امر ممکن است در زمانی در حدود چند ثانیه صورت گیرد.

 

کلید اتوماتیک

عمر مفید كلیدھای هوایی تقریباً دو برابر كلیدهای كمپكت می باشد و هم چنین قدرت قطع این كلیدها نسبت به كلیدھای كمپكت بیشتر بوده و معمولاً بسته به نوع طراحی كلید بین ۵۵ تا ۲۰۰ كیلو آمپر می باشد.

حد بالای جریانی این کلید‌ها تا ۶۳۰۰ آمپر می‌باشد. جریان دایم، نرم این کلید‌ها از ۶۳۰ آمپر تا ۶۳۰۰ آمپر است که در دو قالب ثابت و كشویی ساخته می شوند و تابلو سازان با توجه به ملزومات طراحی یكی از این دو نوع را برای بهینه سازی كار تابلو انتخاب می كنند. از آنجایی که این كلیدها از رله های الكترونیكی و میكروپروسسوری بهره می گیرند لذا از دقت و انعطاف پذیری بسیار بالایی جهت حفاظت و برقراری سلكتیوتی در شبكه برخوردارند.

 

اجزای اصلی کلید هوایی

• کنتاکت های اصلی
• دکمه وصل
• دکمه قطع
• محفظه جرقه گیر
• ترمینال های ورود و خروج قدرت ترمینال های فرمان شامل کنتاکت های کمکی، رله شنت، رله آندر ولتاژ، موتور و …
• کانتر یا شمارنده دفعات کارکرد کلید

لوازم جانبی کلید هوایی

• اینترلاک کلید هوایی
• آچار باز و بست کشو
• پین اتصالی کلید هوایی
• باطری میکرولوجیک کلید هوایی
• جرقه گیر کلید هوایی
• دسته شارژ(هندل)
• دکمه فشاری
• رله آندر ولتاژ
• رله شنت تریپ
• رله نشانگر خطا
• سوییچ کمکی کلید ههوایی
• قاب کلید هوایی فیکس
• کابل ارتباطی اینترلاک
• کاور شاسی و کاور واتروف
• کنتاکت کمکی( ترمینال)
• موتور کلید هوایی
• واحد حفاظت میکرولوجیک

 

انواع کلید هوایی

سه پل و چهار پل در انواع فیکس و کشویی

انواع حفاظت در کلید هوایی

• الکترونیکی
• میکروپروسسوری
• مغناطیسی
• حرارتی

 

نحوه شارژ و دشارژ کردن فنر کلید هوایی و قطع و وصل کلید

قطع و وصل کلیدهای هوایی غالبا توسط فنر شارژ شده، انجام می شود. این فنر یا به صورت دستی و یا اتوماتیک به وسیله یک موتور شارژ می گردد و کلید آماده به کار می شود. جهت شارژ دستی کلید باید اهرم روی کلید را چندین بار از بالا به پایین حرکت داد تا فنر شارژ شده و نشانگر روی کلید علامت شارژ را نمایش دهد (Charged OK) و برای شارژ اتوماتیک کلید هوایی نیز از یک عدد موتور استفاده می گردد

به این صورت که پس از قرار دادن موتور در محل مخصوص خود مطابق کاتالوگ و دستورالعمل نصب، با اعمال ولتاژ به موتور، موتور شروع به شارژ فنر می نماید. پس از شارژ شدن فنر، مکانیزم کلید آماده وصل شدن است.

با فشار دادن شاسی CLOSE بر روی کلید، کنتاکت ها به هم وصل می شوند و با فشار دادن شاسی OPEN، مدار قطع می گردد. برخی از این کلیدها را می توان به عنوان کلید زمین به کار برد به این صورت که پس از بیرون آوردن کلید از تابلو توسط اهرم روی کلید، ورودی های کلید بهم وصل می شوند و با جا زدن کلید داخل تابلو این ورودی ها زمین شده و لذا مصرف کننده های پشت کلید زمین می شوند. این حالت توسط نشانگر روی کلید قابل مشاهده است.

 

مزیت کلیدهای هوایی نسبت به کلیدهای اتوماتیک کمپکت

• عمر بالاتر: عمر کلیدهای هوایی 2 برابر عمر کلیدهای اتوماتیک کمپکت است.
• قدرت قطع بالاتر: کلیدهای هوایی در مقایسه با کلیدهای اتوماتیک کمپکت از قدرت قطع بالاتری نیز برخوردار می باشند. قدرت قطع کلیدهای هوایی بین 55 تا 200 کیلو آمپر می باشد.
• رنج جریان بالاتر: کلیدهای اتوماتیک تا رنج 1600 آمپر، کلیدهای هوایی از 630 تا 6300 آمپر ساخته می شوند به دو صورت ثابت و کشویی هستند.
• دقت و حفاظت بالاتر: کلیدهای هوایی از رله های الکترونیکی و میکرو پروسسوری بهره می برند و لذا از دقت و انعطاف بیشتری جهت حفاظت از شبکه دارند.
• قابلیت سلکتیویتی بالا: یکی از مزایای بسیار خوب کلیدهای هوایی، تشخیص تقدم قطع یا سلکتیویتی (Selectivity) بین کلیدهای ورودی و خروجی که بیشتر از نوع کلیدهای اتوماتیک هستند ضروری است.

 

 

امیدواریم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد. لطفا جهت ببرسی و مقایسه انواع کلید هوایی در آمپر های مختلف، اینجا کلید کنید.