در این نوشته نوبت به توضیح دژنکتور رسیده و قصد داریم به شما بگوئیم که دژنکتور چیست و چه کاربردی دارد. حتما با الکتروشایلی همراه باشید تا در این رابطه بیشتر از همیشه بدانید. اول از همه برویم به سراغ تعریف دژنکتور.
دژنکتور چیست؟
دژنکتور یکی دیگر از کلیدهایی است که در رده قدرت به کار برده می‌شود. واژه Disjoncteur یک واژه فرانسوی است که اگر بخواهیم آن را به انگلیسی برگردانیم، به واژه CB یا Circuit Breaker به معنای مدارشکن یا قطع کننده مدار می‌رسیم؛ پس متوجه می شویم که در دسته قطع کننده های مدارهای قدرت به کار می رود.
کلید قدرت، وسیله‌ای است که بتواند مدار قدرت را در شرایط و زمان های تعیین شده قطع و وصل کند، به طوری که هم آسیب نبیند و هم بتواند شبکه را به طرز مطلوبی کنترل کند. کلیدهای قدرت به دو دسته قابل قطع زیر بار (مانند دژنکتور) و غیر قابل قطع زیر بار (مانند سکسیونر) تقسیم می شوند.
دژنکتور یک کلید عملگر قدرت است که علاوه بر قطع و وصل کردن مدار یا خط، از شبکه در مواقع بروز اتصالی نیز حفاظت می کند. این کلید قدرت، قابل قطع زیر بار می باشد، یعنی در شرایطی که مصرف کننده وصل است و به اصطلاح مدار تحت بار است، می تواند مدار را قطع کند. دژنکتورها بسته به طراحی آنها، می توانند یک یا چند پارامتر از یک خط الکتریکی را کنترل کنند. فرمان عملکرد دژنکتورها توسط رله های Prime (اولیه) که مستقیما به برق 20 Kv وصل هستند، صادر می شود.
در سیستم های قدرت اصولا با جداشدن کنتاکت های کلیدهای فشار قوی، جریان و ولتاژ خط به صفر نمی رسد و تا صفر شدن مقادیر آنها، قوس و یا جرقه خواهیم داشت، که یکی دیگر از وظایف کلیدهای قدرت رفع این مشکل است.
نحوه عملکرد دژنکتور
برای اینکه دژنکتور بتواند عمل قطع و وصل را انجام دهد و مجدد به حالت آماده به کار در بیاید، در داخل آن فنرهایی تعبیه می کنند که هرکدام از این فنرها به یک شفت متحرک وصل هستند.
فنر وصل در دژنکتور، هم به طور دستی و هم به طور موتوری شارژ می شود و فنر قطع در دژنکتور، توسط انرژی آزاد شده از فنر وصل شارژ می‌شود. هم چنین کنترل آزادسازی این فنرها به وسیله تحریک یک ضامن توسط بوبین های قطع و وصل انجام می‌شود.
بوبین هایی که برای برقدار شدن، هم به طور دستی و هم به طور کنترل از راه دور فرمان می‌گیرند.
دژنکتورها غالبا از مکانیزم شارژ فنری (Spring Mechanism/Spring Charge Mechanism) انرژی لازم برای عمل قطع و وصل را دریافت می‌کنند.
یعنی انرژی مورد نیاز برای قطع و وصل کلید، انرژی ذخیره شده در فنرها قرار دارد. این مکانیزم به طور همزمان تمام سه یا چهار ترمینال قطع کننده مدار را باز یا بسته می‌کند.
تقسیم بندی کلیدها از نقطه نظر مکانیزم عملکرد (Operating Mechanism)
مکانیزم عملکرد یعنی کلید پس از دریافت فرمان قطع یا وصل، در مدت کوتاهی بتواند عمل قطع و وصل را انجام دهد. مکانیزم عملکرد در کلیدها می تواند یکی از حالات زیر باشد:
- مکانیزم فنری یا فنر قابل شارژ (Spring Mechanism)
- مکانیزم هیدرولیکی (Hydraulic Mechanism)
- مکانیزم هوای فشرده یا پنیوماتیکی (Peneumatic Mechanism)
- دستی (Manual Mechanism)
- مغناطیسی (Magnetic Mechanism)
- موتوری (Engine Mechanism)
همه انواع مکانیزم برای تمام کلیدها کاربرد دارند ولی از همه پر کاربرد تر مکانیزم شارژ فنری است.
مکانیزم شارژ فنری
مکانیزم شارژ فنری با دو مکانیزم ضامن دار به طور مستقل کار می کند. شامل مکانیسم شارژ برای کار با دست و یا مکانیزم شارژ با موتور محرک و یا قابل تنظیم برای هر دو حالت است. هم چنین این ضامن دارای نوع خاصی از پوشش عایقی است که اپراتور را از خطر برق گرفتگی دور می کند.
مکانیزم شارژ فنری به این صورت است که برای هربار وصل شدن کلید، نیاز به شارژ فنر وصل داریم و بعد از هربار که کلید وصل شود، به طور همزمان فنر قطع شارژ می شود و کلید آماده قطع شدن می باشد. هم چنین همزمان با شارژ فنر قطع، توسط سوییچ های حدی (LIMIT SWITCHES) یا لیمیت سوییچ های موجود در دژنکتور، فرمان شارژ فنر وصل به موتوری که وظیفه آن شارژ فنر وصل است، ارسال می گردد و وقتی عمل شارژ انجام شد، توسط سوییچ های دیگری دستور قطع موتور صادر می شود و به این صورت می توان درک کرد که چطور فنرهای قطع و وصل در هر لحظه آماده برای کار در لحظه مورد نیاز می‌شوند.
از مزایای مکانیزم شارژ فنری می توان ارزانی، سهولت در نصب و سیستم نگهداری، امکان شارژ دستی فنر و قابلیت اطمینان بالاتر را نام برد و البته معایبی نیز دارد که با توجه به مزایای بالای آن و سهولت نصب و نگهداری و سرویس آن در حال حاضر فراگیر است و تا سطوح ولتاژ حدود 145 کیلو ولت به دلیل اینکه سیستمی با قدرت قطع خیلی بالا نیاز نیست و هم چنین سیستم شارژ فنری دارای مکانیزم ساده‌ای است، تمام سازندگان، این سیستم را به سایر سیستم‌های دیگر در این سطح ولتاژ ترجیح می‌دهند.
ساختمان داخلی دژنکتور
دژنکتورها از یک سوییچ ساده تشکیل شده اند که یک سر آن به یک سیم پیچ و سر دیگر آن به یک بیمتال متصل شده است. یعنی هم از عملکرد مغناطیسی و هم از عملکرد حرارتی برای کنترل و قطع و وصل مدار استفاده می کند.
سیم فاز درون مدار به دو قسمت انتهایی سوییچ متصل است. وقتی سوییچ در وضعیت روشن (ON) قرار می گیرد، جریان الکتریسیته از ترمینال پایینی از داخل سیم پیچ (مگنت برقی) عبور می کند و از طریق کنتاکت متحرک به کنتاکت ثابت منتقل و از ترمینال بالایی خارج می شود.
وقتی جریان بیش از حد از بیمتال عبور کند، طبق اثر ژول باعث ایجاد گرما و تغییر شکل آن می شود. این بیمتال به طور مکانیکی تماسی برقرار می کند که مدار الکتریکی محافظت شده را باز می کند. این سیستم الکترومکانیکی بسیار ساده و مقاوم است؛ ولی دقیق نیست و زمان واکنش آن نسبتا کند است و می توان گفت که هنگامی که مدار در معرض اضافه جریان طولانی قرار بگیرد، از مدار حفاظت می کند و بنابراین عملکرد اصلی آن می تواند حفاظت از هادی ها در برابر گرمای بیش از حد باشد که مانع از آتش سوزی در مدار شود. به عملکرد بیمتال، ترمال حرارتی نیز گفته می شود (Thermal Effect).
تشخیص اتصال کوتاه و تغییر شدید جریان نیز به عهده سیم پیج های داخل آن است. این تغییر شدید جریان، طبق قوانین الکترومغناطیس باعث ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف سیم پیچ ها می شود که این موضوع باعث جابجایی هسته و قطع مکانیکی بخش هایی از مدار و هم چنین حفاظت از هادی های موجود بین منبع و اتصال کوتاه می شود.
وظیفه اصلی حفاظت مغناطیسی، حفاظت از تجهیزات در برابر خطاها (اضافه بار تجهیزات، اتصال کوتاه، خرابی و …) است. پس مدار الکتریکی باید به گونه ای محاسبه و جای گذاری شود که کمترین جریان اتصال کوتاه باعث توقف مغناطیسی دستگاه شود.
یک دژنکتور می تواند شامل تشخیص حرارتی اضافه جریان باشد یا نباشد. بنابراین دو نوع اصلی دژنکتور وجود دارد.
- دارای تشخیص اضافه جریان
با منحنی های B، C، D و Z، با آستانه های قطع مغناطیسی بین 2.4 تا 14 برابر جریان نامی دژنکتور
- فاقد تشخیص اضافه جریان
دارای منحنی MA، با آستانه قطع مغناطیسی در 12 تا 20 برابر جریان نامی دژنکتور
مکانیزم طراحی دژنکتور
طراحی دژنکتورها به گونه ای است که کنترل مدار را هم به صورت اتوماتیک و هم به صورت دستی، در شرایط تحت بار بودن شبکه و بروز اتصال کوتاه که جریان عبوری از مدار ممکن است تا ده برابر جریان نامی دژنکتور بالا برود، انجام داده و قادر است مدار را قطع کند بدون اینکه به آن آسیبی برسد.
به علت اینکه دژنکتور مدار را تحت بار قطع می کند، در لحظه قطع و در داخل دژنکتور و در محل قطع، باید مکانیزمی تعبیه شود که بتواند جرقه ناشی از این قطع و وصل جریان را تخلیه کند. به این منظور از روغن، گاز، خلاء و یا عایق های دیگری در دژنکتور استفاده می کنند و توسط تیغه هایی، جرقه های ایجاد شده را به سمت محفظه قطع (محفظه حذف جرقه) هدایت می کنند.
دژنکتورها را می توان از دو نقطه نظر مهم تحت بررسی قرار داد:
- محفظه قطع
- مکانیزم عملکرد (سیستم تأمین انرژی حرکتی کنتاکت های متحرک)
محفظه قطع
محفظه تشکیل دهنده دژنکتور، به محل قطع و وصل جریان می گویند که از دو کنتاکت تشکیل شده است. یک کنتاکت باز و دیگری بسته. که در لحظه وصل یا قطع این کنتاکت ها، به دلیل عبور جریان از آنها ایجاد قوس الکتریکی یا جرقه می کنند. این قوس الکتریکی در لحظه قطع بیشتر از لحظه وصل است، زیرا هنگام قطع، شبکه باردار است و ولتاژ موجود در خط بالاست. با افزایش ولتاژ در یک سیستم قدرت جرقه به هنگام قطع نیز بیشتر می شود و هرچه مصرف کننده پرقدرت تر باشد، مقدار این جرقه نیز بیشتر می شود. در این حالت باید مکانیزمی به کار برد که هم سرعت و هم قدرت قطع یا خفه کنندگی بالایی داشته باشد.
فنرهای موجود در دژنکتور موجب تسریع در عمل قطع شده و برای حذف جرقه ها نیز از روغن یا گاز SF6 و یا خلأ در آن استفاده می کنند و چون دژنکتورهای روغنی به نسبت سایر دژنکتورها نیازمند تعمیر و نگهداری بیشتری است و هم چنین در صورت اتصالی احتمال انفجار در داخل آنها وجود دارد، امروزه کمتر از دو مدل دیگر استفاده می شوند.
هرچه ولتاژ موجود در خط بالاتر می رود، فاصله بین دو کنتاکت افزایش یافته، وسعت و دامنه قوس شدت می یابد، به طوری که از بین بردن این قوس و کاهش زمان قطع کلید مشکل تر می شود. در این حالت باید چندین محفظه قطع به کار ببریم که ولتاژ بین کنتاکت ها در هر محفظه نسبت به تعداد محفظه های قطع کاهش پیدا کند ولیکن با این کار، جریان عبوری از کلید در کلیه کنتاکت ها و محفظه های قطع به تعادل رسیده و تغییری نمی یابد.
مثلا اگر ولتاژ خط 400 کیلوولت باشد و عمل قطع در سه محفظه صورت گیرد، ولتاژ واقع بر هر محفظه حدود 133 کیلوولت می باشد، در صورتی که جریان خط و جریان بار (جریان عبوری از محفظه های قطع) برابر می باشند. به جهت اینکه کلیه کنتاکت های متحرک در محفظه‌های قطع از یک مکانیزم عملکرد مشترک فرمان می گیرند، حرکت کنتاکت های متحرک در تمام محفظه های قطع، کاملا به طور همزمان صورت می گیرد.
مکانیزم عمل کننده
این مکانیزم از طریق یک اهرم که نقش ایزوله دارد، به کنتاکت متحرک وصل شده و انرژی لازم برای حرکت کنتاکت متحرک را از طریق همین اهرم به آن انتقال می دهد. مکانیزم عمل کننده ابتدا فرمان های صادر شده از رله های حفاظتی و یا تابلو کنترل را دریافت می‌کند و سپس انرژی لازم برای حرکت کنتاکت متحرک را به آن می‌دهد و از این طریق، لحظه حرکت کنتاکت متحرک را برای قطع یا وصل کلید کنترل می کند.
اگر بخواهیم انرژی مورد نیاز کنتاکت ها را توسط تجهیزاتی مانند موتورها تأمین کنیم، کار کاملا ساده‌ای است؛ ولی باید هر زمانی که رله ها فرمان حرکت کنتاکت ها را می دهند، کنتاکت‌ها حرکت کنند و چون ادواتی مانند موتور دارای تاخیر زمانی برای شروع عملکرد هستند، این موضوع برای سیستم مطلوب نیست.
برای رفع این مشکل و حذف این تأخیر زمانی، طبیعتا باید انرژی سیستم مکانیزم عمل کننده را از قبل برای آن ذخیره کنیم که بلافاصله بعد از دریافت فرمان رله ها، انرژی حرکتی کنتاکت ها به آنها منتقل شود. پس لازم است این انرژی را به صورت ذخیره شده و آماده به انتقال پیش بینی کنیم. به طوری که بعد از دریافت فرمان از سمت رله ها، در همان لحظه مورد نظر و بدون هیچ گونه فاصله زمانی، انرژی حرکتی کنتاکت ها به آنها منتقل شود.
این ذخیره انرژی به صورت فنر شارژ شده، روغن تحت فشار و یا هوای فشرده انجام می شود. در هنگامی که کلید باز و بسته می شود، فنر و یا روغن توسط موتور الکتریکی یا هندل دستی، تحت فشار قرار گرفته و مقداری انرژی مکانیکی در خود ذخیره می نماید، که بعد از دریافت فرمان از سمت رله ها، انرژی مکانیکی مورد نیاز برای حرکت کنتاکت ها را به آنها منتقل می کند.
خاموش شدن قوس الکتریکی در دژنکتور
قوس به وجود آمده در محفظه قطع کلید تنها هنگامی از بین می رود که فاصله کنتاکت های ثابت و متحرک به قدری از هم زیاد باشد که این فاصله از محدوده لازم برای تشکیل قوس بزرگتر باشد. به این صورت که با فاصله گرفتن تدریجی کنتاکت های متحرک و ثابت از یکدیگر، توانایی برد قوس بیشتر شده ولی همزمان از شدت و قدرت آن کاسته می شود. ادامه این حرکت و فاصله گرفتن بیشتر کنتاکت های متحرک، باعث افت شدید ولتاژ در فاصله مابین کنتاکت ها شده؛ به طوری که در این ولتاژ دیگر امکان برقراری قوس وجود ندارد و به این صورت قوس الکتریکی خاموش می شود. هرچه زمان برقراری قوس کمتر باشد، جریان توسط کلید زودتر قطع می شود.
برای تسریع در آماده سازی فضای محفظه قطع و افزایش خاصیت دی الکتریک آن، از مواد با خاصیت دی الکتریک بیشتر در فاصله بین دو کنتاکت استفاده می شود. این مواد عبارتند از: روغن، هوای فشرده، گاز SF6 و خلا، که از تمام اینها ابتدا خلاء و سپس گاز SF6 خاصیت ایزولاسیون بیشتری نسبت به سایرین دارند. با افزایش میزان ولتاژ نیاز به قدرت ایزولاسیون بالاتری داریم که در حداقل زمان ممکن بتواند قوس الکتریکی را خاموش کند. به همین علت در ولتاژهای بالاتر نیاز به استفاده از خلاء و یا گاز SF6 داریم.
تفاوت های دژنکتور با برخی دیگر از تجهیزات الکترونیکی
تفاوت دژنکتور با سکسیونر
دژنکتور و سکسیونر هردو در دسته کلیدهای قدرت و مدارشکن جای می گیرند. ریشه واژه سکسیونر یا همان سکشنر، مانند دژنکتور یک واژه فرانسوی است (Sectionneur) و ترجمه آن به انگلیسی Sectioner یا جدا کننده (ایزولاتور) می باشد. درست است که هردوی آنها در خانواده مدارشکن ها قرار می گیرند، ولی دژنکتور به عنوان یک کلید قابل قطع زیر بار، در ولتاژهای بالا توانایی قطع مدار را تحت بار دارد، یعنی هنگامی که در خط ولتاژ داریم، می تواند مدار را قطع کند، ولی سکسیونر بنا به تعریف یک کلید غیرقابل قطع زیر بار به شمار می رود و دارای انواع مختلفی است.
البته لازم به ذکر است که اگر در سکسیونرها سیستم شارژ فنری را قرار دهیم، به سکسیونرهای قابل قطع زیر بار تبدیل می شوند و از این طریق می توان قدرت قطع آنها را افزایش داد. چون مصرف کننده هایی با قدرت کمتر نیز در شبکه وجود دارند که لزوما احتیاجی به دژنکتور ندارند و با سکسیونر نیز می توان عمل سوییچینگ آنها را به طور معمولی انجام داد.
مثلا در ترانس های کاهنده روی تیر برق ها که ولتاژ 20 کیلوولت را به 400 ولت تبدیل می کنند، برای قطع بار مدار از همان سکسیونر استفاده می کنند. عملکرد دیگر سکسیونرها به عنوان ایزولاتور برای دژنکتورهاست؛ به این صورت که در ورودی و خروجی دژنکتورها قرار می گیرند و در مواقع لزوم می توان دژنکتور را به طور کامل از شبکه خارج و تعمیر یا تعویض کرد.
در اصل برای تخلیه شارژ خازنی و تأمین ایمنی مدار از سکسیونر استفاده می کنند.
شارژ خازنی یعنی هنگامی برق را برق قطع کردیم، هنوز در سیستم بنابر خاصیت خازنی مدار به صورت ذخیره انرژی الکتریکی وجود دارد که این بسیار خطرناک است.
در پست های فشار قوی، برای ورود یا خروج صحیح تجهیزات در مدار و دسترسی پرسنل تعمیر و نگهداری به تجهیزات، به اینترلاک های مناسب، نیاز می باشد. اینترلاک، عملیاتی متناسب با عملکرد مدار و کلیدزنی در سیستم است و مجموعه ای از کلیدزنی های مناسب را انتخاب می نماید. این نوع اینترلاک از کلیدزنی غیر مجاز در پست جلوگیری به عمل آورده و ایمنی پرسنل برای دسترسی به پست، تضمین می گردد.
در تاسیساتی که هم دژنکتور داریم و هم سکسیونر، نمی توان سکسیونر را به عنوان کلید قطع زیر بار به کار برد و هربار بخواهیم آن را از مدار خارج کنیم، ابتدا باید برق اصلی و یا همان بار مدار توسط دژنکتور قطع شده باشد. در موقع نصب این دو به شبکه نیز، عکس همین موضوع صادق است و ابتدا باید سکسیونر نصب شود و سپس دژنکتور. این توالی برای قطع و وصل آنها به شبکه باید حتما رعایت شود تا ایجاد مشکل نکنند. چون موقع قطع کلید، کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت جدا می شود و کلید قطع می شود و چون در ساختمان سکسیونرها برعکس دژنکتورها هیچ گونه وسیله قطع جرقه در نظر گرفته نشده است؛ از این رو، موقع قطع، نباید از کنتاکت های آن جریانی عبور کند. در صورتی که اگر سکسیونر در زیر بار (یعنی موقعی که از آن جریان می گذرد) باز شود، جرقه ایجاد شده در موقع قطع کلید، فضایی برای خاموش شدن ندارد و ممکن است باعث ذوب شدن کلید و صدمه به اپراتور شود.
اینترلاک سبب می شود که اگر سهواً ابتدا دستور بازشدن سکسیونر صادر شد، عمل نکند . مدار را از خرابی و خطر برای اپراتور حفظ می کند.
انواع سکسیونر
- قابل قطع زیر بار
- غیر قابل قطع زیر بار
- سکسیونر با ارت قابل قطع
نکته مهم: سکسیونر غیر قابل قطع زیر بار فقط قبل از دژنکتور و به منظور ایمن سازی به هنگام تعمیرات (به عنوان ایزولاتور) در پست‌ها استفاده می‌شود.
نماد مداری دژنکتور و سکسیونر به صورت زیر است:
هم چنین سکسیونر نمی‌تواند مدار را هنگام وقوع خطا قطع کند؛ در حالی که دژنکتور قادر است هنگام بروز خطا مدار را قطع کند.
یکی از کاربردهای سکسیونر جهت تست بی برق بودن مدار در حین تعمیرات و غیره است، چرا که کنتاکت های آن به خوبی قابل مشاهده است و با بررسی آنها از بی برق بودن مدار مطمئن خواهیم شد.
یکی از مدل های سکسیونر تفاوت دژنکتور با فیوز
دژنکتور و فیوز (Fuse) نیز هردو در دسته مدارشکن ها قرار می گیرند. با این تفاوت که:
- فیوز در رنج جریان بسیار ضعیف عمل می کند، ولی دژنکتور در رنج جریان برق فشار قوی به کار می رود.
- فیوزها ادواتی یکبار مصرف هستند و در صورت وقوع اضافه بار، المنت فیوز سریعا ذوب می شود و فیوز باید تعویض گردد، ولی دژنکتورها قابلیت استفاده در دفعات متعدد را دارند و حتی بعد از استفاده نیز می توان مجددا آنها را هم به صورت اتوماتیک و هم به صورت دستی وارد شبکه کرد.
- دژنکتور فقط عمل قطع خطا را انجام می دهد و عمل تشخیص اضافه بار به عهده رله های فرمان دهنده به دژنکتور است، ولی فیوز هم اضافه جریان را تشخیص داده و هم آن را قطع می کند.
- فیوز تنها عملکرد بیمتال را در داخل خودش دارد، ولی دژنکتور هم عملکرد بیمتال (تشخیص حرارتی) دارد و هم عملکرد الکترومغناطیسی (تشخیص مغناطیسی به وسیله رله ها).
- زمان قطع اضافه جریان در فیوزها خیلی کمتر از دژنکتورهاست؛ به طوری که در فیوزها زمان قطع در حدود 0.002 ثانیه و در دژنکتورها این زمان در حدود 0.05 تا 0.01 ثانیه است.
نماد آنها در مدار به صورت زیر است:
برخی از انواع فیوز را در شکل زیر می بینید.
انواع فیوز تفاوت دژنکتور با کلید مینیاتوری
عملکرد دژنکتور مانند کلید مینیاتوری (MCB = Miniator Circuit Breaker) است، یعنی برای تشخیص اضافه جریان از عملکرد بیمتال و برای تشخیص اتصال کوتاه نیز از عملکرد رله ای استفاده می کند. با این تفاوت که مینیاتوری در رنج جریانی پایین و دژنکتور در رنج جریان بالا یا همان قدرتی به کار می رود.
تفاوت دژنکتور با بریکر
گاها برای صحبت در مورد دژنکتور از واژه بریکر (Breaker) نیز استفاده می کنند که نسبت دادن واژه بریکر ممکن است از لحاظ نوع کارکرد) قابل قطع زیر بار بودن (در مورد دژنکتور درست باشد، ولی در اصل اگر بخواهیم به طور علمی تر به این واژه نگاه کنیم، باید گفت که بریکرها به قطع کننده ها در رنج جریان های کم و فشارهای ضعیف می گویند (مانند کلید اتوماتیک که در تابلو برق به کار می رود و یا کلید مینیاتوری که بعد از شبکه توزیع خانگی به کار می رود)، ولی دژنکتور یک قطع کننده زیر بار در رنج جریان فشار متوسط و قوی است و از لحاظ علمی، به کار بردن واژه بریکر برای دژنکتور درست نیست.
تفاوت دژنکتور با ریکلوزر
همانطور که قبلا گفتیم دژنکتور یک کلید قدرت برای محافظت از مدار و قطع آن زیر بار است. در حالی که ریکلوزر (ReCloser) یک نوع رله است که وظیفه فرمان دادن برای وصل مجدد کلید قدرت را بر عهده دارد. ریکلوزر توانایی قطع و وصل جریان را در صورت رخ دادن اتصال کوتاه برای چندین بار (معمولا 3 بار) دارد. اگر در شبکه مشکلی رخ بدهد، رکلوزر شبکه را به مدت یک ثانیه قطع و مجددا وصل می‌کند. در صورت بر طرف نشدن خطا، ریکلوزر این توانایی را دارد که تا سه مرتبه مدار را قطع و وصل نماید. اگر پس از هر وصل شدن شبکه، خطا برطرف شده باشد، شبکه وصل خواهد بود؛ در غیر این صورت، تا 3 مرتبه مدار قطع و وصل گردیده و بعد از این تعداد اگر خطا هنوز رفع نشده باشد، شبکه قطع خواهد ماند.
گاهی اوقات برخی از خطاهای موقتی شبکه، با یک قطع و وصل ساده رفع می شود. علت این قطع و وصل های مکرر و کوتاه مدت مدار توسط ریکلوزر نیز همین نکته است. چون لزومی ندارد برای خطاهای موقتی که به سادگی قابل رفع شدن هستند، تمام شبکه قطع گردد.
انواع ساختار دژنکتورها (نوع ساختار دژنکتورها / دژنکتورها بر اساس محفظه قطع)
دژنکتورها بر اساس نوع ساختار و یا از نظر انواع محفظه قطع آرک (Arc) یا قوس الکتریکی به دسته های زیر تقسیم می شوند:
- دژنکتور با محفظه قطع آبی
- دژنکتور با محفظه قطع روغنی
- دژنکتور با محفظه قطع بادی (دژنکتور هوایی)
- دژنکتور با محفظه قطع گازی
- دژنکتور با محفظه قطع پر شده از خلأ
- دژنکتور با محفظه قطع کم روغن
دژنکتور با محفظه قطع آبی
این نوع دژنکتور بسیار قدیمی بوده و هم اکنون تولید و کاربرد ندارد. در این نوع دژنکتور از آب به عنوان مایع موجود در محفظه قطع قوس الکتریکی استفاده می شود. حرارت به وجود آمده از جرقه موجب تبخیر آبی که به عنوان خنک کننده در اینجا به کار رفته است، می شود و هنگامی که جرقه خاموش شود و جریان به صفر برسد، قطرات آب به داخل محیط هدایت جرقه ها پاشیده می شود که این امر موجب جذب یون های آزاد شده از جرقه می گردد و با خنک کردن مسیر جرقه، از به وجود آمدن مجدد جرقه جلوگیری کرده و جرقه را در حالت خاموش نگه می دارد.
با تجمیع تمام موارد بالا و دژنکتورهای موجود در بازار، در حال حاضر اطلاعات بسیار کاملی از آنها در دسترس نیست.
دژنکتور روغنی (OCB یا OCBS)
مخفف واژه Oil-filled Circuit BreakerS یا Oil Circuit Breaker که به معنای مدارشکن پر شده با روغن می باشد. این کلید از یک تانک فولادی پر از روغن تشکیل شده است و به وسیله فنر قوی ای که دارد، عمل قطع و وصل را انجام می دهد. این مدل از دژنکتور در حال حاضر کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و با مدل هایی مانند گاز یا خلأ جایگزین می شود.
عملکرد این دژنکتور نیز به مانند دژنکتور آبی می باشد و روغن بیشتر وظیفه عایقی را بر عهده دارد و مکانیزم خاصی برای خاموشی جرقه در آن به کار گرفته نمی شود. همانطور که سابقا گفته شد، بر اثر زیاد شدن فاصله کنتاکت ها، چون این فاصله از برد جرقۀ ایجاد شده بزرگتر است، جرقه خود به خود مهار و خاموش می شود. مکانیزم عملکرد این کلید نیز به این صورت است که به محض قطع کلید و جداشدن کنتاکت های آن، جرقه شدیدی ایجاد می شود که موجب تبخیر روغن در اطراف جرقه می شود. فشار این گازهای ایجاد شده، باعث به گردش درآمدن روغن خنک در اطراف قوس و در نهایت حذف آن می شود. فضای خالی ای که بالای روغن تعبیه کرده اند، باعث می شود که در اثر انبساط حجم روغن به علت تبخیر شدن، در لحظات قطع اتصال کوتاه و بروز جرقه، از انفجار جلوگیری شود.
از محاسن این کلید، قابل رؤیت بودن آن است که مانند سکسیونرهای قابل قطع زیر بار رفتار می کند. عیب این نوع دژنکتور این است که حاوی مقدار زیادی روغن معدنی در حدود شاید صدها لیتر روغن و در نهایت حجم زیادی از روغن مرده هستند؛ که در هنگام خرابی لازم است که این روغن تخلیه شود و این عمل خطر آتش سوزی را به دنبال دارد و هم چنین چون این روغن برای سیستم ها و محیط سمی است، لذا لازم است که حتما نشتی آن مهار شود.
دژنکتور روغنی دژنکتور با محفظه قطع بادی
در این نوع کلیدها عمل حذف جرقه توسط هوای فشرده خنکی که به سرعت مابین کنتاکت ها دمیده می شود، انجام می شود. این هوای فشرده، همان هوایی است که در اثر انفجار به وجود آمده و در داخل یک مخزن ذخیره می شود و سپس از طریق کمپرسور فشرده شده و از طریق یک نازل، آزاد می گردد تا بتواند سرعت بالایی برای دمیدن ایجاد کند. وقتی جرقه بین کنتاکت ها ایجاد می شود، با دمیده شدن این باد خنک توسط کمپرسور با سرعت خیلی زیاد، گازهای داغ یونیزه شدة حاصل از جرقه خارج شده و همزمان با خاموش شدن جرقه، کنتاکت های در حال حرکت بر اثر فشار این باد به عقب هدایت می شوند، فاصله بین کنتاکت ها افزایش می یابد و دریچه دمیده شدن باد نیز مسدود می شود. از این نوع مدارشکن ها برای سرویس های داخلی در میدان های فشار متوسط و بالا و هم چنین ظرفیت شکست های متوسط استفاده می شود. به طوری که معمولا تا ولتاژ 15 کیلوولت و ظرفیت شکست 2500 مگا ولت آمپر، در مدارات فشار قوی سوئیچینگ در فضای باز برای خط 220 کیلوولت استفاده می شوند.
مزایا و ویژگی های مطلوب کلیدهای مدارشکن بادی (هوای فشرده) عبارتند از:
- عملکرد با سرعت بالا: به دلیل اینکه فاصله زمانی بین جرقه و جدا شدن کنتاکت ها بسیار سریع است، لذا وجود این قطع کننده در مدارات بزرگ به هم پیوسته بسیار ضروری است تا ثبات سیستم حفظ شود.
- مناسب بودن برای استفاده و تعویض مکرر: به دلیل عدم وجود روغن و سایش حداقلی سطح تماس آن با شبکه، امکان تعویض مکرر آن وجود دارد. البته لازم به ذکر است که اگر برای کلید سوییچ مکرر برنامه ریزی شده باشد، لازم است حتما یک منبع کافی هوا نیز برای آن در نظر گرفته شود.
- نگهداری آسان: به دلیل برنامه ریزی به صورت سوییچ مکرر و عدم وجود روغن، نگهداری آن راحت است.
- اندازه بهینه: به علت سرعت بسیار بالای دمیده شدن هوا در این نوع کلید، مقاومت بین کنتاکت ها بسیار سریع زیاد می شود و با ایجاد حتی یک فاصله بسیار کم، قوس الکتریکی به سرعت از بین می رود و این موضوع سبب می شود که نیاز به تعبیه فضای بزرگی برای حرکت کنتاکت ها نباشد و در نهایت منجر به کاهش سایز نسبت به نوع روغنی می شود.
قطع کننده های هوای فشرده بسته به نوع جریان انفجار فشرده شده در اطراف کنتاکت ها به سه نوع عرضی (Cross Blast Air Circuit Breaker)، محوری (Axial Blow Circuit Breaker) و شعاعی (Radial Blast) تقسیم می شوند.
معایب این نوع قطع کننده ها عبارتند از:
- همیشه باید هوی فشرده با فشار صحیح در دسترس باشد و این موضوع گاها سبب نصب یک کمپرسور بزرگتر و یا نصب دو یا چند کمپرسور می شود که در نهایت منجر به افزایش سایز در آنها می شود.
- به علت نگهداری جهت عدم خروج و نشت هوا در اتصالات آنها، در ولتاژهای پایین به نسبت دژنکتورهای گازی و روغنی هزینه بر است.
- یکی از ایرادات اساسی وارده به این کلید، صدای بسیار بلندی است که از دمیدن هوا ایجاد می کند و این ایراد، ما را به تعبیه صدا خفه کن هنگامی که این کلید را در نزدیکی مناطق مسکونی به کار می بریم، وادار می کند.
دژنکتور با محفظه قطع گازی (GCB)
عبارت GCB مخفف واژه Gas Circuit Breaker به معنای مدار شکن پر شده با گاز می باشد که معمولا گاز به کار رفته در این نوع قطع کننده ها، گاز SF6 (Sulfur HexaFluride) یا همان هگزا فلوراید گوگرد است. به دلیل عدم مشکلات نگهداری به نسبت کلیدهای روغنی و فضا و صدای کم به نسبت کلیدهای هوایی و نیز قطع بسیار سریع جرقه یا قوس الکتریکی در آنها، معمولا این نوع دژنکتور در صنعت و هم چنین مکان های مسکونی و یا پست های اول شهر استفاده زیادی دارد.
از این گاز برای اولین بار در سال 1940 به عنوان ماده عایق موجود در کلیدهای قطع کننده استفاده شد. به دلیل خصوصیاتی از قبیل پایداری بالا و بدون بو، بدون مزه و غیر سمی بودن این گاز و هم چنین بازیافت قدرت عایقی بعد از ایجاد جرقه در مدت 3 میکرو ثانیه (که نسبت به کلیدهای قطع کننده هوایی که مدت آنها 8 میکرو ثانیه بود، خیلی سریع تر است)، امروزه بسیار کاربرد دارد. به نوعی در حال حاضر، تنها کلید مطرح در پست های ولتاژ 63 کیلوولت به بالا طبق استانداردهای وزارت نیرو، همین کلیدهای گازی می باشد که می توان گفت سایر قطع کننده ها قابلیت رقابت کیفی با این نوع دژنکتور را ندارند.
این قطع کننده ها هم چنین اغلبا بین یک ژنراتور و ترانسفورماتور افزایش دهنده ولتاژ متصل می شوند و به طور کلی وجود آنها در خروجی ژنراتورهای پرقدرت (30 مگاولت تا 1800 مگا ولت) برای محافظت، یک روش مطمین، سریع و اقتصادی است. این قطع کننده ها دارای جریان نامی 4 کیلوآمپر تا 40 کیلوآمپر هستند و هم چنین قدرت قطع 50 کیلوآمپر تا 275 کیلوآمپر دارند.
طبق تایید نهادهای جهانی گاز SF6 قوی ترین گاز گلخانه ای است به طوری که به نسبت گاز CO2 قدرت 23900 برابری برای گرم کردن کره زمین دارد!
خصوصیات برتر و مزایای عمده استفاده از این نوع دژنکتور عبارتند از:
- این گاز به نسبت هوا آرام تر است و هنگام عملکرد، هیچ گاز داغی از آن تخلیه نمی شود.
- برای حفظ فشار آن برعکس کلیدهای هوایی، هیچ نیازی به کمپرسور ندارد.
- مقاومت دی الکتریک بالاتر گاز به نسبت هوا سبب می شود که با فاصله کمتر کنتاکت ها (حتی به نسبت قطع کننده های هوایی)، بتواند سریع تر قوس الکتریکی را بشکند و در نهایت فضای کمتری اشغال کند که در ساختار کلی آن کوچکتر و سبک تر از نوع بادی خواهد بود.
- مکانیزم عملیاتی در آن ساده تر است و هم چنین به دلیل عدم وجود عایق هایی مانند روغن، به تعمیر و نگهداری کمتری احتیاج دارد.
- به علت نبود عایق هایی مثل روغن، خطر آتش سوزی را به دنبال ندارند.
- گاز SF6 گازی بدون بو و بی رنگ است. هم چنین غیر سمی بوده و غیر قابل اشتعال است.
- از نظر شیمیایی با ثبات بوده و میل ترکیبی آن خیلی کم است، در نتیجه در اثر جرقه تغییر ماهیت نمی دهد.
- در دماهای بالا خاصیت خود را از دست نمی دهد.
- این گاز توانایی جذب الکترون های آزاد را دارد و با ایجاد یون منفی می تواند در برابر ایجاد جرقه مقاومت کند.
- به دلیل فاصله کم بین کنتاکت ها در این کلید، زمان قطع آنها در حدود 35 میلی ثانیه می باشد.
معایب این نوع دژنکتورها عبارتند از:
- در هنگام شکسته شدن قوس الکتریکی توسط گاز SF6، مقدار کمی از گازهای مرتبه پایین تولید می شوند که برخی از آنها برای چشم و سیستم تنفسی مضر و تحریک کننده هستند و این موضوع هنگام بازرسی های دوره ای و هم چنین تعمیر و نگهداری می تواند برای اپراتور ایجاد نگرانی کند.
- وزن مولکولی گاز SF6 برابر با 06/146 می باشد و به نسبت هوا سنگین تر است و دیرتر جابجا می شود. بنابراین هنگام ورود آن به محفظه قطع باید جانب احتیاط را رعایت کرد که اکسیژن وارد محفظه قطع گازی نشود.
- در دماهای بسیار پایین محیطی، بر خلاف هوا این گاز به مایع تبدیل می شود که این موضوع سبب می شود توانایی آن برای قطع جریان خطا کاهش پیدا کند؛ که در این حالت باید مجهز به هیتر باشند.
- ممکن است به علت نشت گاز به مرور زمان در این کلیدها، فشار گاز موجود در محفظه کم شده و خاصیت عایقی آن کاهش پیدا کند. جهت جلوگیری از این اتفاق، سنسورهایی را جهت تشخیص فشار گاز در آنها تعبیه می کنند که به محض کم شدن فشاز گاز در کلید، بتواند گاز SF6 را به داخل کلید تزریق کند.
- ولتاژ گذرای ایجاد شده در این مدار دارای شیب زیادی است و برای کم کردن شیب آن باید از خازن در این گونه سیستم ها استفاده کرد.
اجزا کلید sf6
- محفظه گاز SF6
- نشانگر میزان فشار گاز موجود در مخزن
- ترمینال های ورودی و خروجی کلید
- دکمه قطع کلید
- دکمه وصل کلید
- نشانگر وضعیت قطع و وصل کلید
- نشانگر وضعیت شارژ فنر
- اهرم مربوط به شارژ فنر به صورت دستی
- شمارشگر تعداد دفعات قطع و وصل کلید
- قفل کلید برای جلوگیری از دستکاری کلید توسط دیگران
- فیوز فشار قوی جهت حفاظت از کلید در برابر جریان های اتصال کوتاه زیاد
دژنکتور گازی دژنکتور با محفظه قطع خلاء (VCB)
عبارت VCB مخفف واژه Vacuum Circuit Breaker یا Vacuum Interrupter به معنای قطع کننده خلاء می باشد. این دژنکتور کلیدی است که کنتاکت های آن در یک محفظه خلاء (خالی از هرگونه گاز، هوا، روغن و آب) قرار دارند و باید طراحی این نوع کلید به گونه ای دقیق باشد که فشار موجود در آن بر اثر عوامل خارجی افزایش پیدا نکند. این کلیدهای قدرت کاملا آب بندی شده بوده و هیچ صدایی تولید نمی کنند (حتی از نمونه های گازی کمتر) و به اصطلاح ساکت هستند. به همین علت در محیط های کاری پر رفت و آمد مانند متروها، راه آهن ها، کارخانه های صنعتی و غیره کاربرد زیادی دارند.
این تجهیز به عنوان یکی از قطعه های اصلی در مدارشکن های ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا به کار می رود. هم چنین از دژنکتورهای خلاء می توان به عنوان کلید قطع کننده بار استفاده کرد.
با گذشت زمان و تولید و بهره برداری از انواع دژنکتورها، دژنکتورهای خلاء پیشرفته تر شدند و به علت مزایای زیاد از قبیل صدای فوق العاده کم، در سیستم های انتقال برق تاسیساتی، واحد های تولید برق و سیستم های توزیع نیرو برای راه آهن، برنامه های کوره قوس و کارخانه های صنعتی استفاده می شوند.
این نوع دژنکتور به علت آب بندی بسیار بالا، صدای بسیار کمی تولید می کند.
دژنکتورهای خلاء در درجه اول برای پست های برق و در درجه بعد برای کاربران نهایی شبکه برق مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی کلید باید نهایت دقت به کار برده شود تا فشار خلاء موجود در آن، تغییر نکند.
کنتاکت های داخل آن باید دارای موادی باشند که:
- توانایی شکست بالا، هدایت الکتریکی عالی، رسانایی گرمایی کم، ظرفیت گرمایی بالا و قابلیت بالای انتشار الکترون ها را حتی در حد کم داشته باشند.
- باید در برابر فرسایش الکتریکی مقاوم باشند و در اصل ولتاژ شکست آنها بالا باشند.
- در برابر جوشکاری دارای آلیاژهای مقاوم باشند.
- مقدار ظرفیت جریان قطع آنها پایین باشد.
کنتاکت های موجود در این کلید همانند سایر کلیدها، در شرایط عملکرد عادی و بدون خطا، به صورت بسته باقی می مانند و در صورت بروز خطا در هر قسمت از سیستم، کنتاکت ها از هم جدا می شوند. در خلاء کامل، چون هیچ حامل باردار یا ماده یونیزه ای وجود ندارد، انتظار می رود لحظه ای که کنتاکت های کلید باز می شوند، هیچ گونه آرک یا قوس الکتریکی ایجاد نشود؛ ولی در عمل، به علت عواملی مانند تبخیر مختصر مواد از روی کنتاکت ها، محیط دارای حامل های باردار شده و همین موضوع سبب برقراری قوس الکتریکی می شود. با پخش شدن این قوس در خلاء، الکترون ها، بخارات فلزی و یون های تولید شده توسط آرک سریعا بر روی سطح کنتاکت های بریکر جمع شده و سریعا سرد می شوند که باعث بهبود قدرت دی الکتریک آن می شود. در نتیجه قوس الکتریکی یا همان جرقه ایجاد شده، سریعا خاموش می شود و این موضوع به عدم برقراری مجدد قوس کمک می کند.
تاریخچه پدید آمدن قطع کننده های خلا
برخی از دستگاه های قطع کننده خلاء در قرن 19 ثبت اختراع شدند. در سال 1926 گروهی در کالیفرنیا کلیدهای سوییچسنگ خلاء را مورد بررسی قرار دادند و در این آزمایش ها جنبه های اساسی قطع قوس را مورد بررسی قرار دادند و در همان سال کاربرد تجاری آنها را پیش بینی کردند. در سال 1927 شرکت جنرال الکتریک با خرید این حق ثبت اختراع، توسعه تجاری آن را آغاز کرد. بعد از سال 1970 سوییچ های خلاء به تدریج جایگزین سوییچ های کم روغن شدند. با گذشت زمان تولید و توسعه این قطع کننده ها بیشتر شد و اکنون با مزایای بسیاری که دارند در مدل ها و با کاربری های متفاوتی ساخته می شوند.
مزایای دژنکتور خلاء
- عدم نیاز به تعمیر و نگهداری بیش از حد به نسبت سایر دژنکتورها
- به علت نبود عایق هایی مثل روغن، خطر آتش سوزی وجود ندارد.
- به علت آب بندی بسیار بالا، این نوع کلیدها هیچ گونه صدایی تولید نمی کنند و فاقد سروصدا و آلودگی محیطی هستند.
- خلاء نسبت به انواع دیگر عایق ها قدرت دی الکتریک بالاتری دارد (هشت برابر هوا و چهار برابر گاز). همچنین انرژی پخش و برد طولی قوس الکتریکی در خلا، یک چهارم گاز و یک دهم روغن می باشد. مجموع این موارد سبب می شود با فاصله کمی که کنتاکت ها از هم می گیرند، آرک خاموش شود و این یعنی سرعت خاموشی قوس الکتریکی در آنها بسیار بالاست. پس در نتیجه قابلیت اطمینان آنها در مقایسه با انواع دیگر دژنکتور نیز بالاتر است و تابلو برق های خلاءنیز دارای فرسایش ناچیز کنتاکت (به دلیل سرعت بالای خاموشی آرک در خلاء) هستند.
- ساختار آنها به گونه ای است که حتی با فشار و قدرت کم نیز می توانند به درستی عمل کنند و میزان انرژی به کار رفته برای عملکرد آنها در مقایسه با سایر کلیدها در حداقل مقدار ممکن است.
- به علت مزایای زیاد نسبت به سایر قطع کننده ها دارند، در رنج ولتاژها و جریان های بالا کاربرد وسیعی دارند.
- به دلیل سرعت بالای خاموشی آرک و قدرت بالای دی الکتریک آنها، فضای حرکتی کنتاکت ها بسیار کم است و در نهایت این کلیدها حجم کمی دارند.
- پتانسیل گرمایشی آنها به نسبت گاز SF6 بسیار پایین تر است.
- تعداد دفعات قابل قطع و وصل مدار هنگام استفاده از دژنکتورهای خلاء، چهار برابر نمونه مشابه آن با دژنکتور گازی است (دژنکتور گازی حدود 25 تا 30 مرتبه قطع و وصل و دژنکتور خلاءحدود 100 مرتبه قطع و وصل)
- به علت اینکه برای خاموشی آرک، کنتاکت ها نیاز به حرکت زیاد و فاصله گرفتن زیاد از هم ندارند، پس مکانیزم عملیاتی ساده فنر برای آنها کافی است و نیازی به مکانیزم هایی مانند پنوماتیکی (بادی) یا هیدرولیکی (روغنی) ندارند. همین مکانیزم ساده تر حرکتی در آنها موجب عمر بالاتر این کلیدها می شود. عمر این کلیدها در مقایسه با تمام قطع کننده های فشار متوسط بالاتر است.
- در کلیدهای SF6، برای کاهش شیب ولتاژ گذرا در سیستم، از خازن استفاده می کنند. که این مشکل در دژنکتورهای خلاءوجود ندارد.
- تابلوهای برق ساخته شده با دژنکتورهای خلا، نسبت به انواع دیگر تابلو برق با کلیدهایی از قبیل گازی و هوایی، دارای ابعاد کوچکتری بوده و بسیار جمع و جور هستند.
- خلاء نسبت به گاز SF6 با محیط زیست سازگارتر است.
معایب دژنکتور خلاء
- در صورت استفاده از دژنکتور خلاء به منظور تخلیه ولتاژهای اضافه، باید حتما از برقگیر (Surge Arrester) یا همان صاعقه گیراستفاده کنیم؛ این در حالی است که در انواع دیگر دژنکتور، به دلیل فاصله بیشتر بین کنتاکت های آنها، این ولتاژ اضافی به مراتب کمتر بوده و نیازی به استفاده از برقگیر نداریم.
- این کلیدها دارای عمر طولانی هستند ولی در صورت خرابی باید حتما تعویض گردند و قابل تعمیر نیستند.
این کلید خاصیت ترمیم دی الکتریک دارد و یک قطع کننده عالی برای قطع جریان های فرکانس بالایی است که در اثر ایجاد آرک بر روی جریان فرکانس خط اضافه می شود و آرک یا قوس ایجاد شده در اثر جداشدن کنتاکت ها، در خلاء از بین می رود.
خاموش کردن جرقه یا آرک در دژنکتور خلاء
خاموش کردن قوس در دژنکتور خلاء به فشار بخار و خصوصیات انتشار الکترون ماده تماس بستگی دارد. سطح خاموشی جرقه نیز تحت تاثیر هدایت حرارتی است. هرچه هدایت حرارتی پایین تر باشد، سطح خاموشی جرقه نیز پایین تر است.
می توان با انتخاب ماده ای که بخار فلز کافی را می دهد، با جریان اضافه بسیار کم نیز باعث حذف آرک شویم. ولی در عمل این کار را به ندرت انجام می دهند؛ چرا که این موضوع بر مقاومت دی الکتریک تاثیر منفی می گذارد.
خلاء زیاد دارای مقاومت دی الکتریک بسیار بالایی است. در جریان صفر مقاومت دی الکتریک خیلی سریع برقرار می شود و قوس خیلی سریع خاموش می‌شود. دلیل این بازگشت مقاومت دی الکتریک، وجود فلز بخار است که به دلیل نبود مولکول های گاز، به سرعت در بین کنتاکت ها پخش می‌شود.
خاموش کردن جرقه یا آرک در دژنکتور خلاء
خاموش کردن قوس در دژنکتور خلاء به فشار بخار و خصوصیات انتشار الکترون ماده تماس بستگی دارد. سطح خاموشی جرقه نیز تحت تاثیر هدایت حرارتی است. هرچه هدایت حرارتی پایین‌تر باشد، سطح خاموشی جرقه نیز پایین تر است.
می توان با انتخاب ماده ای که بخار فلز کافی را می دهد، با جریان اضافه بسیار کم نیز باعث حذف آرک شویم. ولی در عمل این کار را به ندرت انجام می دهند؛ چرا که این موضوع بر مقاومت دی الکتریک تاثیر منفی می گذارد.
خلاء زیاد دارای مقاومت دی الکتریک بسیار بالایی است. در جریان صفر مقاومت دی الکتریک خیلی سریع برقرار می شود و قوس خیلی سریع خاموش می شود. دلیل این بازگشت مقاومت دی الکتریک، وجود فلز بخار است که به دلیل نبود مولکول های گاز، به سرعت در بین کنتاکت ها پخش می شود.
دژنکتور کم روغن (Minimum Oil)
امروزه برای صرفه جویی بیشتر در هزینه های تولید دژنکتورهای روغنی، دژنکتورهای نیمه روغنی طراحی و تولید می‌شوند، که از نظر روغن مصرفی چیزی در حدود نصف روغن دژنکتور روغنی را مصرف می‌کنند.
در این کلیدها روغن به عنوان عایق بین کنتاکت‌ها به کار نمی‌رود و تنها وظیفه خنک کردن قوس الکتریکی را دارد. به همین علت روغن به کار رفته در این نوع کلیدها بسیار کمتر از نوع دژنکتور روغنی است. هم چنین محفظه جرقه در این کلیدها حجم بسیار کمی دارد به طوری که با ایجاد آرک، روغن به سرعت گرم شده و فشار بخار متصاعد شده از آن بسیار بالا رفته و کلید می‌تواند آرک را به راحتی در زمان کمی خاموش کند. برخی از این نوع کلیدها به پمپ گردش روغن جهت خاموشی آرک مربوط به جریان های کوچک مجهز هستند.
امروزه استفاده از این کلیدهای قدرت به دلیل خطر انفجار مخزن روغن کمتر شده است.
جریان نامی دژنکتورها عبارت است از:
630، 800، 1250، 1600، 2000، 2500 و 3150 آمپر
و قدرت قطع آنها در مقادیر زیر خواهد بود:
12، 20، 25، 31.5 و 40 کیلو آمپر
برای هنگامی که توانایی بالاتر از مقدار ماکزیمم ظرفیت قطع دژنکتور لازم باشد، از اتصال سری چند کلید به منظور دسترسی به ولتاژ موردنظر استفاده می کنند.
مشخصات مدارشکن های ولتاژ متوسط توسط استانداردهای بین المللی مانند IEC 62271 ارائه شده است.
برخی از فاکتورهای انتخابی دژنکتور
دژنکتورها بر اساس یک سری خصوصیاتی که دارند، به دسته بندی های متفاوتی تقسیم می شوند که می تواند به نوعی فاکتورهای موردنظر برای انتخاب یک دژنکتور صحیح برای مدار باشد. این خصوصیات از نظر مشخصات مداری عبارتند از:
- ولتاژ نامی: ولتاژ مجاز جهت کارکرد نرمال مدار
- حداکثر ولتاژ نامی: حداکثر ولتاژ مجاز جهت کارکرد نرمال مدار
- فرکانس نامی: فرکانس مجاز جهت کارکرد نرمال مدار
- جریان نامی: جریان مجاز جهت کارکرد نرمال مدار
- مقدار قطع جریان اتصال کوتاه
- مقدار وصل جریان اتصال کوتاه
- سطح عایقی
- مقدار ولتاژ گذرا: مقدار ولتاژی که پس از قطع در دو سر کنتاکت ها قبل از رسیدن به مقدار نامی آنها ظاهر می شود.
- ترتیب زمانی قطع و وصل
- مدت زمان قطع
- مدت زمان وصل
اجزای جانبی دژنکتور عبارتند از:
- استراکچر
- مقره
- ترمینال های فشار قوی
- وسیله اندازه گیری فشار گاز
- تابلو کنترل
- پایه های نگهدارنده
استراکچر یا ساختار فیزیکی دژنکتورها
بسیاری از کلیدها و تجهیزاتی که در ساختمان برق فشار قوی به کار می روند، دارای پوشش گالوانیزه هستند و بر روی سازه های فلزی نصب می شوند. در هنگام خرید باید به ابعاد کلید و نقاط جوش و نحوه آن دقت کرد، چون خیلی اوقات بسیاری از متعلقات و تجهیزات همراه کلید، توسط سازندگان همراه با کلید تحویل داده می شوند.
مقره
می دانیم که بین فازهای خط و دکل هایی که متصل به زمین هستند، باید عایق بندی مناسب برای تحمل ولتاژها وجود داشته باشد. مقره دارای مقاومت بسیار زیادی بوده به طوری که وظیفه عایق بندی بین هادی ها با زمین و نیز هادی ها با یکدیگر را به عهده دارد. هم چنین باید مقاومت آن در حدی باشد که در شرایط بد جوی مانند باران و رعد و برق و رطوبت و غیره دچار اتصال الکتریکی نشود.
در انواع جنس های چینی، پلاستیکی و شیشه ای ساخته می شوند. جنس به کار برده در آنها باید تحمل وزن هادی ها برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها و دکل ها در بدترین شرایط محیطی مانند وجود یخ روی سیم ها را داشته باشد و بتواند بیشترین نیروی مکانیکی وارده را تحمل کند.
هم چنین بر حسب کاربرد و سطح ولتاژ به کار رفته در شبکه دارای انواع مختلفی هستند که عبارتند از:
- مقره چرخی
- مقره بشقابی
- مقره بشقابی استانداد
- مقره بشقابی ضد مه
- مقره‌های بشقابی آئرودینامیک
- مقره سوزنی
- مقره زنگوله‌ای‌شکل
- مقره‌های یکپارچه
- مقره‌های بوشینگ
ترمینال های فشار قوی
این ترمینال ها محلی برای اتصال شبکه و مسیری برای عبور جریان و اتصال کوتاه هستند. جنس آنها باید تحمل لازم جهت اعمال نیروهای وارده را داشته باشد. معمولا از جنس آلیاژ آلومینیوم ساخته می شوند.
وسیله اندازه گیری فشار گاز
این وسیله، وسیله ای دارای یک آلارم جهت اندازه گیری فشاز گاز موجود در دژنکتور می باشد. مجهز به دو کنتاکت است که هر دوی آنها چگالی گاز را اندازه می گیرند. کنتاکت اول دارای آلارمی است که کاهش سطح چگالی گاز را در حدی که هنوز قطع کلید امکان پذیر است، نشان می دهد و کنتاکت دوم دارای آلارمی است که کاهش سطح چگالی گاز را در وضعیتی که قطع کلید امکان پذیر نیست و شرایط خطر آفرین است، نشان می دهد.
تابلو کنترل
به عنوان رابطی برای اتصال بین تجهیزات حفاظتی موجود در کلید و تجهیزات کنترلی موجود در اتاق کنترل به کار می رود. جنس آن معمولا از ورق فولادی بوده و رنگ آن رنگ کوره ای است، چون باید درجه حفاظت IP54 را داشته باشد و از گرد و خاک و باران در امان باشد.
پایه های نگهدارنده
جهت قرارگیری کلید روی آنها تعبیه شده‌اند.
از شما سپاسگزاریم که تا انتهای این مقاله همراه ما بودید. حتما به سایر مقالات ما هم سر بزنید. جهت خرید دژنکتور میتوانید از کارشناسان الکتروشایلی کمک بگیرید.
