کلید قدرت سکسیونر و کلید دژنکتور

 


کلید مینیاتوری

اهداف مبحث سکسیونر و کلید دژنکتور:

  • کلید قدرت چیست؟
  • سکسیونر
  • سکسیونر قابل قطع زیر بار
  • دژنکتور
  • عملکرد دژنکتور
  • انواع دژنکتور
  • دژنکتور روغنی
  • دژنکتور گازی 
  • دژنکتور خلاء

 

  کلید قدرت از انواع کلید اتوماتیک است. کلید اتوماتیک بر اساس کاربرد و طراحی به دو نوع کلید فشار ضعیف و کلید فشار قوی یا کلید قدرت یا دژنکتور تقسیم می شود. کلیدهای فشار ضعیف در برق فشار ضعیف و جریان های پایین برای قطع و وصل مدار زیر بار استفاده می شود. کلیدهای قدرت برای قطع و وصل مدار ولتاژ بالا و کنترل آن کاربرد دارد. کلیدها وسیلۀ ارتباط سیستم های مختلف اند که باعث عبور و یا قطع جریان می شوند. کلیدها دارای مشخصات زیر هستند:

 ۱- در حالت قطع، استقامت الکتریکی کافی و مطمئنی داشته باشند.

 ۲- در حالت وصل باید کلید در مقابل تمامی 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. کلیدهای قدرت را می توان بر حسب وظایفی که به عهده دارند به انواع مختلف زیر تقسیم نمود:

۱-  کلید بدون بار یا سکسیونر

۲- سکسیونر قابل قطع زیر بار

۳-  کلید قدرت یا دژنکتور

 

تفاوت سکسیونر و دژنکتور در این است که سکسیونر نمی تواند مدار زیر بار را قطع کند اما دژنکتور قابلیت قطع مدار زیر بار را دارد. بنابراین برای قطع مدار زیر بار یا باید از دژنکتور استفاده کرد یا از ابتدا با یک کلید برق مدار را قطع کرد سپس با استفاده از سکسیونر مدار را قطع و وصل نمود. در ادامه این کلید قدرت را بیشتر بررسی می کنیم.

 

سکسیونر چیست ؟

   سکسیونر ها وسایلی هستند که برای قطع مدار بدون بار استفاده می شوند. لذا برای باز و بسته کردن هر مدار الکتریکی فشارقوی، به یک کلید دیگری به نام کلید قدرت نیاز خواهد شد که قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند و سکسیونر فقط وسیله ای برای ارتباط کلید قدرت (و یا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است) با شبکه است. در واقع سکسیونر نوعی کلید قدرت است که عملکردی مشابه کلید دژنکتور دارد. این کلید برای قطع وصل مدار با ولتاژ های بالا کاربرد دارد. اما تفاوت سکسیونر و دژنکتور در این است که سکسیونر نمی تواند مدار زیر بار را قطع کند و همیشه باید اول جریان برق توسط یک کلید قابل قطع زیر بار قطع شود تا سکسیونر بتواند مدار را قطع کند.

طبق قوانین متداول الکتریکی، سکسیونر در مسیر هر کلید قدرت بیشتر از ۱ کیلو ولت و یا هر دو طرف خط، در صورتی که آن خط از هر دو طرف پتانسیل می گیرد نصب می گردد. برای جلوگیری از قطع یا وصل بی موقع در زیر بار، معمولاً بین سکسیونر و کلید قدرت چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی قرار می گیرد به نحوی که با وصل بودن کلید قدرت، نتوان سکسیونر را قطع یا وصل نمود.

کلید بدون بار سکسیونر
                   سکسیونر بدون بار

این کلیدها از ملزومات تعمیر خطوط و تغییر مسیر جریان بوده که این قابلیت را به وجود آورده که بتوان کلیدهای قدرت، ترانسفورماتورها، خطوط انتقال و امثال آنها از یک شبکه ی برق دار جدا نمود. انتخاب نوع سکسیونر به شکل شین، طرز قرارگیری آنها و محل نصب سکسیونر بستگی دارد. مشخصات فنی سکسیونرها شامل ولتاژ نامی، جریان نامی، جریان اتصال کوتاه ضربه ای مجاز و مدت جریان اتصال کوتاه است.

کلید فشار متوسط
                                    کلید فشار متوسط

 

سکسیونر قابل قطع زیر بار 

   در اغلب موارد، نصب کلید قدرت با قابلیت قطع و وصل سریع ضروری نیست. همچنین در بسیاری از شبکه ها و پست های کوچک، نصب کلید قدرت، سکسیونر و وسایل مربوط به نصب آنها هزینه های بالایی را به سیستم تحمیل می کند. لذا در این گونه موارد، از سکسیونر قابل قطع زیر بار یا کلید بار استفاده می شود. این کلید فشار قوی علاوه بر انجام وظایف یک سکسیونر، وظیفۀ قطع جریان در شبکه را به مانند یک کلید قدرت پایین انجام می دهد، لذا در این سکسیونرها وسیله ای برای قطع فوری جرقه تعبیه می شود.

   قدرت وصل این سکسیونرها بسیار زیاد بوده و قادر به وصل جریانهای ۲۵ تا ۷۵ کیلو آمپر (حداكثر جریان مؤثر) است. اما قدرت قطع آنها بسیار کمتر از قدرت وصلشان است و در حدود جریان نامی آنها (که بین مقادیر ۴۰۰ تا ۱۵۰۰ آمپر است) خواهد بود. با توجه به این قابلیت ها، می توان نتیجه گرفت که این کلیدها برای قطع جریان اتصال کوتاه به کار نمی روند و در صورت استفاده در شبکه فشارقوی، لازم است قدرت قطع کلید از قدرت اتصال کوتاه آن بیشتر باشد و یا این کلید به قطع کننده ی جریان اتصال کوتاه جداگانه مجهز گردد.

سکسیونر قابل قطع زیر بار
                            سکسیونر قابل قطع زیر بار

 

طبقه بندی کلیدهای جداکننده زمین یا سکسیونر

 

سکسیونرها بر اساس نوع ماده عایق، ساختمان، نوع عملکرد و محل نصب دسته بندی می شوند.

سکسیونرها براساس نوع ماده عایقی شامل سکسیونرها با عایق هوا و سکسیونرها با عایق SF6 هستند.

سکسیونرها بر اساس ساختمان به سکسیونرهای افقی با قطع از یک نقطه، نوع افقی با قطع از دو نقطه و سکسیونرهای عمودی دسته بندی می شوند.

سکسیونرها بر اساس نوع عملکردشان شامل سکسیونرها با مکانیزم موتوری، مکانیزم دستی و ترکیب مکانیزم دستی و موتوری هستند.

هم چنین سکسیونرها بر اساس محل نصب در دسته های نصب در محیط باز (کلاس خارجی) و نصب در محیط بسته (کلاس داخلی) قرار می گیرند.

سکسیونر-MV-کلاس-داخلی
                           سکسیونر کلاس داخلی

 

  • انواع سکسیونر

انواع سکسیونر شامل تیغه ای مثل سکسیونرهای زمین، کشویی، دوار مثل سکسیونر خط و مدل قیچی است.

انواع سکسیونر دوار:

– یک پایه : یک پایه ثابت و یکی متحرک

– دو پایه : دو پایه متحرک

–  سه پایه : حول محور وسط مانند شکل حرف T 

 

دژنکتور چیست ؟

کلید دژنکتور یا کلید فشار متوسط (MV Circuit Breaker) نوعی کلید اتوماتیک است که برای مدار با جریان و ولتاژ بسیار زیاد استفاده می شود و می تواند مدار تحت بار را قطع و وصل کند. علاوه بر این کلید دژنکتور از مدار در برابر جریان اتصال کوتاه محافظت می کند. یعنی برای هر کلید فشار متوسط باید در کنار جریان نامی و جریان تحمل اتصال کوتاه، جریان نامی قطع اتصال کوتاه نیز تعریف شود.

کلید-قطع-بار-دژنکتور

 با توجه به این که کلیدها در مدارهای تابلو های برق با ولتاژ بالا استفاده می شوند، آیتم های محافظتی و عایقی و نیز قوس الکتریکی ناشی از قطع و وصل کلید اهمیت بیش تری پیدا می کند. کلید فشار متوسط یا کلید دژنکتور کلیدی است که می تواند در مواقع لزوم جریان عادی شبکه و در موقع خطا جریان اتصال کوتاه را سریعاً قطع کند.

کلید دژنکتور می تواند به طور اتوماتیک یا به طور دستی یا با کنترل از طریق اتاق فرمان، مدار تحت بار و مداری که دچار اتصال کوتاه شده است را بدون اینکه به مدار آسیبی وارد شود قطع کند.

  دژنکتور کلیدهای قدرت برای قطع جریان های عادی، اتصال کوتاه شبکه و جریان اتصال زمین با هر اختلاف فازی به کار می روند. این کلیدها توسط شاسی های محلی و یا سیگنال های مخابراتی توسط سیستم حفاظت از راه دور می توانند باز و بسته شوند.

 

 

دژنکتور
                                                                                         دژنکتور

 

  • عملکرد دژنکتور

برای عمل قطع و وصل دژنکتور فنرهای جداگانه ای تعبیه می شود. این فنرها هر کدام به یک شفت محرک متصل اند. فنر وصل دژنکتور اغلب دارای مکانیزم شارژ دستی و یا موتوری است و فنر قطع توسط انرژی آزاد شده فنر وصل شارژ می شود. عمل آزاد سازی فنرها نیز از طریق تحریک یک ضامن توسط بوبین های قطع و وصل صورت می پذیرد. هر دژنکتور برای مکانیزم قطع و وصل خود دارای بوبین های جداگانه ای به نام بوبین وصل و بوبین قطع است.

این بوبین ها هم به طور دستی و هم کنترل از راه دور (رله و اتاق فرمان) فرمان می گیرند. عمل حفاظت در تابلوها از طریق فرمان هایی است که از سوی رله برای کلید ارسال می شود. این فرمان ها در نهایت به برق دار شدن بوبین های قطع یا وصل و عمل کردن دژنکتور منجر می شود.

 

  • انواع کلید دژنکتور

کلیدهای قدرت مورد استفاده در شبکه ها بر حسب مکان نصب و مقدار ولتاژ در انواع گوناگونی ساخته می شوند.

  • کلید دژنکتور روغنی
  • کلید دژنکتور گازی (SF6)
  • کلید دژنکتور خلاء

 امروزه دژنکتورهای روغنی تقریباً از رده خارج شده و جای خود را به دژنکتورهای گازی و خلاء داده اند که در سطح وسیعی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. این دژنکتورها نسبت به یکدیگر دارای مزایا و معایبی هستند که در گفته های زیر به آن ها اشاره ای خواهیم کرد:

کلیدهای خلاء نسبت به کلیدهای گازی دارای قابلیت و تعداد عملکرد قطع و وصل بالاتری هستند. تعداد قطع جریان اتصال کوتاه در کلید خلاء حدود ۱۰۰ بار و در گازی حدود ۲۵ الی ۳۰ بار است. در مقابل دژنکتور خلاء دارای اثرات منفی زیست محیطی است. هم چنین در دژنکتورهای خلاء به دلیل این که فاصله بین کنتاکت های بالایی و پایینی آن کم است؛ سرعت عمل قطع بسیار بالا است. 

بیشتر زمان ها به کار گیری این نمونه دژنکتورها باید از برق گیر (Surge Arester) استفاده نمود تا ولتاژهای اضافی تخلیه شود. در مقابل در دژنکتور SF6 چون فاصله میان کنتاکت ها بیش تر است این ولتاژ اضافی به مراتب کم تر بوده و نیاز به برق گیر ندارد.

 

دژنکتور روغنی

   دژنکتور روغنی یا OCBS از یک تانک فولادی حاوی روغن تشکیل شده است. وقتی اضافه بار یا اتصال کوتاه رخ دهد فنری قوی این کلید آزاد می شود و کنتاکت کلید باز می شود. باز شدن کنتاکت ها باعث ایجاد جرقه بسیار شدیدی می شود که این جرقه روغن اطراف خود را تبخیر می کند و گاز تولید شده ناشی از تبخیر روغن موجود در کلید، جرقه را خاموش می کند.

 

ساختار-بریکر-روغنی

                                                ساختار بریکر روغنی

 

در پست ها و شبکه های برق کوچک، نصب کلیدهای هوای فشرده مقرون به صرفه نیست. لذا از کلیدهای اكسپانزیون یا نوع دیگری به نام کلید گاز سخت استفاده می کنند. در این کلیدها مانند کلیدهای روغنی، گاز خاموش کننده ی جرقه توسط خود جرقه به وجود می آید؛ لذا قدرت قطع این کلیدها نیز تابع شدت جریان است. از محاسن این کلید، قابل رؤیت بودن آن است که مانند سکسیونرهای قابل قطع زیر جریان اتصال کوتاه رفتار می کند. 

 

دژنکتور روغنی, کلید سخت
                                                       دژنکتور روغنی

دژنکتور گازی 

   دژنکتور گازی با گاز SF6 یا هگزا فلوئورید گوگرد برای اولین بار به عنوان ماده عایق در کلیدها در سال ۱۹۴۰ مورد استفاده قرار گرفت. این گاز پایدار، غیر قابل اشتعال، بدون رنگ، بدون بو، بدون مزه و غیر سمی است و به دلیل توانایی این گاز در بازیافت قدرت عایقی اش پس از ایجاد جرقه (۳ میکروثانیه برای این گاز نسبت به ۸ میکروثانیه برای هوا)، در صنعت برق به وفور استفاده شده و به عنوان کلیدهای SF6 اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند.

  دژنکتور گازی کاملاً بسته و با گاز عایق شده است و در مقابل کلیدهای دیگر با قدرت مشابه، بسیار کوچک تر و از کلیدهای هوایی نیز کم صداتر هستند؛ لذا در مکانهای با فضای کم، مانند پست های اول شهر به کار می روند.

   قابلیت ویژۀ این کلیدها زمانی است که می توانند جریان را در فشار گاز کم قطع کنند؛ لذا این کلیدها را می توان زیر بار در وضعیت غیر عادی فشار گاز قطع کرد. از دیگر مزایای این کلید عدم تغيير فشار گاز در طول مدت عمر کلید، پر کردن سریع و ساده ی گاز در آن، قابلیت قطع جریان اتصال کوتاه و جریان های سلفی و خازنی بدون ایجاد ولتاژ ضربه است.

   دژنکتور های گازی در دو نوع، کلید SF6 دارای دو فشار (دو مخزنی) و کلید SF6 با استوانه ی دمندۀ دارای یک فشار (پوفر) ساخته می شوند. نوع اول، هزینه بر و ساختش سخت تر است و در دماهای پایین و فشارهای بالا مشكل گرم کردن برای تبدیل به مایع شدن را دارد. نوع دوم رایج تر و ساده تر بوده و توانایی قطع جریان ۲۰ تا ۸۰ کیلو آمپر را دارد.

دژنکتور SF6
                                 دژنکتور SF6
 
 

دژنکتور خلأ

   کلید خلأ با اصول متفاوتی نسبت به سایر کلیدها و توسط فنر کار می کنند و چون هیچ گازی برای یونیزه شدن در موقع باز شدن کنتاکت ها وجود ندارد، لذا جرقه های شدید در این کلید ایجاد نمی شود. این کلیدها کاملاً آب بندی شده هستند و در نتیجه بی سروصدا بوده و هیچ گاه در معرض آلودگی هوا قرار نمی گیرند. اکنون کلیدهایی تولید می شوند که می توانند جریان اتصال کوتاه تا ۱۰۰ کیلو ولت آمپر را قطع کنند. از این کلیدها اغلب در سیستم های مترو یا به صورت کشویی در محیط های بسته استفاده می شود.

 

دژنکتور خلا, کلید قدرت خلا
                                                                               دژنکتور خلا
 
  • کلید یا دیسکانکتور زمین (Earthing Switch)

سوئیچ زمین برای زمین کردن بار باقیمانده در خطوط برق بعد از جدا کردن خط از منبع استفاده می شود. هنگامی که یک مدار از طریق مدار شکن (بریکر) و جدا کننده یا ایزولاتور قطع می شود، یک بار باقیمانده در مدار باقی می ماند. بنابراین برای تخلیه این بار از سوئیچ زمین استفاده می شود. نماد این کلید به صورت زیر نمایش داده می شود.

 

نماد-دیسکانکتور-زمین

 

  • ترتیب عملکرد دژنکتور (کلید قطع بار)، سکسیونر (ایزولاتور) و دیسکانکتور زمین در مدار

در ایستگاه پست برق قطع کلیدهای قطع بار (دژنکتور)، ایزولاتورها (سکسیونرها) و سوئیچ ها یا سکسیونرهای زمین متصل هستند. در یک بازه زمانی به منظور تعمیرات یا اهداف دیگر که نیاز به قطع مدار باشد، نیاز به دنبال کردن مراحلی برای قطع این تجهیزات به طور صحیح است. اگر این مراحل نادرست انجام شود، برای ما و تجهیزات و مدار خطرناک خواهد بود.

ترتیب عملکرد دژنکتور (کلید قطع بار)، سکسیونر (ایزولاتور) و سوئیچ یا دیسکانکتور زمین هنگام باز کردن یا قطع مدار

ترتیب عملکرد دژنکتور، سکسیونر و دیسکانکتور زمین در هنگام قطع و خارج کردن ترانسفورماتور از مدار مطابق زیر است:

  • قطع بریکر یا دژنکتور
  • قطع سکسیونر دو طرف بریکر
  • وصل سکسیونر زمین خط

 

ترتیب-مراحل-قطع-یا-خارج-کردن-ترانس-از-مدار-از-طریق-سکسیونر-دژنکتور

ترتیب عملکرد دژنکتور (کلید قطع بار)، سکسیونر (ایزولاتور) و سوئیچ زمین هنگام بستن یا وصل مدار

 

ترتیب-مراحل-وصل-ترانس-در-مدار-پس-از-تعمیر-از-طریق-سکسیونر-دژنکتور

 

  • نماد بریکر یا دژنکتور

 

نماد-بریکر-یا-دژنکتور

 

  • نماد ایزولاتور

 

نماد-ایزولاتور-یا-سکسیونر

 

در این جا یک دیاگرام مدار از پست ۱۱KV/400V به طور مثال نشان داده شده است. در این مثال یک خط ورودی و دو خط خروجی وجود دارد. فرض کنید ترانسفورماتور خط خروجی دوم نیاز به تعمیر پیدا کرده باشد.

 

دیاگرام-یک-پست-برق-به-همراه-دژنکتور-یا-بریکر-سکسیونر-و-دیسکانکتور-زمین

 

برای تعمیر ابتدا ترانسفورماتور از مدار جدا می شود و به این منظور مراحل زیر به ترتیب انجام می شود:

 

۱- ابتدا مدار شکن ها (Circuit Breaker) یا به عبارتی دژنکتورهای A و B باید باز شوند. هنگام قطع مدار اول دژنکتور را قطع می کنند.

۲- سپس ایزولاتورها یا سکسیونرهای C و D باید باز شوند.

۳- در مرحله بعد سوئیچ های زمین (اتصال زمین) E و F باید بسته (وصل) شوند.

پس از اتمام مراحل تعمیر ترانسفورماتور، برای اتصال مجدد ترانسفورماتور به خط باید مراحل زیر را دنبال کرد:

 

۱- ابتدا سوئیچ های زمین E و F باز می شوند.

۲- سپس ایزولاتورها (سکسیونرهای) C و D وصل می شوند.

۳- بعد از آن مدارشکن ها یا دژنکتورهای A و B وصل می شوند.


 

نکته ای که باید مد نظر داشت این است که:

هنگام قطع مدار، اول دژنکتور را قطع می کنند، بعد سکسیونر. هنگام وصل مدار اول سکسیونر را وصل می کنند بعد دژنکتور.


سوال -الیکا الکتریک

 

اگر ایزولاتور (سکسیونر) را قبل از Circuit Breaker یا دژنکتور باز (قطع) کنیم ، چه اتفاقی می افتد؟

 

همان طور که می دانید سکسیونر به گونه ای طراحی شده که زیر بار نمی تواندمدار را قطع کند و عمل کند. بنابراین اگر سکسیونر قبل از دژنکتور مدار را قطع کند این بدان معنی است که ایزولاتور (سکسیونر) را در شرایط زیر بار قطع کرده ایم. بنابراین جرقه بزرگی بین کنتاکت های آن ایجاد خواهد شد که بسیار خطرناک است.

 

برخی تفاوت های ایزولاتور (سکسیونر) و بریکر (دژنکتور)

 

  • ایزولاتور کلیدی است که برای عملکرد تحت بار طراحی نشده است؛ در حالی که بریکر قابل قطع زیر بار است.
  • ایزولاتور نمی تواند مدار را هنگام وقوع خطا قطع کند؛ در حالی که بریکر قادر است هنگام بروز خطا مدار را قطع کند.
  • در شرایطی که کلید زیر بار نیست، در هنگام عملکرد ایزولاتور آرکی ایجاد نمی شود در حالی که در ساختار بریکر هنگام عملکرد تحت بار آرک یا جرقه صورت می گیرد.
  • ایزولاتور به صورت دستی عمل می کند . بریکر هم به صورت دستی و هم اتوماتیک عمل می کند.

 

تفاوت بریکر و دژنکتور

 

عنوان های بریکر و کلید دژنکتور به طور کلی برای کلیدهای قابل قطع زیر بار به کار می رود. به کلیدهای قابل قطع زیر بار در برق فشار متوسط و فشار قوی اصطلاحاً دژنکتور گفته می شود. برای کلیدهایی که در برق فشار ضعیف و تابلوهای برق صنعتی و ساختمان به کار می رودمثل کلیدهای مینیاتوری و کلید اتوماتیک در اصطلاح بریکر گفته می شود و کمتر از کلمه دژنکتور استفاده می شود. البته این عناوین در زبان عامیانه و بازاری به این صورت تقسیم بندی و رایج شده است در حالی که در اصل ممکن است در فشار متوسط وو فشار قوی نیز از عنوان بریکر استفاده شود.

در صورتی که سوالی در خصوص مطالب بیان شده دارید می توانید در قسمت نظرات از ما بپرسید یا با ارائه پیشنهادات خود، ما را در بالا بردن کیفیت مقالات یاری کنید.

مقالات مرتبط

نظرات