كليدهاي قدرت و انواع آن

۱-۳- سكسيونر ( كليد بدون بار )
سكسيونركه به زبان انگليسي به آن ايزولاتو هم گويند وسيله قطع و وصل سيستمهايي است كه تقريبا ً بدون جريان هستند به عبارت ديگر سكسيونر قطعات و وسائلي را كه فقط زير ولتاژ هستند از شبكه جدا مي ساز د .
علت بدون جريان بودن سكسيونر در موقع قطع يا وصل مجهز نبودن سكسيونر به وسيله جرقه خاموش كن است . لذا به طور كلي مي توان نتيجه گرفت كه عمل قطع و وصل كردن سكسيونر بايد بدون جرقه يا با جرقه ناچيزي صورت گيرد .بر حسب اين تعريف در صورتيكه از سكسيونر جريان عبور كند ولي در موقع قطع اختلاف پتانسيلي بين دو كنتاكت آن ظاهر نشود قطع سكسيونر بلا مانع مي باشد .

مورد استعما ل سكسيونر :
كليد بدون بار ( سكسيونر )‌وسيله قطع و وصل سيستمهايي است كه تقريبا بدون جريان هستند و به عبارت ديگر سكسيونر قطعات و وسايلي را كه فقط
زيرولتاژ هستند از شبكه جدا مي سازد ‚ تقريبا بدون بار بدان معني است كه مي توان به كمك سكسيونر جريان هاي كاپاسيتور‚ مقره ها‚ ماشين ها و تاسيسات برقي و كابلهاي كوتاه و همين طور جريان ترانسفورماتور ولتاژ را نيز قطع نمود و يا حتي ميتوان ترانسفورماتورهاي كم قدرت را با

سكسيونر قطع كرد. سكسيونر يك كليد نيست بلكه يك ارتباط دهنده يا قطع كنده مكانيكي بين سيستمها است بدون اينكه مداري بسته شود سكسيونر بايد در حالت بسته يك ارتباط مكانيكي محكم و مطمئن دركنتاكت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد . لذا بايد مقاومت عبور جريان در محدوده سكسيونر كوچك باشد تا حرارتي كه در اثر كار مداوم در كليد ايجاد مي شود ازحدمجاز متجاوز نشود . اين حرارت توسط ضخيم كردن تيغه و بزرگ كردن سطح تماس در كنتاكت و فشار تيغه در كنتاكت دهنده كوچك نگه داشته مي شود . درضمن بايد سكسيونر طوري ساخته شود كه در اثر جرم و وزن تيغه با فشا ر‚ باد ‚‌برف و غيره خود به خود بسته نشود. يا در موقع بسته بودن كليد نيروي

ديناميكي شديد كه در اثر عبور جريان اتصال كوتاه به وجودمي آيد باعث لرزش تيغه يا احتمالاً باز شدن آن نگردد.
به طور كلي سكسيونر ها يك وسيله ارتباط دهنده مكانيكي قطعات و سيستمهاي مختلف مي باشند و در درجه اول به منظور حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه در مقابل برق زدگي به كار بر

ده مي شوند . بدين جهت طوري ساخته مي شوند كه درحالت قطع يا وصل ‚ محل قطع شدگي ‚‌يا چسبندگي بطو ر واضح و آشكار قابل رويت باشد .
براي جلوگيري از قطع و يا وصل بيموقع و در زير بار سكسيونر معمولا ً بين سكسيونر و كليد قدرت ‚‌چفت و بستي (‌مكانيكي يا الكتريكي )‌به نحوي برقرار مي شود كه با وصل بودن كليد قدرت نتوان سكسيونر را قطع و يا وصل نمود .
انواع سكسيونرها
سكسيونر را مي توان از نظر ساختماني به انواع مختلف زير تقسيم كرد . ۱-۱-۳سكسيونر تيغه اي : براي ولتاژ هايي تا kv 30 كيلو ولت بصورت يك پل

ح افقي حركت مي كنند و در بالاي ايزولاتور (‌پايه )‌قرار مي گيرند.
۲-۱-۳- سكسيونر كشوئي : براي كيوسك يا قفسه هايي كه داراي عمق كم هستند ‚‌بسيار مناسب است . در اين سكسيونر تيغه متحرك در موقع قطع در امتداد خود (‌در امتداد سطح افقي يا عمود بر سطح محور پايه ها )‌ حركت مي كند و بدين جهت فضاي اضافي براي تيغه درح

الت قطع از بين مي رود . چنين سكسيونرها را براي جريان ۴۰۰ آمپر و ولتاژ ۲۰ كيلو ولت مورد استفاده قرار مي گيرند .

۳-۱-۳-سكسيونر دوراني : براي ولتاژهاي زيادساخته مي شود . به جاي يك تيغه بلند و يك كنتاكت ثابت داراي دو تيغه دوار متحرك و دوراني مي باشند كه با برخورد

آنها به هم ارتباط الكتريكي برقرار مي شود . در شكل زير يك سكسيونر دوراني نشان داده مي‌شود.
۴-۱-۳-سكسيونر قيچي : اين نوع سكسيونر براي ولتاژهاي زياد داخلي بسيار مناسب است . به علت اينكه كنتاكت ثابت آن شين يا سيم هوايي تشكيل مي دهد احتياج به دو پايه عايقي مجزا از يكديگر كه در فشار قوي باعث بزرگي ابعاد و سنگيني وزن آن مي شود ندارد . فقط شامل يك پايه عايقي است كه چنگك يا تيغه قيچي مانند كنتاكت دهنده روي آ ن نصب مي شود و با حركت قيچي مانندي با شينه يا سيم هوايي ارتباط پيدا مي كند .
لازم به ذكر است كه سكسيونر ها با كليدهاي قدرت اينترلاك هستند . اينترلاك عبارت از قفل داخل تجهيزات سيستمي است . براي جلوگيري از خطاي انساني مثلا ً براي جلوگيري از قطع ووصل بي موقع و زير بار سكسيونر معمولاً‌بين سكسيونر و كليد قدرت بريكر يك اينترلاك مكانيكي و الكتريكي به نحوي برقرار شود كه با وصل بودن كليد قدرت سكسيونر را نمي توان قطع ياوصل نمود .

مكانيزم عمل كننده سكسيونر ها
اين مكانيزم ممكن است به صورت دستي يا موتور الكتريكي باشد .درپستهاي كم اهميت جهت كاهش هزينه ها ازمكانيزم دستي استفاده مي شود ولي در پستهاي ۶۳ كيلو ولت به بالا با موتور الكتريكي مي باشد . ( امكان عملكرد دستي درزمان اضطراري ) در مكانيزم دستي بين سكسيونر و بريكر اينترلاك مكانيكي و در مكانيزم الكتريكي (‌موتور ) اينترلاك مكانيكي و الكتريكي برقرار است .
محل قرار گرفتن سكسيونر ها درپست

۱- سكسيونر ها معمولاً طرفين بريكرها قرار دارند .
۲- اول خطوط ورودي و خروجي
۳- طرفين ترانسفورماتورها
۴- ارتباط بين باسبارها

۵- سكسيونر ديگري در پستهاي فشار قوي به كار مي رود (‌به نام سكسيونر زمين ) كه در اول خطوط ودر پستهاي ۴۰۰ كيلو ولت و بعضي پستهاي ۲۳۰ كيلوولت طرفين بريكر هاي يك ونيم كليدي مانند پست رود شور نصب مي گردد. مورد استفاده اين سكسيونر ها زماني است كه خطوط يا تجهيزات سوئيچينگ نياز به سرويس و يا تعميير دارد و توسط تعمييرات درخواست اجازه كارمي شود و مركز كنترل اجازه بي برق شدن را مي دهد. و خط بي برق شده با تجهيزات ديگر توسط سكسيونر زمين به سيستم زمين پست وصل مي گردد تا تخليه كامل الكتريكي صورت گيرد . لا زم به ذكر است اين سكسيونر ها داراي قفل مكانيكي ( اينترلاك )‌مي باشند تا زماني كه بسته است نمي توان سكسيونر خط و يا بريكر مربوطه را بست .

پارامترهاي مشخص كننده طراحي سكسيونر
الف) سكسيونرهائي كه در پستهاي ۲۳۰ و ۴۰۰ كيلو ولت نصب مي شوند معمولا ً افقي سه پايه يا دو پايه استفاده مي شود .
ب ) مكانيزم عمل كننده : در پستهاي ۲۳۰ و ۴۰۰ كيلو ولت به دليل ُبعد مسافت و لزوم كنترل سكسيونر از اطاق فرمان و ديسپاچينگ همواره عمل قطع و وصل آن توسط موتور الكتريكي (‌با امكان عملكرد دستي در زمان اضطراري ) مي باشد در مورد سكسيونرهاي زمين به دليل اقتصادي و عدم احتياج به كنترل از راه دور از عملكرد دستي استفاده مي كنيم .
در ضمن سكسيونر ها به صورت سه فاز و تك پل ساخته مي شوند .
پ ) ولتاژ نامي ،‌مقدار آن مساوي حداكثر ولتاژ سيستم يعني ۲۰ تا ۶۳ و ۲۳۰ تا ۴۰۰ كيلو ولتا مي باشد .
ت )‌ فركانس نامي در شبكه ايران ۵۰ هرتز مي باشد .
ج ) جريان نامي سيستم

۲-۳- كليد قدرت(بريكرها )
كليدهاي فشار قوي تنها يك وسيله ارتباط برقرار كردن بين مولدها و تراسفورماتورها و مصرف كننده ها و سيستمهاي انتقال انرژي و يا جدا كردن آنها از يكديگر نيستند ‚ بلكه حفاظت دستگاهها و وسايل و سيستمهاي الكتريكي را در مقابل جريان زياد و بار زياد و جريان چك بارسيمها ( جريان خازني خطوط )‌و يا جريان مغناطيسي ترانسفورماتور بدون بار تا بزرگترين جرياني كه ممكن است در شبكه به وجود مي آيد ( جريان اتصال كوتاه )‌از خود عبوردهند بدون اينكه اثرات حرارتي و يا ديناميكي اين جريان ها خطراتي براي كليد فراهم سازد.

به طور كلي بايد كليدهاي فشار قوي د ر حالت هاي مختلف داراي شرايط و مشخصاتي به شرح زير باشند : ان شديد اتصال كوتاه از خود مقاومت قابل ملاحظه اي نشان ندهند . در ثاني در مقابل اثرات حرارتي و ديناميكي اين جريانها در يك زمان گسترده و طولاني بايد كليدهاي فشار قوي از يك استقامت حرارتي و ديناميكي تعيين شده و مورداطميناني برخوردار باشند .
۲- در حالت باز (قطع مدار )‌بايد كليد قادر باشد اختلاف سطح الكتريكي

موجود بين دو كنتاكت باز را به طور كاملا ً مطمئن تحمل كنند
۳- تمام قسمتهاي كليد كه در شرايطي هم پتانسيل فشار الكتريكي

مئن نسبت به زمين و نسبت به قطبها و تيغه ها ي ديگر عايق باشند و تحمل فشار الكتريكي واردشده را بنمايند .

۴- كليدهاي فشار قوي بايد بتوانند مدار الكتريكي را زير ولتاژ نا

مي ببندند ‚ حتي در موقع جريانهاي اتصال كوتاه در شبكه اين قدرت را داشته باشد كه آسيبي نبيند.
۵- كليد قدرت بايد بتواند مدار الكتريكي را ضمن عبور جريان ‚ باز كند .بايد هر يك از كليدهاي فشار قوي شامل كليه شرايطي كه فوقا به آن اشاره شد دارا باشند . ولي چون از ديدگاه اقتصادي تجمع كليه شرايط در يك كليدمقرون به صرفه نيست كليدهاي خاصي با شرايط مخصوص ومحدودي طرح وساخته مي شود .
مشخصات يك كليد قدرت عبارت است :ولتاژ ماكزيمم ‚ تعداد پلها‚فركانس ، ماكزيمم جريان قابل تحمل در حالت دائم ، قدرت قطع ماكزيمم جريان و ماكزيمم جريان لحظه اي قابل تحمل .
۱-۲-۳- تعميرا ت و نگهداري بريكرها
زمانيكه بريكر تعداد ۳ جريان اتصال كوتاه نامي را قطع كند ‚ بهتر است كه كنتاكتها چك شوند ‚ تا اگر لازم باشد تعويض و يا تعمير شوند . قبل از انجام تعميرا ت بايد اقدامات احتياطي زيرانجام گيرد :
ابتدا بايد مطمئن شويم كه بريكر ا زمنابع ولتاژ ايزوله شده باشد . و به هيچ وجه امكان برقرار شدن آن تحت هيچ شرايطي وجود ندارد . بعد بايد آنها را به طو ر مؤثر زمين كنيم .
به طور خلاصه برنامه تعميرات به قرار زير است :
۱- موقع بازرسي و اورهال. بريكر بايد قطع و فنرهاي مكانيزم عمل كننده در حالت خلا ص باشند .
۲- بريكر بايد به طور منظم هر سال اورهال شوند .
۳- اگر بريكربه مدت طولاني كار كند . سطح كنتاكتها هدايت اوليه خود را از دست مي دهند بنابر اين در مسير جريان از خود مقاومت نشان ميدهند ‚ براي جلوگيري از اين عمل مي بايد بريكر براي مدت كوتاهي حتي بدون بار عمل كند .
۴- كنتاكتها و روغن بعد از ۳ قطع جريان اتصال كوتاه بايد مورد بازرسي قرارگيرند .اگر اثرات سوختگي روي كنتاكتها مشاهده شد بايد كنتاكتها تعويض شوند .
۵- از آنجائيكه روغن به تدريج در اثر قطع بايد كاملاً تميز شود و اگر مقدار روغن كاهش يافته تا سطح مشخص شده روغن اضافه شود
۶- حداقل دو بار در سال از گردو غبار بايد تميز شود

۷- روغنكاري قطعات بريكر بايد طبق دستور كارخانه سازنده انجام گيرد .
۸- هميشه دفترچه راهنمائي تعميرات و نقشه ها ي مربوط دردسترس باشد.

 

۲-۲-۳- خاموش كننده هاي جرقه بريكرها
به طور كلي درتمام كليدهاي قدرت به استثناي كليدهائيكه در خلاء‌كار ميكنند براي خنك كردن و خارج كردن حاملهاي بار از ماده اوليه مناسبي استفاده مي شود كه ممكن است جامد ‚ مايع يا گاز باشد .
همانطور كه مي دانيم در سيستم انتقال ازكليدهاي قدرت جريان بسيار زيادي عبور مي كند مخصوصا ً‌زماني كه اتصال كوتاه رخ دهد . در اين زمان كليد قطع يا وصل مي شود كنتاكت متحرك وقتي شروع به حركت مي كند براي بازشدن آرك شديدي بين كنتاكت ثابت و متحرك به وجود مي آيد كه همراه با حرارت بسيار زياد مي باشد ، براي خاموش كردن و قطع نمودن آرك و خنك كردن آن در محفظه قطع كننده روغن عايق قرار دارد ، چون روغن زمانيكه كنتاكت بسته است در زير آن قرار دارد و تحت فشار مي باشد . سوراخهايي كه در اطراف كنتاكت تعبيه شده طوري است كه به صورت ضربدر به قوس ايجادشده مي پاشد و باعث قطع قوس و خنك شدن آن مي شود . شكلهاي زير كليه مشخصات بريكر ها را نشان مي دهد .
۳-۲-۳- روغن در بريكر
روغن به علت خواص عايقي بسيارخوب و اختلاف سطح جرقه بالا در كليدهاي فشار قوي مورد استعمال زياد دارد . موقع جدا شدن دوكنتاكت در روغن و ايجاد جرقه و قوس شديد روغن اطراف جرقه بعلت حرارت زياد قو س تجزيه و بخار مي شود . در نتيجه جرقه را حبابي ازگازمي پوشاند كه متناسب با شدت جرقه ا زلايه هاي مختلف تشكيل شده است . در اثرآزمايش معلوم شده كه گاز داخل حباب تقريبا ًداراي ۷۵ در صد هيدروژن و ۲۰-۲۵ درصد از آن اتيلن تشكيل شده است .
برتري خاصيت خنك كنندگي روغن نسبت به هوا به خاطر وجود همين H2 است ‚ زيرا قابليت هدايت حرارتي هيدروژن ۸ برابر ازت مي باشد .
۳-۳- ساختمان كليدها ي فشارقوي
كليدها ي فشار قوي از دو قسمت اصلي زير تشكيل مي شوند :
۱-محفظه قطع كليدها ۲- مكانيزم عمل كننده كليدها
۱) محفظه قطع كليدها : قطع و وصل جريان در داخل محفظه قطع صورت مي پذيرد و محفظه به صورت فضاي بسته با يك يا چندين كنتاكت ثابت و متحرك مي باشد . جنس آن ا ز چيني وبه شكل استوانه يا كروي ساخته مي شود . ساده ترين

نوع محفظه قطع شامل يك كنتاكت ثابت و يك كنتاكت متحرك مي باشد . براي قطع و وصل جريان كنتاكت متحرك در داخل محفظه حركت كرده و با اتصال به كنتاكت ثابت يا جدا شدني از آن جريان را برقرار و يا قطع مي نمايد.

۲) اين كنتاكت انرژي لازم را از مكانيزم عمل كننده دريافت و در داخل محفظه مي نمايد و هر گونه عمل قطع و وصل كليد با قوس الكتريكي توأم مي باشد . قوس ممكن است به صورت محدود يا با وسعت و شدت فوق العاده روي دهد.
شدت قوس در درجه اول بستگي به مقدار ج

ريان عبوري از كنتاكت هنگام قطع كليد دارد .
مكانيزم عمل كننده : مكانيزم عمل كننده انرژي حركتي لازم جهت حركت كنتاكت متحرك را تامين مي نمايد ‚ مكانيزم عمل كننده هيچگونه ارتبا

طي با سيم ها ي فشار قوي محفظه قطع نداشته و تنها از طريق يك اهرم نيرو به كنتاكت متحرك و صل و انرژي لازم را از طريق اين اهرم منتقل مي نمايد و از نظر مكانيزم عمل كننده كليدهاي قدرت را به انواع زير مي توان تقسيم كرد .

۱- مكانيزم فنري ۲- مكانيزم پنوماتيك ( بادي )‌ ۳- مكانيزم هيدرو ليكي
۱- مكانيزم فنري : از طريق شارژ كردن يك فنر توسط موتور و بعد رها كردن آن عمل وصل صورت مي پذيرد . رها شدن فنر وصل به نوبه خود فنري را جهت قطع بريكرها شارژ مي كند .