گزارش فني – تخصصي پاياني طرح ها رشد و ارتقاء برق صنعتی

 

خلاصه گزارش
در اين گزارش سعي شده است كه با رعايت اختصار گوشه اي از قسمت عظيم و گسترش انتقال الكتريكي تشريح شود .در مقدمه اين گزارش آشنايي با مشخصات كلي الكتريكي پست ۶۳ كيلو ولتي كمال آباد كرج آمده است . در بخش نخست گزارش دلايل وجود پستهاي فشار قوي و همچنين انواع آنها با توجه به استانداردهاي موجود شرح داده شده دربخش دوم گزارش مهمترين و اساسي ترين تجهيزات تشكيسل دهنده پست به تفصيل شرح و بررسي گرديده است . همچنين

در مورد رله هايي كه محافظت خطوط و ترانسفورماتورها و ديگر تجهيزات مهم يك مجموعه را عهده دارند توضيحاتي داده شده است دربخش بعدي اصول و روشهاي بهره برداري بهينه از پستهاي فشار قوي بطور اعم شرح داده شده است كه اين توضيحات در جهت بهره وري بيشتر و همچنين راندمان بالاتر و جلوگيري از بروز هر گونه خطر و يا اشال احتمالي به كليه دست اندركاران يك پست فشار قوي توصيه مي شود . بخش بعدي مربوط به شرح و توضيح اشكالات احتمالي كه ممكن است در پست ۶۳كمال آباد بروز كند و همچنين شرح كارهايي كه براي رفع اين عيوب بايد انجام شود . بخش آخر نيز مربوط به نحوة بهره برداري از مدارهاي اينترلاك پست ۶۳ كمال آباد مي باشد كه در آن نحوه برق دار كردن خط با در نظر گرفتن كليه اصول فني براي جلوگيري از بروز هر گونه نارسايي در سيستم و شبكه شرح گرديده است .
مقدمه
پست ۶۳ كمال آباد در غرب تهران در ۵۰ كيلومتري تهران واقع در كرج قرار دارد . پست توسط ۴ ترانس اصلي التا ساخت آلمان هر يك بقدرت نامي ۱۵MVA تغذيه مي شود داراي ۴ ترانس داخلي ساخت UNELEC هر يك بقدرت نامي ۱۰۰KVA با گروه برداري PYNU يا پست تبديل ولتاژ نامي ۲۰/۰٫۴KV با نسبت تبديل ( جريان نامي )۲٫۸۸/۱۴۴٫۳,A مي‌باشد .
و داراي ترانسفورماتور ولتاژ ۶۳ كيلو ولت P.T خطوط سازنده كارخانه SPANNUN GSWANPLER مي باشد با قدرت ۲۵۰,VA و كلاس ۰٫۵ مي باشد . داراي دوبي ورودي۶۳ از طريق پست ۲۳ كيلو ولتي كمال آباد به فاصله ۲ كيلو‌متري از پست به كدهاي ۶۰۶,۶۰۵ و يك بي خروجي به پست

اختصاصي بي‌سيم واقع در ۱ كيلومتري پست كه در مواقع مانور از اين خط استفاده مي شود . و در حال حاضر ۱۲ خط خروجي به شرح ذيل مي باشد:

ماهواره ۲۰kv نان شهر ۲۰kv بوستان ۲۰kv
عرب آباد // استناد // فرهنگ //
پدم // قزوين // مردآباد //
علومي // زندان // پارك شهر //
هر بي ورودي شامل تجهيزات زير مي باشد :
۱ـ برقگير ۲ـ ترانس ولتاژ ۳ـ سكسيونر سرخط ( عمودي ) ۴ـ سكسيونر زمين
۵ـ ترانس جريان ۶ـ بريكر ۶۳ ۷ـ سكسيونر يا سيار ۸ـ سكسيونر ارتباط با سيار ۹ـ بريكر ۶۳ ۱۰ـ ترانس جريان ۱۱ـ ترانسفورماتور قدرت ۱۲ـ سكسيونر اتصال زمين ترانس ۱۳ـ ترانسفورماتور داخلي ۱۴ـ ترانسفورماتور نوتر

دستگاههاي اندازه گيري
اين دستگاهها عبارتند از : ولتمتر ، آمپر متر ، واتمتر ، وارمتر ، كنتور اكتيو و راكتيووسازنده‌اين‌دستگاهها‌B.B.C‌مي باشد‌و‌دستگاههايشان الكترومغناطيسي مي‌باشد .

رله هاي حفاظت خط
۱ـ رله ديستانس اوليه ، ساخت آلمان B.B.C داراي سه زون
۲ـ رله ركلوزتيك ( دوباره وصل كن ) ، ساخت آلمان B.B.C
3ـ رله جريان زياد ، ساخت آلمان B.B.C

رله هاي حفاظتي خط ۲۰c
1ـ رله اضافه جريان
۲ـ رله اتصال زمين
ضمناً كليه اتفاقات در پست توسط دستگاه ثبت مي گردد و در حادثه اي كه درخطهاي خروجي رخ دهد توسط مودم ارسال و ثبت مي گردد .

مشخصات باطريهاي ۱۲۷v
پست شامل ۲ دسته باطري با مشخصات زير مي باشد كه توسط دو دستگاه باتري شارژ كه سازنده كشور آن آلمان غربي مي باشد ، شارژ مي شود .
اين باطري از نوع باتري اسيدي و تهويه اش توسط فن انجام مي شود تعداد هر ست آن ۱۰ عدد است كه هر كدام ۱۲ ولت و ۴۰ آمپر مي باشد .

مشخصات باطريهاي D.c 48v
همچنين اين پست داراي يكدست باطري ۴۸v است كه توسط يك ست باطري شارژ ۴۸v است كه با Type 48 ساخت آلمان مي باشد . مشخصات اين باطري ۴۸v به قرار زير است از نوع اسيدي ظرفيت باطري آن ۲۰۰ Ah و تعداد آن ۴ عدد ولتاژ هر باطري ۱۲V است .

۱) مباني و تعاريف مربوط به پست فشار قوي
با توجه به اينكه قدرت توليدي نيروگاههاي بزرگ تماماً در محل مصرف نخواهد شد به منظور انتقال انرژي توليد شده از محل توليد به مكانهاي ديگر ، نياز به انتقال انرژي توسط هاديهاي الكتريكي مي باشد . با توجه به اينكه ولتاژ خروجي ژنراتورها در ايران حداكثر۲۰KV مي باشد با توجه به قدرت توليدي كل اين نيروگاه ( مثلاً نيروگاه نكاء :۴۴۰MW ) جريان انتقالي خيلي زياد خواهد بود و دراين صورت سطح مقطع هادي مورد نياز و افت ولتاژ و توان انتقالي خيلي زياد خواهد بود .
بطور خلاصه مي توان گفت از آنجاييكه انرژي الكتريكي بصورت متمركز و به توسط

نيروگاههاي بزرگ با قدرت خيلي زياد توليد مي گردد و محل احداث اين نيروگاهها بر حسب نوع نيروگاه ( آبي ، بخاري ، هسته اي ) از مراكز مصرف فاصلة زيادي دارند لذا انتقال اين انرژي در فواصل زياد با افت ولتاژ و تلفات خط غير قابل قبول همراه مي باشد . هرگاه اين انرژي با سطح ولتاژ بالاتري منتقل گردد طبق رابطة : مقدار جريان‌الكتريكي كه با ولتاژ مسبت عكس دارد كاهش مي يابد در نتيجه مطابق روابط زير افت ولتاژ و تلفات قدرت در طول خط كاهش مي يابد :
امپدانس هادي :V=ZI ( Z ) : افت ولتاژ
مقاومت هادي : P= RI (R) : تلفات قدرت
از طرفي درخطوط انتقال فشار قوي ، بخاطر اندوكتيويته زياد ، جريان كور زيادي وجود دارد كه خود باعث تلفات زياد حرارت مي شود :
معمولاً تلفات را از نيروگاه تا مصرف كننده حدوداً ۱۰% در نظر مي گيرند و اي مقدار قابل نلاحظه مي باشد مثلاً براي انتقال ۵۰۰MW نيرو حدوداً ۵۰MW آن تلف مي شود .
بنابراين با كاهش جريان مي توان سطح مقطع هادي را نيز كاهش داده و از اين راه هزينه خط انتقال را كم نمود ولي از طرفي بالا رفتن ولتاژ نيز مستلزم عايق بندي بيشتر و استفاده از دكلهايي با ارتفاع بلندتر بمنظور رعايت فواصل مجاز با زمين و همچنين فاصله فازها از همديگر مي باشد و اين موضوع بر هزينه احداث خط انتقال مي افزايد .پس با توضيحات فوق روشن مي گردد كه ميزان افزايش ولتاژ نيز حدي دارد و بالا بردن بيش از حد ولتاژ نيز عملاً مقرون به صرفه نخواهد بود بنابراين بمنظور انتخاب ولتاژ مناسب جهت انتقال ميزان معيني انرژي الكتريكي به فاصله معيني مي بايست محاسبات اقتصادي كامل انجام شده و مناسب ترين و اقتصادي ترين ولتاژ انتخاب گردد .
معمولاً در انتخاب ولتاژ انتقال موارد زير مورد توجه و اهميت قرار مي گيرد :
۱ـ ولتاژ خطوط مشابهي كه قبلاً در شبكه و حوالي خط مورد نظر وجود داشته است .
۲ـ طول خط

۳ـ قدرت مورد نظر كه مي بايست انتقال داده شود .
۴ـ افت ولتاژ و افت قدرت
۵ـ افت كرونا كه ازافزايش ولتاژ ناشي مي گردد .
۶ـ تنظيم ولتاژ درحالت بي باري و در بار كامل كه معمولاً در طراحي شبكه اين رقم بين +۱۰% و-۵% مي باشد .
۷ـ بررسي اقتصادي ومقايسه خطوط با ولتاژهاي مختلف .
روابط تجربي براي تعيين ولتاژ انتقال اقتصادي :
روابط تجربي زير بمنظور تعيين حدود ولتاژ و كمك به طرح دريافتن ميزان مبنا براي انتخاب بهترين ولتاژ از نظر اقتصادي مي باشد .
۱ـ رابطة تجربي استيل :
قدرت بر حسب كيلو وات : p طول خط بر حسب مايل :L ولتاژ بر حسب كيلو ولت :V
2ـ رابطه كلون :
قدرت بر حسب كيلو ولت 😛 طول خط بر حسب كيلومتر : L ولتاژ بر حسب كيلو ولت :V
روابط استيل و كلون براي مسافتهاي كوتاه مفيد است .
اين رابطه هم براي فواصل نزديك و هم براي فواصل دور صدق مي كند

و از آن استفاده مي شود :
قدرت بر حسب مگا وات 😛 ولتاژ بر حسب كيلو ولت : V

ولتاژهاي استاندارد :
ولتاژهاي استاندارد در شبكة ايران به شرح زير مي باشد :
۱ـ ولتاژهاي انتقال :۱۳۲٫۲۳۰٫۴۰۰(KV)
2ـ ولتاژهاي فوق توزيع :۶۳٫۳۳٫۱۰(KV)
3ـ ولتاژهاي توزيع :۲۲۰ تك فاز و ۴۰۰V سه فاز
ولتاژهاي خروجي ژنراتور در نيروگاهها معمولاً در حد ۱۱(KV) ،۶۶ حداكثر ۳۳KV مي باشد و افزايش ولتاژ ژنراتور بيش از اين مقدار از نظر عايق بندي و هزينه هاي مربوط اقتصادي نمي باشد . بنابراين توسط پستهاي بالابرندة سطح ولتاژ بميزان مناسب افزايش مي يابد .

تعريف پست فشار قوي:
باتوجه به‌مطالب گفته شده يك‌پست فشار قوي مجموعه اي از تجهيزات مي‌باشد
كه به منظور تغيير سطح ولتاژ با بوجود آوردن امكان تغذيه نقاط مختلف و تقسيم انرژي الكتريكي بين آنها مورد استفاده قرار مي گيرد .

انواع پستهاي فشار قوي بر حسب نوع كار :
۱ـ پستهاي نيروگاهي يا بالا برندة ولتاژ (Step Up Substation) :
وظيفة اين پستها افزايش ولتاژ خروجي ژنراتورها به سطح ولتاژ انتقال مي‌باشد.
۲ـ پستهاي انتقال (High Voltage Substation) :
وظيفه پستهاي انتقال ، كاهش ولتاژ الكتريكي به سطح ولتاژ فوق توزيع و همچنين تقسيم اين ولتاژ به خروجي هاي متعدد مي باشد .
۳ـ پستهاي توزيع(Distributio Substation) :
وظيفة اين پستها پايين آوردن ولتاژ از سطح فوق توزيع به سطح توزيع بوده و انرژي الكتريكي در اين سطح را زا طريق فيدرهاي مختلف تحويل مي دهد .
۴ـ پستهاي فشار ضعيف(Low Voltage Substation) :
كه وظيفه آن تبديل ولتاژ توزيع به ولتاژ فشار ضعيف است كه قابل استفاده در مصارف صنعتي و خانگي باشد .
۵ـ پستهاي كليدي يا كوپلاژ(Switching Substation) :
در اين پستها سطح ولتاژ تغيير ننموده و صرفاً بعنوان يك تقسيم كننده ولتاژ ثابت را در فيدرهاي مختلف و متعدد تغذيه مي نمايد .
در عمل ممكن است يك پست تركيبي از دو يا چند ن

وع فوق الذكر باشد كه هم
افزاينده و هم كاهنده و هم بصورت يك پست كليدي باشد . انواع پستها از لحاظ استقرار فيزيكي :
پستهاي فشار قوي از لحاظ وضعيت استقرار آنها به دو دسته تقسيم مي‌گردند:
۱ـ پستهاي باز يا خارجي (Out door s/s) : در اين گونه پستها تجهيزات فشار قوي در معرض شرائط جوي محيط از قبيل گرد و خاك ، باد ، باران ، رعد و برق و غيره بوده و عايقي بين آنها و هوا نمي باشد .
۲ـ پستهاي بسته يا داخلي (in door S/S) : در اين گونه پسته

ا تجهيزات فشار قوي در داخل اطاق يا سالن سر پوشيده قرار دارند .

پستهاي باز نيز به چند دسته تقسيم مي شوند :
۱ـ پستهاي معمولي (conventional) :
اين پستها در جاييكه محدوديت زمين وجود نداشته باشد احداث مي گردد و عايق بين فازها و تجهيزات و زمين ، هوا مي باشد و از اين نظر مي بايست فاصله ايمني و مجاز كاملاً رعايت گردد . اين پستها از نظر هزينه از بقيه پستها ارزانتر مي باشد .

۲ـ پستهاي گازي يا (Gas Insulated Substation) :
كليه تجهيزات فشار قوي در پستهاي گازي در داخل محفظة فلزي قرار دارند كه بوسيلة گاز SF6 يا هگزافلوئور گوگرد كه داراي خاصيت عايقي خوبي مي باشد تحت فشار معيني پر شده است و چون خاصيت عايق گاز SF6 تقريباً سه برابر هوا مي باشد درنتيجه فضاي پستهاي گازي بمراتب كوچكتر از پستهاي معمولي مي‌باشد و در جاييكه محدوديت زمين مطرح باشد خيلي مناسب است .
از مزاياي ديگر پستهاي GIS اينست كه چون درمعرض مستقيم عوامل جوي نميباشد لذا امكان آلودگي و رطوبت وجود نداشته و بروز اتصالي و حوادث ديگر به مراتب كمتر مي باشد و از طرفي به علت ايزوله بودن قسمتهاي برقدار وتحت ولتاژ از افراد ايمني آن در حد بسيار بالايي مي باشد . يكي از معايب پستهاي گازي مايع شدن گاز به هنگام برودت هوا در درجه حرارتهاي خيلي پايين مي باشد از طرفي هزينه اين پستها خيلي بالا مي باشد .

۳ـ پستهاي سيار (Mobiel Substation) :
اين پستها نيز بصورت GIS بوده تا از نظر حجم تجهيزات و وزن كل پست
كاهش پيدا نمايد ترانسفورماتور و سايز تجهيزات بر روي يك يا دو تريلر كه مي توان توسط يدك كش مخصوص حمل و جابجا كرد نصب گرديده است . قدرت اين پستها كه درحدود ۳۰ تا ۴۰(MVA) مي باشد و معمولاً بصورت ۶۳٫۲۰, ۱۳۲٫۲۰, ۲۳۰٫۲۰, ۲۳۰٫۶۳ كيلو ولت در ايران مورد استفاده قرار مي‌گيرند .
مزيت اين نوع پست در جابجايي سريع و استقرار آن در نقاط جديد و مورد نياز مي باشد .

پستهاي بسته يا داخلي نيز خود به سه نوع تقسيم مي گردد :
۱ـ پستهاي فشار قوي باز :
به پستهاي اطلاق مي شود كه علاوه بر شينها سكسيونرها و ديژنكتورها نيز پشت دربهاي توري حداقل از يك طرف قابل رؤيت باشد .

 

۲ـ پست فشار قوي نيمه باز :
در اين نوع پستها قطعات زير فشار تا ارتفاع دسترسي از هر جهت محفوظ و پوشيده هستند و از آنجا به بعد ( اغلب سكسيونرها و شين ها ) آزاد و قابل
رؤيت باشد .

۳ـ پست فشار قوي بسته :

در اين پست تمام قسمتهاي زير ولتاژ حتي شين ها در يك محفظه كاملاً بسته و پوشيده با دربهاي فلزي نصب شده اند ( پستهاي تابلويي و يا قفسه اي ) نظر به اينكه اين پست از همه طرف كاملاً مسدود است . مي توان حتي آن را تحت شرايطي در هواي آزاد نيز قرار داد ( مانند كيوسكهاي فشار قوي توزيع برق شهري )
بد نيست در اينجا اشاره اي هم به انواع خطوط انتقال بكنيم اين خطوط جهت انتقال انرژي الكتريكي از محل توليد كننده به مصرف كننده ساخته شده اند و چون در طي اين مسافت زياد افت ولتاژ به وجود مي آيد بايد ولتاژ خطوط را بالا برد اين خطوط همگي به صورت سه فاز مي باشد و از نظر قرار گرفتن هاديها روي برج به سه دسته تقسيم مي شود :
۱ـ خطوط تك مداره (single circuit) :
در اين نوع خطوط شكل دكل يا برج يا پيلون يا تاور طوري است كه در هر
فاز خط تنها يك هادي الكتريكي قرار گرفته است .

۲ـ خطوط دو مداره (Double circuit) :
در اين نوع خطوط دو مداره سه فازه و هر دو مدار روي يك برج قرار گرفته‌اند.

۳ـ خطوط باندل (Bundle) :
در اين نوع خطوط هر فاز مركب از چند هادي كه ازلحاظ اندازه كاملاً مساوي
هستند تشكيل مي شود . بكاربردن سيستم باندل بخاطر ظرفيت انتقال زيادتر و پايين آوردن ولتاژ بحراني كرونا مي باشد .
بطور كلي پست ها يكي از قسمتهاي مهم شبكه هاي انتقال و توزيع انرژي الكتريكي مي باشند زيرا وقتيكه بخواهيم انرژي الكتريكي را از نقطه اي به نقطه ديگر انتقال دهيم براي اينكه بتوانيم از افت ولتاژ جلوگيري نماييم بايستي بطريقي ولتاژ توليد شدة ژنراتور را بالا برده و سپس آنرا انتقال داده تا به مقصد مورد نظر برسيم و در آنجا دوباره ولتاژها را پايين آورده تا جهت توزيع آماده شود كلية اين اعمال در پستهاي انتقال و توزيع انجام مي شود .

در يك پست فشار قوي وظيفه اصلي نبديل ولتاژ مي باشد كه وظيفه را المنت اساسي پست يعني ترانسفورماتور قدرت انجام مي دهد .
جهت اندازه گيري پارامترهاي اساسي انرژي الكتريكي نياز به مبدلهاي جريان و ولتاژ مي باشد (VT,CT) و همچنين جهت قطع و وصل مدار نياز به كليدهاي فشار قوي نظير سكسيونر و ديژنكتور مي باشد بعلاوه يكسري وسايل ديگر نظير برقگير، لاين تراپ و… جهت حفاظت و … مورد نياز مي‌باشد . جهت حفاظت خطوط و وسايل نصب شده در پست نياز به رله هاي حفاظتي و همچنين در مواقعي كه برق پست قطع مي شود نياز به يك ولتاژ ثابت و ذخيره شده مي باشد كه آن توسط سيستم باطريخانه تأمين مي شود .

۲) تجهيزات پست
يك پست فشار قوي ممكن است شامل تمامي يا قسمتي از تجهيزات زير باشد .
۱ـ سوئيچگير (switch hear)
2ـ ترانس قدرت (power tranformer)
3ـ ترانس زمين(Ground tr)
4ـ ترانس تغذيه داخلي (server tr)

 

۵ـ جبران كننده (Compensa tors)
الف : خازني Capacitor(s)
ب : سلفي Inductor (s) ابتدا توضيح مختصري در مورد هر كدام از موارد فوق داده مي شود سپس نكات مهم به تفصيل شرح داده مي شود .

۱ـ۲) سويچگير :
عبارتست از مجموعه اي از عناصر و تجهيزات كه به منظور ارتباط فيدرهاي مختلف در يك ولتاژ معين مورد استفاده قرار مي گيرند و خود شامل اجزاء زير مي باشد :
۱ـ باسبار يا شينه (Bus Bar) – [B.B]
2ـ كليدهاي قدرت (Circuit Breaker )- [D.S]
3ـ سكسيونر يا جدا كننده (Disconector Swich )-[D.S]
4ـ ترانسفورماتور جريان(C.T) (Current transformer)
5ـ ترانسفورماتور ولتاژ (T.V) (Noltage trnsformer)
6ـ برقگير (P.I) (Post Insulation)
7ـ تكه موج (L.A) (Ligting Arestor)
8ـ تكه منطبق كننده خط Line trap) يا (Ware trap
9ـ مقره Post insukator P.I

ترانسفورماتور قدرت :
براي بالا بردن ولتاژ بمنظور انتقال انرژي الكتريكي به فواصل دور ( براي انتقال برق به فواصل دور ـ همانطور كه گفته شد ـ ولتاژ را بالا مي برند تا تلفات خط انتقال پايين بيايد ) و همچنين براي پايين آوردن ولتاژ بمنظور رساندن آن به سطح قابل مصرف بوسيله مصرف كننده ها و همچنين براي اتصال دادن دو شبكه فشار قوي بكار مي رود . ترانسفورماتور اول را افزاينده ، ترانسفورماتور دوم را كاهنده و ترانسفورماتور آخري را كوپلاژ مي نامند . تفاوت ترانس يا ولتاژ با ترانس قدرت در آن است كه درترانس ولتاژ يا جريان نمونه اي از ولتاژ يا جريان مورد نظر گرفته مي شود و مقدار آن كاهش داده مي شود و در هر لحظه ولتاژ يا جريان ثانويه تابع ولتاژ يا جريان اوليه مي باشد . ولي در ترانسفورماتور قدرت چون ثانويه به بار متصل است كه تعيين كننده است توان تأمين شده توسط اوليه ، بستگي به توان خواسته شده در ثانويه دارد .

۳ـ۲) ترانس زمين :
هرگاه شبكه اي از يك مثلث يك طرف ترانسفورماتوري تغذيه نمايد براي ايجاد
نقطة نوترال و زمين نمودن آن از ترانسفورماتور زمين كه بصورت زيگزاك سيم پيچي شده است استفاده مي گردد .

۴ـ۲) جبران كننده ها :

در جريان متناوب هاديهاي منتقل كننده انرژي الكتريكي ، ترانسفورماتورها، مصرف كننده از قبيل موتورها ، كوره هاي الكتريكي لامپهاي گازي و حتي بوبين ها كم و بيش يك نوع مصرف كننده سلفي هستند و باعث ايجاد اختلاف فاز بين جريان و ولتاژ مي شوند . با بالا رفتن اختلاف فاز بين جريان و ولتاژ ( ) شبكه ، ضريب توان ( ) شبكه كم شده و كاهش ( ) تأثيرات زير را برجاي مي گذارد .
۱ـ درانتقال يك توان ثابت با كوچك شدن ضريب توان ، توان دواته بزرگ شده در نتيجه مقدار مؤثر جريان خط I افزايش پيدا مي كند كه اين افزايش جريان اثرات زيانباري بدنبال خواهد اشت : الف : بزرگ شدن سطح مقطع رسانه ها و كابلهاي انتقال انرژي و در نتيجه بالارفتن هزينه ب: حجيم شدن ديگر تجهيزات از قبيل كليدها و فيوزها ، دستگاههاي امدازه گيري و وسائل حفاظتي و .. متعاقب آن افزايش هزينه .
۲ـ عدم توانايي استفاده از تمام قدرت ترانسفورماتور ، زيرا براي تأمين توان دواته (pw) بايد : ( ظاهري ) داشته باشيم كه هرقدر كمتر باشد نياز به ps بيشتري داريم .
۳ـ افزايش افت اختلاف سطح درترانسفورماتورها و در نتيجه مشكل شدن كار رگولاتور ولتاژ در ترانسفورناتور و ثابت نگهداشت ولتاژ در نيروگاه مي شود .
۴ـ افزايش تلفات در ترانسفورماتورها
۵ـ كاهش راندمان ترانسفورماتورها و ضريب بهره تأسيسات الكتريكي
به دليل فوق سعي بر اين است كه تأسيسات الكتريكي با ضريب توان خوب و حتي الامكان نامي خودشان كار كنند براي تصحيح و اصلاح ضريب توان
راههاي ذيل موجود است :
الف : محدود كردن توان دواته : در اين روش قدرت موتورها متناسب با قدرت ماشينهاي افزار انتخاب شوند . بعبارت ديگر قدرت موتورها بزرگتر از قدرت مكانيكي كه از موتور گرفته مي شود و كاري كه انجام مي دهد نباشد .
ب: جبران توان دواته توسط همفاز كننده دوار كه خود بردو نوع است . همفاز كننده سنكرون و همفاز كنندة آسنكرون كه هر دوي آنها قابل استفاده جهت بهبود بخشيدن به وضع ضريب توان در شبكه بدون بار يا با بار ـ استفاده كرد .
ج: جبران كننده توسط خازن : يكي از راههاي فني ـ اقتصادي جهت اصلاح ضريب قدرت شبكه استفاده از خازن مي باشد بدين ترتيب كه بصورت موازي با بار قرار داده مي شود .
بدنيست در اينجا اشاره اي هم به راكتورها شود اصولاً راكتورها در پستهاي فشار قوي به دو صورت نصب مي گردد :
۱ـ سري : براي محدود كردن جريان اتصال كوتاه
۲ـ موازي براي تغيير ضريب قدرت و اصولاً براي كاهش ولتاژ در شرايط اضطراري شبكه استفاده مي شود . يا درمواقعيكه خطوط طولاني فشار قوي بدون بار بوده و بخاطر خاصيت خازني ، ولتاژ شبكه بمقدار زيادي افزايش يافته باشد كه

 

در اين حالت از راكتور استفاده مي شود .

۵ـ۲) تأسيسات جانبي
تأسيسات جانبي پست شامل موارد زير مي باشد :
۱ـ اطاق فرمان (Control room)
2ـ اطاق رله (Relay room)
3ـ اطاق باطريخانه (Battry room)
4ـ ديزل ژنراتور اضطراري (Emergency generator)
5ـ تابلوي توزيع AC (A.C distribution)
6ـ تابلوي توزيع DC (D.C distribution)
7ـ باتري شارژر (Battry charger)
8ـ روشنائي اضطراري (Emergency lighting)
9ـ روشنايي محوطه (Switch yard lighting)
10ـ تأسيسات زمين كردن و حفاظت در مقابل صاعقه(shield wire)

۳) سوئيچگير
اساسي ترين قسمت يك پست فشار قوي سوئيچگير مي باشد كه اكنون به شرح مفصل قسمتهاي مختلف سوئيچگير مي پردازيم .

۱ـ۳) باسبار ياشين (BUS BAR)
تعريف شين : وسيله ايست جهت جمع و توزيع انرژي الكتريكي بصورت همزمان بدين معني كه فيدرهاي ورودي و خروجي و سيم ها و كابلهاي يك پست و همچنين ترانسفورماتورها و ساير تجهيزات يك سوئيچگير تحت يك ولتاژ ثابت بوسيله يك هادي به نام شين در هر فاز به هم اتصال مي يابند . مي توان گفت كه تمام انرژي ها و ترانسفورماتورها و سيمها و كابلهاي يك نيروگاه يا يك تبديلگاه كه ولتاژ مساوي دارند با يك شمش يا يك رسانا بنام شين در هر فاز بهم وصل مي‌شوند . شين وسيله جمع آوري و پخش انرژي در آن واحد است .
جنس شين ممكن است از نس يا آلومينيم باشد آلومينيم در برابر مس داراي خواص به شرح زير است ك استقامت استاتيكي آلومينيم از مس بيشتر است . تحمل مكانيكي مس و آلومينيم باهم برابر است .
ازدياد درجه حرارت به واسطه ازدياد شدت جريان و يا جريان اتصال كوتاه در
آلومينيم كمتر است . آلومينيم درموقع جرقه زدن و سوختن ايجاد خاكستر زياد نمي كند و چون جسم باقيمانده هادي الكتريسيته نمي باشد به مقر

ه ها و پايه هاي عايقي شين آسيب نمي رساند .
مس درمقابل بخار گوگرد خيلي حساس است و … معايب مهم آلومينيم : اكسيداسيون سطحي ، فرورفتن در اثر فشار و اثر الكتروليتي شديد . در جداول۱و۲ مهمترين مشخصات و خواص فلز و آلومينيم و مس آورده شده است .

۱ـ۱ـ۳) انواع شين از نظر شكل ظاهري

۱ـ شين تخت يا تسمه اي كه معمولاً از جنس مس مي باشد و بيشتر در سطح ولتاژ ۲۰kv مورد استفاده قرار مي گيرد از مزاياي اين توع شين اين است كه اتصالات و برقراري انشعابات به سهولت و بدون استفاده از كلمپ مخصوص انجام مي پذيرد .
۲ـ شين طنابي : كه هم جنس مس و آلومينيم ساخته مي شود . شكل ظاهري آن شبيه سيم هاي مورد استفاده در خطوط هوايي مي باشد ليكن برعكس خطوط هوايي در ساختمان آن از رشته هاي فولادي استفاده نشده است . از اين نوع شين در سطوح ولتاژ :۶۳ , ۱۳۲ ,۲۳۰ (kv) استفاده مي شود . ازمزاياي آن سهولت احداث و سرعت در تعميرات مي باشد .
۳ـ شين لوله اي : اين نوع شين غالباً از جنس آلومينيم مي باشد و براي سطوح ولتاژ ۴۰۰kv و بالاتر بكار مي رود زيرا در ولتاژهاي بالا بعلت اثر پديده پوسته اي در شينهاي طنابي جريان در مركز سيم حداقل مي باشد واكثر جريان از سطح خارجي سيم عبور مي نمايد بنابراين با لوله اي ساختن شين مي توان وزن باسبار و در نتيجه هزينه آنرا كاهش داد . مزيت ديگر اين نوع باسبار اين است كه تغييرات شكم سيم نسبت به درجه حرارت چندان محسوس نيست .

۲ـ۱ـ۳) شينه بندي
نحوه ارتباط الكتريكي فيدرهاي مختلف يك سوئيچگير را به يك باسبار شينه بندي مي گويند . عوامل مؤثر در نوع ترتيب و آرايش باسبار يا B.B Arogment به
شرح زير مي باشند :
۱ـ هر پست با توجه به ظرفيت و ولتاژ داراي شينه بندي خاص خود مي باشد .
۲ـ ميزان ضريب اطمينان در تأمين بار مصرف كننده و اينكه هرگاه عيبي در باسبار پيش آيد آيا كل پست و فيدرها ، بي برق مي شود يا فقط قسمتي كه معيوب است خارج شده و بقيه در مدار باقي مي ماند .
۳ـ تعداد فيدرها : در صورتيكه تعداد فيدر ها بالا باشد مي بايست آرايش مناسب ايجاد گردد .
۴ـ وضعيت پست از نظر توسعة آينده
۵ـ اقتصادي بودن آرايش طراحي شده

۳ـ۱ـ۳) انواع شينه بندي :
شينه ها بطور كلي به دونوع تقسيم مي شوند : شين ساده و شين مركب
الف ـ۳ـ۱ـ۱) شينه بندي ساده :

شين ساده ، ساده ترين نوع جمع و پخش انرژي است در شينه بندي ساده به ازاي هر فاز يك شين وجود دارد ( در شبكه سه فاز ، سه شين )
در اين شينه بندي تقسيم برق با همان ولتاژ ژنراتور صورت گرفته است و هر يك از ژنراتورها و خطوط انتقال داراي ديژنكتور مخصوص بخود مي باشد . در دو طرف كند شين ۶۰kv نيز جهت انتقال به راه دور در نظر گرفته شده است . هنگاميكه ژنراتورها با تمام بار كار مي كنند سكسيونر هاي طولي باز بوده و هر دسته از مولد ها مصرف كننده هاي خود را به طور مستقل تغذيه مي كنند در هنگام بروز اتصالي جريان اتصال كوتاه نصف حالتي است كه سكسيونرهاي طولي بسته هستند و ژنراتورها موازي كار مي كنند . در مواقعي هم كه بار كم باشد با بستن سكسيونرهاي ( وصل) طولي مي توان ژنراتورهاي اضافي را زا مدار خارج كرد پس در قطع

شين توسط سكسيونرهاي مقسم شين ، اشكال اول حل مي شود ( با توجه به سيستم مشروحه فوق ) و براي حل مشكل دوم بايد براي برقراري ارتباط بين شين ها از ديژنكتور استفاده كرد .
ب) قطع طولي شين بوسيله ديژنكتور :
همانطور كه گفته شد براي رفع اشكال دوم در شينه بندي ساده در تقسيم ‌شين از ديژنكتور استفاده مي شود تا در هنگام بروز اتصالي در شين باعث قطع تمام ژنراتورها نمي شود . همچنين براي ارتباط طولي بين شين ها لزومي به بي بار كردن شين نمي باشد . اين نوع ديژنكتورها به باس سكشن (Bus section) معروف
مي باشد .

ب ـ ۳ـ۱ـ۳) شينه بندي چند تايي يا مركب :
نوع دوم شينه بندي ، شينه بندي مركب مي باشد . براي برطرف كردن معايب مربوط به شين ساده تز شين مركي استفاده مي شود . ساده ترين ومتداولترين گونه شين مركب باسبار دوبل مي باشد . در سيستم باسبار دوبل ( دوشين بازاي هر فاز ) معمولاً يك شين زير بار است و شين ديگر به عنوان رزرو بكار گرفته مي شود . ارتباط ورودي و خروجي با هر يك از شين ها به كمك يك سكسيونر برقرار مي گردد . لذا در حالت كار عادي شبكه ، نيمي از سكسيونرها باز و نيم ديگر بسته هستند بايد توجه داشت كه تعويض بار از يك شين به شين ديگر از طريق قطع و وصل سكسيونرها مي‌بايست بدون بار انجام گيرد . لذا موقع تبديل بار از يك شين به شين ديگر بايد كاملاً مطمئن بود كه شين تازه وارد با وصل كردن اولين سكسيونر جريان نمي كشد . به همين دليل است كه در سيستم شين دوبل ، ارتباط دو شين بوسيله يك كليد قدرت بنام كليد كوپلاژ ( كوپلاژ ارزي ) يا Bus coupler انجام ميگيرد .
ترتيب كار بدين گونه است كه براي تبديل بار از يك شين به شين ديگر ابتدا كليد كوپلاژ بسته شده و دو باسبار هم پتانسيل مي گردند و سپس سكسيونرهاي باز را بسته و پس از آن سكسيونرهاي بسته را باز مي نماييم و در پايان كار كليد كوپلاژ را نيز باز مي كنيم و با بكار بردن اين روش هيچكدام از سكسيونرها زير با قطع و وصل نمي شوند استفاده از سيستم شين دوبل و كليد كوپلاژ قسمت بيشتر معايب شين ساده را برطرف نموده و امكان

تميز كردن تأسيسات و گرفتن انشعاب جديد آنرا بدون قطع برق تمام يا قسمتي از پست ميسر مي سازد لكن براي تعمير يا سرويس ديژنكتورها راهي جز قطع برق وجود ندارد . از اينرو براي رفع اين نقيصه با استفاده از سكسيونر موازي با هر يك ازديژنكتورها مي توان اقدام كرد. هر ديژنكتور . دو سكسيونر وجود دارد . وجود اين سكسيونر ها به اين خاطر است كه هرگاه بخواهيم ديژنكتوررا تعمير يا سرويس بكنيم بطور كامل از شبكه خارج نمائيم ا

لبته گاهي در خطوط انتقالي كه بصورت باز ( شعاعي ) باشد يك طرف ديژنكتور . سكسيونر نصب مي شود . از مزاياي اين نوع شينه بندي مي توان ارزاني و سهولت در بهره برداري را نام برد لكن داراي معايب زير مي باشد :
۱ـ تعميرات بر روي شين بدون قطع بار امكان ندارد .
۲ـ توسعه پست بدون قطع بار عملي نمي باشد .
۳ـ بروز اتصالي بر روي باسبار باعث قطع كامل برق مي شود .
۴ـ خراب شدن ديژنكتور يكي از خطوط باعث قطع برق آن خط مي گردد .
بطور كلي دو عيب : عدم توانايي انشعاب گيري و جدا نمودن خط و قطع برق
كل باسبار هنگام بروز اتصال كوتاه از معايب مهم شينه بندي ساده مي باشد كه براي رفع اشكالات فوق مدارات زير طرح شده است :

الف) قطع طولي شين بوسيله سكسيونر تقسيم كنندة باس بار :
دراين روش‌شين‌بوسيله يك يا چند سكسيونر به دو يا چند قطعه تقسيم مي‌شود
كه درحالت عادي هر چند كدام مولدها ، شين هاي مربوط به خود را كه داراي خروجي هاي مشخص مي باشد اغذيه مي كند و در موقع كم باري مي توان با بستن سكسيونر يا سكسيونرها يك يا چند ژنراتور را از مدار خارج نمود بدون اينكه برق تعدادي از خطوط قطع گردد . بطور كلي در اين روش عيب اول مطروحه ـ يعني انشعاب گرفتن و جدا كردن امكان پذير است همزمان كه نيمي از باسبار در مدار بوده و داراي برق خواهد بود . شين ۶kv خروجي ژنراتور است و مصارف الكتريكي اطراف نيروگاه را هم تأمين مي نمود . اين سكسيونر اصطلاحاً به سكسيونر ( باي پاس ) معروف مي باشد . اين سكسيونرها در حالت عادي شبكه باز هستند . بهنگام خارج نمودن يكي از ديژنكتورها بشرط آنكه فقط يكي از شين ها زير بار باشد . ابتدا كليه كوپلاژ را بسته و پس از آن سكسيونر مربوط به باس رزرو را وصل مي نمائيم و سكسيونر باس اصلي را باز مي كنيم و سپس سكسيونر باي پاس را مي بنديم وپس زا قطع ديژنكتور سكسيونرهاي طرفين آن را باز مي كنيم . در اين حالت كليد ديژنكتور Bus coapler جانشين كليد ديژنكتور مدار خروجي مي گردد و حفاظت آنرا نيز به عهده مي گيرد و تمامي رله هاي حفاظتي خط بوسيله يك رله كمكي فرمانهاي قطع را از ديژنكتور مربوط به ديژنكتور كوپلاژ تغيير مي‌دهند .
با توجه به اينكه در سيستم شين دوبل بطور كلي و در سرايط عادي فقط از يكش ين استفاده مي شود ، لذا بر اساس آنچه كه در شين ساده به آن اشاره شد براي كوچك كردن جريان اتصال كوتاه و به خاطر اينكه هر اتصال كوتاهي در برق باعث قطع كامل برق نيروگاه نشود بايد بخصوص در نيروگاههاي با ژنراتورهاي بزرگ و متعدد كه داراي شين دوبل مي باشند ، نيز از قطع طولي شين استفاه شود.
براي تعمير با سرويس در ديژنكتورها بدون قطع برق غير از روش فوق دو راه ديگر نيز وجود دارد كه ذيلاً به آن اشاره مي شود :

الف ـ روش دو دژنكتوري :
در اين روش براي هر خط خروجي دو ديژنكتور پيش بيني شده است و در موقع بهره برداري از خطوط يكي از ديژنكتورها بسته و ديگري باز است اين روش بيشتر در شين هاي دوبل با ديژنكتور كشويي استفاده مي شود در اين سيستم نياز به كليد كوپ

لاژ و سكسيونر باي پاس نمي باشد .

ب ـ روش يك ونيم ديژنكتوري :
با استفاده از اين روش نيز مي توان هر يك از ديژنكتورها را بدون قطع جريان فيدر از مدار خارج نمود ولي هميشه دو باسبار زير بار مي باشند .
در روش يك ونيم ديژنكتوري به ازاء هر دو فيدر خروجي سه كليد درنظر گرفته مي شود و هر دو شين توسط اين كليدها به هم مرتبط مي شوند اين سيستم نسبت به ديگر سيستمهايي كه تاكنون ذكر شده اند گرانتر مي باشد ( بعلت تعداد بيشتر كليدها ) و از درجه اصمينان بالايي برخوردار مي باشد ، لذا در ايستگاههاي بسيار مهم ازجمله ، پستهاي توليدي با ظرفيت بالا در نظر گرفته مي شوند . چنانچه خطايي روي شين بيفتد با قطع كليدهاي طرف آن شين هيچگونه قطع لحظه اي در ساير ارتباطات نخواهيم داشت . هر خروجي يا ورودي توسط يك سكسيونر نسبت به باسبار ايزوله مي شود ، چون در مواقعي كه خط براي مدتي بي برق مي شود سكسيونر آنرا نسبت به پست ايزوله مي كند و كليدهاي اطراف خط بسته مي شوند تا سيستم باسبار تكميل شود . براي مثال جهت قطع يك خط خروجي براي لحظه اي و يا مدت طولاني بايد ديژنكتورهاي دو طرف كليد را باز نمود و سكسيونر ايزولة خط را هم باز نمود و سپس كليدهاي اطراف خط را بست .

ج ـ ۳ـ۱ـ۳) باسبار دوبل ( راهرو اصلي )
نوع ديگري از شينه بندي دوبل ، راهرو اصلي مي باشد . در اين سيستم از هر دو شين بعنوان شين كار استفاده مي شود يك ورودي (TI) توسط ديژنكتور و سكسيونر مربوط DITI روي باس (I) و يك ورودي ديگر T2 توسط كليدهاي مربوط روي باس (II) و نيز تعدادي از خروجي ها از باس (I) و تعدادي از باس (II) تغذيه مي شوند . حال اگر بدليلي ( افزايش بار ترانس ، يا تعمير بر روي باسبارهاي I , II ) نياز باشد يك خروجي از روي يك باس به باس ديگر منتقل شود مي توان در ابتدا با بستن سكوپلر مربوطه و سپس با بستن س

كسيونري كه ان خروجي به باس جديد مرتبط مي نمايد و باز نمودن سكسيونر قبلي ( كه به باس قبل مرتبط بود ) خروجي مورد نظر را به باس جديد منتقل نمود ، بعد از اين مرحله بايد باس كوپلر باز شود عمل باسكوپر سنكرون كردن دو باس مي باشد و در نتيجه سكسيونرهاي خط با آن موازي مي شوند و عمل قطع ووصل آنها بلامانع مي گردد . بطور مثال براي انتقال خروجي FI از باس عمليات زير انجام مي شود :
الف ـ بستن باس كوپلر شماره ۱

ب ـ بستن سكسيونر D2 P2
ج ـ باز كردن سكسيونر DI P1
د ـ باز كردن باس كوپلر شماره ۱
Bus Section

د ـ۳ـ۱ـ۳) سيستم شينه يندي حلقوي ( زنجيره اي )
دراين سيستم كليدها بر روي شين قرار گرفته اند و بدينصورت يك شين حلقوي به تعداد ارتباطات منشعب تقسم مي گردد . در اين حالت تعداد كليدها نظير سيستمهاي تك شينه و يا شين دوبل اصلي و يدك مي باشد و در شين كار به ازاء هر ارتباط يك كليد بكار گرفته شده است و سيستم مزبور بعد از سيستم يك و نيم كليدي از درجه اعتبار اطمينان خوبي برخوردار خواهد بود زيرا هر ارتباط از دو جهت ( سيستم حلقه ) با بقيه متصل مي باشند . چنانچه خطايي بر روي شين بيفتد
حلقه با باز شدن كليدهاي دو طرف اتصالي پاره شده و ارتباط از سيستم خارج مي‌شود ولي بقيه مي توانند بكار خود بدون قطع موقت هم ادامه دهند .

مزاياي اين نوع شينه بندي :
۱ـ هر ديژنكتور بدون از دست دادن مداري مي تواند قطع گردد .
۲ـ بروز اتصال كوتاه در بدترين حالت و در هر نقطه از باسبار باعث از دست رفتن تنها يك فيدر خواهد شد .
۳ـ هزينه سرمايه گذاري نسبت به شينه بندي دوبل كمتر است زيرا در اينجا براي هر فيدر يك ديژنكتور مصرف شده است .
اين نوع شينه بندي غالباً تا حداكثر هشت فيدر مورد استفاده قرار مي گيرد زيرا با افزايش فيدرها جريان نامي باسبار نيز افزايش پيدا خواهد نمود و چون جريان باسبار از ديژنكتور عبور مي نمايد لذا از نظر هزينه اقتصادي نخواهد بود .

ز ـ۳ـ۱ـ۳) شينه بندي سه كليدي :
اين توع شينه بندي در جاييكه فقط دو فيدر ترانس و يا چهار فيدر خط موجود باشد مورد استفاده قرار مي گيرد .
ترتيب قرار گرفتن فازهاي باسبارها :
هاديهاي باسبار بطريق مختلفي نسبت به يكديگر قرار مي گيرند . بهتر است حالات مختلف را براي سيستمي با باسبار دوبل درنظر بگيريم .
در پستهايي كه در فضاي آزاد قرار دارند حالت D بر حالتهاي A,B,C ارجحيت دارد. چون افتادن يا پارگي يك باس بار يا فازهاي يك باسبار

نبايد باسبار ديگر را درمعرض خطر قرار دهد و همچنين تعمير حالتهاي A,B,C مشكلتر مي باشد لذا از اين حالتها در موارديكه پست در فضاي بسته باشد استفاده مي شود .

۴ـ۱ـ۳) ايمني باسبار

ايمني ناحيه باسبار را مي توان با توجه به نكات زير افزايش داد :
۱ـ باسبار ها يا فازهاي باسبار روي يكديگر بخصوص در پستهايي كه در فضاي آزاد قرار گرفته اند واقع نشود .
۲ـ اتصالات مدار بويژه در پستهايي كه درفضاي آزاد قرار گرفته اند از روي باس بار عبور نكنند .
۳ـ تا حد امكان از حداقل ايزولاتور استفاده نماييم .
۴ـ از حداقل اتصال در هاديها استفاده نماييم .
۵ـ روشن و واضح بودن روش هاي تعمير .

۶ـ وسائل مناسب براي نظارت بر كليه تجهيزات .
۷ـ تا حد امكان از قرار دادن تجهيزاتي از قبيل ترانسفورماتور ولتاژ ، برقگير ، سكسيونر زمين درناحيه باسبار خودداري شود .
دردياگرامها شينها را توسط ولتاژ مربوطه و سطح اتصال كوتاه آن نشان مي‌دهند :
سطح اتصال كوتاه :S ، ولتاژ شين :V
مدار معادل يك شين را مي توان توسط يك منبع و يك آمپدانس نمايش داد:

۵ـ۱ـ۳) رنگ آميزي شين ها
از آنجائيكه تشعشات حرارتي شين هاي رنگ شده نسبت به شين هاي رنگ نشده بيشتر مي باشد در نتيجه بازدهي شين ها توسط رنگ آميزي تا حدودي افزايش مي يابد بطوريكه : ( شين رنگ شده )I=(0.8-0.9)I ( شين رنگ نشده ) از طرفي با رنگ آميزي نمودن مي توان فازهاي مختلف را مشخص نمود :
سفيد ـ نول MP و قرمز :فاز : P : تكفاز
فاز T ـ بنفش و فاز S سبز و فاز R ـ زرد : سه فاز
با استفاده از رنگ حرارتي مي توان درجه حرارت شين را كنترل نمود . اين رنگها در اثر تغيير درجه حرارت تغيير رنگ مي دهند و آنها را معمولاً در نقاط اتصال شينها كه بعلت قابليت هدايت كمتر از نقاط ديگر گرم مي شوند مي مالند .
براي ورود به قسمت ۲ و ۳ سوئيچگير يعني سكسيونر و ديژنكتور لازمست توضيحات كلي در مورد مقدمات و ملزومات كليدهاي فشار قوي و ضعيف و همچنين اصول كلي قطع و وصل شبكه و … بترتيب گفته مي شود .

۲ـ۳)كليدهاي فشار قوي
كليدهاي فشار قوي علاوه بر اينكه وسيله ارتباط برقرار كردن بين مولدها و ترانسفورماتورها و مصرف كننده ها و سيستم هاي انتقال انرژي و جدا كردن آنها از يكديگر است بلكه حفاظت دستگاهها و وسايل و سيستمهاي الكتريكي را در مقابل جريان زياد . بار زياد و جريان اتصال زمين را يز بعهده دارد پس غير از حالات استثنائي بايد بتوانند هر نوع جرياني را اعم از جريان كوچك بار سيم ها ( جريان خازني خطوط ) و يا جريان مغناطيسي ترانسفورماتور بدون بار را تا بزرگترين جرياني كه ممكن است در شبكه بوجود آيد ( جريان اتصال كوتاه ) از خود عبور دهند . بدون اينكه ا

ثرات حرارتي يا ديناميكي اين جريانها خطراتي براي كليد فراهم سازد . در ضمن نوعي از كليدها ( كليد قدرت ) بايد قادر باشند هر نوع جريان با هر شدتي را ( جريانهاي عادي و اتصال كوتاه ) دركوتاهترين مدت قطع و وصل نمايد و بالاخره كليدهاي فشار قوي بايد قادر باشند در حالت قطع ( جدا بودن تيغه ها) هر نوع ولتاژي كه بين دو سربز كليد ( دو تيغ باز كليد ) برقرار مي شود

 

بدون كوچكترين احتمال ايجاد قوس الكتريكي تحمل كنند .
اگر كليدي هم مثلاً ارتباط دو شبكه اي را فراهم مي سازد كه نسبت به هم آسنكرون مي باشد در حالت قطع نيز هر دو طرف زير پتانسيل قرار دارد . همچنين درحالت بسته نيز اولاً بايد در مقابل عبور جريان بار و يا حتي جريان اتصال كوتاه ازخود مقاومت قابل ملاحظه اي نشان ندهند

درثاني در مقابل اثرات حرارتي و ديناميكي اين جريان در يك زمان گسترده و طولاني بايد كليدهاي فشار قوي داراي پايداري و ثبات قابل ملاحظه اي باشند . به عبارت ديگر بايد كليدهاي فشار قوي از يك استقامت حرارتي وديناميكي تعيين شده و مورد اطميناني برخوردار باشند . در ضمن تمام قسمتهاي كليدهاي فشار قوي چه در موقع قطع چه در موقع وصل بايد كاملاً منسبت به زمين ايزوله و عايق باشند . شبنم و آلودگي هاي سطحي روي كليد و گازها و بخارات و مايعاتي كه از خود كليد متصاعد مي شود نيز نبايد باعث نقصان بيش از حد مجاز قدرت عايقي قسمتهاي مختلف كليد گردد . كليد فشار قوي بايد بتواند مدار الكتريكي را زير ولتاژ نامي ببندد و همچنين بايد بتواند مدار الكتريكي را ضمن عبور جريان باز كند دو شرط مذكور مشكلات اصلي كليد ه

اي فشار قوي مي باشد و ساختمان و مكانيسم قطع و وصل كليدهاي فشار قوي بر همين اساس مي باشد . در ضمن كليدي كه دو شرط نامبرده را يكجا داشته باشد از لحاظ اقتصادي نقرون به صرفه نيست . با توجه به مطالب گفته فوق كليدهاي خاصي با شرايط مخصوص و محدودي طرح و ساخته مي شوند كه عبارتند از :

۱ـ قطع كننده يا سكسيونر
وسيله ايست براي ارتباط دستگاهها و سيستمهاي برقي و اصولاً در جائي بكار برده مي شود كه بدون ولتاژ كردن آن قسمت مورد نظر باشد و اين كار نبايد باعث قطع جريان يا برقراري جريان گردد . به عبارت ديگر قطع و وصل سكسيونر بايد بدون ايجاد جرقه انجام گيرد .

۲ـ كليد بار
كليديست كه مي تواند جريانهاي كم و جريانهاي بار و حتي چند برابر كوچكي از جريان نامي را نيز قطع كند و مورد استعمال آن در كليد موتوري و در انشعابهاي كوچك

و كم ارزش است . همچنين بايد در هنگام عبور جريان اتصال كوتاه نبايد باعث قطع مدار گردد . اگر اين كليد در حالت قطع داراي قدرت عايقي بسيار خوب هم باشد و جريان خزنده و سطحي نيز با زمين نداشته باشد به آن كليد قطع بار يا سكسيونر قابل قطع زير بار گفته مي شود .

۳ـ كليد قدرت
اين كليد قادر است مدار الكتريكي را درضمن عبور هر نوع وهر شدت جرياني قطع و هر شبكه اتصالي شده را به مولد برق وصل كند .اين كليد محدوديت جرياني ندارد و براي بزرگترين جريانهاي اتصال كوتاه ساخته مي شود و بايد بتواند در مدارهاي كاملاً اندوكتيو نيز بخوبي عمل كند .
اكنون پس از آشنايي مختصر با انواع كليدهاي فشار قوي و قبل از پرداختن به ساختمان داخلي و نحوه عملكرد انواع مختلف كليدها ، قطع و وصل مدارات مختلف را مورد بررسي قرار مي دهيم به ايندليل است كه قطع كامل جريان توسط كليد قدرت ، تنها بس

تگي به عوامل فيزيكي و مكانيكي كليد ندارد بلكه بيشتر بستگي به نوع و فرم جريان دارد براي اينكه بتوان اين بررسي را به سادگي انجام داد تأثير نوع گذشت جريان I(t) را روي دوام جرقه بين دو تيغه با دو قطب كليد مشخص كرد :
فرض مي كنيم

الف ـ اختلاف سطح بين دو قطب كليد در حال جرقه كوچكتر از اختلاف سطحي باشد كه باعث عبور جريان مي شود اختلاف سطح بين دو قطب كليد در حال جرقه را به اختصار ولتاژ جرقه يا ولتاژ جرقه و اختلاف سطح كه باعث عبور جريان مي شود . ولتاژ جريان رسان مي ناميم .
ب ـ بفرض اينكه جرقه خاموش شود اين خاموشي و قطع جرقههميشه در ضمن عبور جريان متناوب از صفر صورت مي گيرد بدين جهت چون هيچگاه امكان ندارد در موقعي كه جريان داراي شدتي غير از صفر است غفلتاً صفر و يا بالاجبار قطع شود لذا قطع جريان باعث ازدياد اختلاف سطح در مدار ، كه اغلب اندوكتيو است نمي گردد در ضمن با قبول فرض (الف) جرياني كه درضمن جرقه از كليد مي گذرد نسبت به جريان مدار بسته قبل از شروع جرقه ، تغيير شكل پيدا مي كند .
با قبول دو اصل فوق ني توان گفت كه اگر جدا شدن كنتاكتهاي كليد در زماني ايجاد شود كه جريان داراي شدتي غير از صفر است جريان بدون تغيير شكل يافتن و بدون توجه به باز شدن كليد تا لحظه اي كه طبق تغييرات طبيعي و عادي و نوساني خودش به صفر نرسيده است به مسير خود ادامه ميدهد . در لحظه گذشت جريان از صفر ، جريان قطع و قويي خاموش مي شود و اگر از اين لحظه به بعد شرايط لازم براي خاموش ماندن جرقه دركليد فراهم باشد ، جرقه ديگر برنمي گردد . با اين مقدمه كه در مورد قطع مدارات گفته شد به بررسي عوامل قطع مدارات مختلف مي پردازيم :

۱ـ۲ـ۳) قطع مدارات مختلف
الف ـ قطع مدار اهمي
در يك مدار كاملاً اهمي جريان در مدار با ولتاژ مولد همفاز مي باشد بدين معني كه منحني جريان و ولتاژ بطور همزمان از نقاط ماكزيمم و صفر مي گذرند بنابراين پس از باز شدن كليد و ايجاد قوس تا لحظه صفر شدن جريان قوس ادامه پيدا مي كند ودر اين لحظه جرقه خاموش مي گردد و از اين لحظه به بعد نيز ولتاژ مولد از مقدار صفر افزايش مي يابد تا به مقدار ماكزيمم خود ميرسد . همانطور كه گفته شد اين ولتاژ ، ولتاژ برگشت نام دارد و كليد ميبايست استقامت الكتريكي لازم را در مقابل اين ولتاژ دارا بوده تا از برقراري مجدد جرقه جلوگيري بعمل آيد .

ب ـ قطع مدار سلفي :
چنانكه منحني هاي ولتاژ و جريان نشان مي دهد بعد از بازشدن كليد جريان مدار بشكل جرقه در دو سر كليد مسير خود را ادامه مي دهد و در لحظه عبور منحني جريان از نقطه صفر اين جرقه خاموش مي گردد لكن در همين زمان ولتاژ دو سر كليد با حداكثر مقدار خود ظاهر مي گردد و موجب برگشت جرقه مي گردد و بنابراين در يك مدار سلفي احنمال برگشت جرقه نسبت به مدار مقاومتي بمراتب بيشتر مي باشد و خاموش نمودن قوس درمدار سلفي مشكلتر از مدار اهمي مي‌باشد پس با توجه به نكات گفته شده يك كليد فشار قوي نبايد اصلاً بتواند مدار كاملاً سلفي را قطع كند . زيرا برگشت ولتاژ در زمان عبور جريان از صفر بلافاصله و غفلتاً به ماكزيمم شدت خود ميرسد و باعث مي شود كه گازهاي داغ جرقه پيشين مجدداً جرقه را روشن كند كه اصطلاحاً برگشت جرقه ناميده مي شود . اگر بخواهيم گازهاي داغ جرقه قبلي را بوسيله خارج خاموش كنيم تا عمل برگشت جرقه متوقف شود اين كار بايد در زماني صورت بگيرد كه هنوز ولتاژ برنگشته يا به مقدار ماكزيمم شدت خود نرسيده است انجام پذيرد . با توجه به اينكه جرقه عملاً خاموش مي شود پس حتماً برگشت ولتاژ در زمان صفر شدن جريان بلافاصله باشد شدت تا هر چه تمامتر بر نمي گردد بلكه براي برگشت ولتاژ به ماكزيمم مقداري زمان نيز لازم است .

ج ـ قطع مدار خازني :

در مدار خازني خالص جريان نسبت به ولتاژ نود درجه پيش فاز مي باشد در نتيجه پس از باز شدن كليد و تشكيل جرقه در زمان صفر شدن جريان قوس خاموش مي گردد ولي همچنانكه از منحني مشخص است در اين لحظه خازن با ولتاژ ماكزيمم مولد شارژ شده است و بعد از قطع جريان اين ولتاژ را در خود نگهداري مي نمايد بنابراين ولتاژ دو سر كليد قطع شده كه اختلاف دو ولتاژ مولد و خازن مي باشد ـ در اين لحظه صفر است و با گذشت زمان اين اختلاف با توجه به افزايش مي يابد ( توسط قسمت هاشور خورده ۹ بطوريكه در حداكثر مقدار خود به دو برابر ولتاژ ماكزيمم مدار مي رسد كه هرگاه در فاصله خاموش شدن قوس و ايجا

د اين ولتاژ در دو سر كليد فاصله كنتاكتها بحد مناسب از هم دور نشده باشند موجب برگشت قوس شده و از اين نظر مشكلاتي براي كليد فراهم مي گردد .
از بررسي هاي فوق مشخص مي گردد كه نحوه برگشت ولتاژ در دو سر كليد كاملاً به نوع مدار بستگي دارد و بنابراين خاموش نمودن قوس درمدارات مختلف . متفاوت است بطوريكه در مدار اهمي اين كار بسادگي انجام مي گيرد ولي در مدارات سلفي بعلت برگشت ناگهاني ولتاژ با حداكثر مقدار خود خاموش نمودن جرقه بسيار مشكلتر است در مورد مدارات خازني نسبتاً ساده تر بوده ولي بالا رفتن ولتاژ برگشت را بميزان دو برابر حداكثر ولتاژ بايد در نظر داشت .

۲ـ۲ـ۳) بررسي وصل مدارات مختلف
در بررسي قطع مدارات ديديم كه خاموش شدن قوس هميشه در لحظه صفر شدن جريان اتفاق مي افتد . به هنگام وصل يك مدار نيز جريان مدار در اين لحظه الزاماً صفر نمي باشد و بستگي به زمان وصل دارد و هر چه ميزان ولتاژ در لحظه وصل كليد بيشتر باشد به هنگام نزديك شدن كنتاكتهاي كليد به همديگر در اثر كوچك شدن فاصله و شكست الكتريكي قوس و جرقه نيز زودتر و بيشتر ايجاد مي گردد .
بنابراين مشاهده مي گردد كه همانند حالت قطع مدار ، وصل مدار نيز توسط كليد با تشكيل قوس همراه مي باشد حال وصل كليد را در مدارات مختلف مورد بررسي قرار مي دهيم :

الف ـ وصل مدار اهمي
پس از فرمان وصل كليد در حين نزديك شدن كنتاكتها در يك زمان معين بين دو كنتاكت كليد جرقه مي زند و ولتاژ مولد با مقدار واقعي خود بر روي مقاومت R افتاده و باعث مي شود كه جريان I با شدت واقعي خود بر روي مقاومت R افتاده و باعث مي شود كه جريان I با شدت واقعي خود بطور عادي از مدار عبور نمايد .
ب ـ وصل مدار سلفي
از آنجائيكه سلف با تغييرات ناگهاني جريان مخالفت مي نمايد لذا وصل كليد در هر زمان كه باشد جريان مدار سلفي از صفر شروع مي شود و با نود درجه عقب افتادگي از ولتاژ مولد شكل موج خود را طي مي نمايد در لحظه وصل كليد و تشكيل جرقه با وصف اينكه ولتاژ مولد داراي مقدار مشخصي بوده و بلافاصله اين ولتاژ به دو سر سلف مي افتد لكن جريان سلف از صفر شروع مي گردد . بنابراين در لحظات اوليه بعد از وصل كليد جريان مدار شكل موج سينوسي كامل ندارد بلكه داراي دومؤلفه سينوسي و dc مي باشد ومقدار مؤلفه dc بستگي به زمان وصل كليد دارد بطوريكه هرگاه كليد در لحظه ولتاژ ماكزيمم وصل گردد مقدار آن صفر و هرگاه كليد در زمان ولتاژ صفر وصل گردد مقدار آن حداكثر خواهد بود . از اينرو در بدترين شرايط ميزان جريان كل مدار معادل دو برابر جريان متناوب شبكه خواهد بود . اهميت اينموضوع زماني روشن مي شود كه كليد بر روي يك مدار اتصال كوتاه شده بسته شود و در اين شرايط كليد تحت تأثير نيروي ديناميكي شديدي قرار مي گيرد كه مشخص نمودن حداكثر جريان وصل دركليد ها يا جريان ضربه اي از اهميت زيادي برخوردار است.

ج) وصل مدار خازني
با فرض اينكه در لحظة وصل كليد خازن بدون بار و خالي مي باشد فقط در شرايطي كه وصل كليد درلحظة صفر ولتاژ باشد جريان بصورت عادي و بدون هيچگونه نوساني جاري خواهد شد . زيرا با شروع ولتاژ خازن از صفر و عبور جريان خازن نيز متناسب با افزايش ولتاژ بار خواهد گرفت و جريان مدار نسبت به ولتاژ مدار ۹۰ درجه جلو خواهد افتاد ولي در عمل وصل كليد با صفر بودن ولتاژ همزمان نخواهد شد بلكه عمل وصل با جرقه همراه خواهد بود و چون خازن در اين لحظه خالي و بدون بار است بايستي بلافاصله ولتاژ مدار را ب

خود بگيرد بدين معني كه در لحظه كوچكي مي بايست جريان بسيار بزرگي از خازن عبور نموده و بلافاصله آنرا شارژ نموده و سپس بسرعت ميزان جريان افت نموده و مسير عادي سينوسي خود را طي نمايد بنابراين با توجه به جريان خيلي زياد درلحظه شروع وصل كليد جريان قوس بسيار زياد و شدت جرقه متناسب با آن خيلي زياد خواهد بود بطوريكه اغلب موجب انهدام كليد مي گردد از اينرو در مدارات خازني براي رفع اين مشكل تدابيري ات

خاذ مي گردد . با توجه به مطالب ذكر شده مي بينيم كه به هنگام قطع و وصل مدارات توسط كليد جرقه ايجاد مي گردد كه با توجه به اينكه حرارت زيادي دراثر قوس ايجاد مي شود اين حرارت مي تواند به كنتاكتها و ساير قسمتهاي كليد آسيب وارد نمايد بنابراين مي بايست زمان اين جرقه به حداقل رسيده و در سريعترين زمان ممكن قوس خاموش گردد .
مطالب ذكر شده در مورد قطع و وصل مدارات تكفاز مي باشد البته به دلايل زير به طور كاملاً صحيح نمي توان از نتايج بررسي مدار يكفاز در مدار سه فازه استفاده كرد زيرا بفرض اينكه شبكه سه فاز را بصورت ستاره ببنديم:
الف ـ برگشت ولتاژ در كليدي كه مقطع شده از اختلاف سطح فاز و صفر بزرگتر است زيرا با صفر شدن جريان آن كليد ، جرقه كليد آن فاز و در نتيجه مدار آن فاز قطع مي شود در صورتيكه دو فاز ديگر هنوز جريان دارند . اين به اين دليل است كه جريانها ، حتي در حالت تعادل بار و تقارن كامل در سيستم ، نسبت به هم ۱۲۰ درجه يا ۶۰ درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند . در واقع صفر شدن جريانها در يك زمان نمي باشد .
ب ـ با قطع شدن جريان يك فاز : كيفيت جريان در فازهاي ديگر ـ كه هنوز قطع نشده بكلي تغيير مي كند و نقطه صفر جريانهاي قطع نشده تغيير محل پيدا مي كند و به علت اينكه جريانها همزمان و يكجا ، قطع نمي شود قدرت قطع كليدها مختلف خواهد شد .
ج ـ در مدارات تكفاز اشكال قطع ووصل جريان در كليد فقط بستگي به نوع مدار دارد ولي در شبكه سه فاز علاوه بر اينكه مشكلات قطع و وصل بستگي به عناصر و اعضاي تشكيل دهنده مدار سه فاز دارد بستگي به نوع و محل اتصالي ها (اتصال دو فاز ـ اتصال سه فاز ـ اتصال زمين ) و نوع ارتباط مركز ستاره سيستم سه فاز نيز دارد .

۳ـ۲ـ۳) روشهاي سريع خاموش نمودن جرقه در كليدها
با توجه به مشكلاتي كه درهنگام قطع و وصل مدارات بوجود مي آيد نتيجه‌گيري شد كه براي حل اين مشكل هميشه سعي بر اين است كه قوس الكتريكي بين دو كنتاكت از هم جدا شدة كليد پس از خاموش شدن بطور طبيعي دراثر عبور عادي جريان از صفر مجدداً بر نگردد ومشتعل شود لذا بايد جرقه خاموش و قطع گردد كه مطالعات و تجارب نشان داده است كه اين خاموشي و قطع بايد در شرايطي باشد از قبيل اينكه : خاموشي سريع صورت بگيرد ، جرقه گيرها بايد داراي ظرفيت حرارتي زياد باشند ، جرياني كه درلحظة قطع كليد از قوس مي گذرد بايدكوچك نگه داشته شود ، فاصلة دو كنتاكت آنقدر سريع از هم زياد شود كه ولتاژ لازم براي جرقه بين اين دو كنتاكت در اين فاصله به حدود تقريبي دو برابر ولتاژ شيكه برسد يا استقامت الكتريكي بين دو كنتاكت در لحظة صفر شدن جريان (قطع خودبخود قوس) آنچنان زياد گردد كه امكان برگشت مجدد جرقه موجود نباشد ، جرقه گير بايد طوري باشد كه قوس الكتريكي از مسير اصلي خود منحرف نشود . در نتيجه مطالعات و تحقيقات پيگير در اين زمينه روشهاي مختلفي براي خاموش كردن سريع جرقه پديد آمده است كه ذيلاً به شرح مختصر چند نوع آن اش

اره مي شود :

۱ـ ازدياد طول قوس
قوس ايجاد شده به هنگام قطع كليد با جدا شدن و فاصله گرفتن كنتاكتهاي ثابت و متحرك از همديگر طويلتر مي شود و پس از رسيدن فاصلة دو كنتاكت بحد نهايي خود طول قوس در اثر دو عامل زير مجدداً افزايش مي يابد :

الف ـ حرارت قوس : بر اثر حرارت قوس هواي

اطراف قوس گرم شده و به بالا صعود مي كند و قوس را نيز به دنبال خود مي كشاند كنتاكتهاي كليد مي بايست قادر باشند حرارت زيادي را در پايه قوس تحمل نمايند .
ب ـ اثر حوزة مغناطيسي :
جريان درمسير خود از طريق كنتاكت ثابت و قوس و كنتاكت متحرك ايجاد يك حوزه مغناطيسي مي كند در زير جرقه حوزه هاي هر سه قسمت باهم جمع مي‌شوند ايجاد نيروي منتجه F را مي نمايد و اين نيرو باعث حركت قوس در همان جهت شده و در نتيجه طول قوس افزايش پيدا مي كند از طرفي نيروي وارد بر قوس الكتريكي را مي توان توسط حوزه مغناطيسي يك بوبين جريان دار بنام بوبين دمنده بطريقي نصب مي گردد كه جهت حوزه مغناطيسي آن با جهت حوزه مغناطيسي قوس مطابقت نمايد شدت فوت كردن و راندن قوس الكتريكي بستگي به شدت جريان مدار دارد بطوريكه اثر آن در جريانهاي زياد اتصال كوتاه بسيار شديد مي باشد ولي در جريانهاي كم اين اثر ناچيز است .
بنابراين دركليدهاي با قدرت كم از ميله هاي آهنربايي كه در محفظة جرقه گير نصب مي شود استفاده شده است . بمنظور محدود كردن فضاي جرقه و جلوگيري از سرايت جرقه به فازهاي مجاور يا قطعات زمين شدة كليد كنتاكتهاي مختلف را توسط قوطيهاي عايقي سرباز نسبت به هم و نسبت به زمين عايق مي كنند .
براي ايجاد طول قوس نسبتاً زياد در فضاي نسبتاً كوچك و باريك از تعدادي ميله يا قطعات و برآمدگيهاي عايقي استفاده مي شود كه ضمن اينكه مقداري از حرارت قوس را مي گيرند باعث طويل شدن مسير قوس مي گردند .

۲ـ تشديد خنك كردن قوس
به هنگام فوت كردن قوس اگر انتهاي محفظة جرقه گير باز باشد جرقه با ورود تدريجي به هواي سرد خودبخود خنك مي شود از طرفي ميله هاي عايقي داخل محفظه نيز در خنك كردن قوس بسيار مؤثر هستند با اين وصف محفظة جرقه گير را طوري مي سازند كه سطح قاعده فوقاني آن كوچكتر از سطح قاعده تحتاني باشد و در نتيجه تماس جرقه با محفظة عايقي كه اغلب از سراميك يا سفال مي باشد ميسر شده و عمل خنك كردن نجديد مي شود .

۳ـ مقطع كردن قوس
هر قوس الكتريكي داراي يك افت اختلاف سطح الكتريكي مي باشد كه مقدار آن را مي توان بامقطع كردن قوس بالا برده و از ادامه جرقه جلوگيري نمود . مقطع كردن قوس توسط تعدادي تيغة فلزي در محفظه جرقه گير صورت مي گيرد .

۴ـ خاموشي درنقطه صفر
درجريان متناوب اگر كنتاكتها درست درموقع عبور جريان از صفر از هم جدا شوند خيلي سريع بقدري از هم فاصله بگيرند كه برگشت ولتاژ نيز باع

ث جرقه نشود و قطع كليد كاملاً بدون جرقه انجام مي گيرد و از طرفي قطع جريان بدون جرقه در ضمن صفر شدن جريان باعث ايجاد اختلاف سطح شديد القايي نيز نمي شود كليدهايي كه مدار جريان متناوب را بدون جرقه يا قوس الكتريكي و بدون ازدياد ولتاژ قطع مي كند بنام كليد سنكرون معروف هستند در اين كليد بكم تكنيك خاصي جريان براي مدت كوتاهي در صفر نگه داشته مي شود و در اين فاصله زماني بايد كنتاكتهاي كليد از هم جدا شده و آنقدر از هم فاصله بگيرند كه برگشت ولتاژ باعث جرقه در اين فاصله نشو

د اين كليد با تمام محاسن آن بعلت اينكه احتياج به دستگاههاي اضافي و گران قيمت ودقيق دارد خيلي رواج پيدا نكرد گرچه امروزه كليد سنكر ونيزه با فرمان الكترونيكي نيز ساخته شده است .

۵ـ خازن موازي با كنتاكتها
در كليدهاي جريان دائم مي توان باموازي كردن يك خازن با ظرفيت مناسب با كنتاكتهاي كليد جرقه را خاموش نمود . طرز كار بدين قرار است كه به هنگام باز شدن كنتاكت كليد ، خازن بعنوان ذخيره كننده الكتريكي تمام انرژي را كه مي بايست در قوس ازبين برود در خود ذخيره مي كند . در فاصله زماني كه خازن بر روي ماكزيمم ولتاژ پر مي شود فاصله كنتاكتها آنقدر از هم دور مي شوند كه ديگر اين ولتاژ نمي تواند باعث برگشت جرقه شود .

۶ـ خلاء
ولتاژ جرقه اي در يك حوزه الكتريكي يكنواخت بين دو الكترودو به فاصله d براي يك گاز معين و جنس الكترود معين تابع حاصل ضرب فشار گاز و فاصلة دو كنتاكت است . مثلاً در هوا با فشار ۷۶۰torr هر torr برابر ۳۳۳/۱ ميل بار و d=1cm ولتاژ جرقه اي vp=3.5kv مي باشد . اين اختلاف سطح با افزايش فشار هوا زياد و با كاهش فشار هوا كم مي شود و در فشار تقريباً ۰٫۵torr يك مينيم پيدا مي كند كه با كاهش بيشتر فشار اختلاف سطح جرقه مجدداً بطور سريع افزايش مي يابد.
بنابراين مي توان براي بالا بردن اختلاف سطح جرقه اي و در نتيجه جلوگيري از جرقه ، فشار داخلي محفظه جرقه گير كليد را تا حد امكان پايين آورد .

۷ـ روغن
روغن به علت خواص عايقي بسيار خوب واختلاف سطح جرقه اي بالا در كليد بخصوص دركليدهاي فشار قوي مورد استعمال زياد دارد به هنگام جدا شدن دو كنتاكت جريان رسان در روغن و ايجاد جرقه و قوس شديد بين دو كنتاكت ، روغن اطراف جرقه بعلت حرارت زياد قوي تجزيه و بخار مي شود در نتيجه اطراف جرقه را حبابي از گاز احاطه مي نمايد كه متناسب با شدت جرقه از لايه هاي مختلفي تشكيل شده است قسمت اعظم (۸۰%) گاز داخل حباب هيدروژن مي باشد و وجود همين هيدروژن دليل برتري خاصيت خنك كنندگي روغن نسبت به هوا مي باشد . زيرا قابليت هدايت حرارتي هيدروژن بسير خوب و در حدود هشت برابر قابليت هدايت حرارتي ازت N2 مي باشد بطوريكه در حدود ۹۰% انرژي حرارتي قوس به روغن تحويل مي گردد كه تأثير بسيار در خاموش شدن قوس دارد . با استفاده از حوزه هاي مغناطيسي و يا در اثر به جريان انداختن سريع روغن قوس را وادار به حركت و يك طرف مي نمايند و قوس متحرك چون دائماً روغن هاي جديدي را تجزيه و بخار مي نمايد نسبت به قوس

ساكن بيشتر حرارت از دست مي دهد يكي ديگر ازمزاياي قطع و وصل در روغن اينست كه اصولاً در روغن حاملهاي بار يا وجود ندارد و يا خيلي كم است و از اين رو يك قوس الكتريكي قوي نمي تواند درروغن ظاهر شود و درنتيجه كار كليد ساده تر و انرژي جرقه كمتر مي شود كوچك بودن انرژي حرارتي قوس مانع سوختگي كنتاكتها درروغن مي شود ، لذا كليدهاي روغني فشار ضعيف درمقايسه با كليدهاي هوايي داراي ابع

اد نسبتاً كوچكتري مي باشد كنتاكتورهاي روغني براي قطع و وصل جريان متناوب بسيار مناسب است ولي براي قطع و وصل جريان دائم با شدت زياد بعلت ايجاد دودة شديد مناسب نمي باشد بهنر است از كنتاكتور هوايي استفاده مي شود .

۴ـ۲ـ۳) قطع جرقه دركليدهاي فشار قوي
همچنانكه ميدانيم قطع و خاموش نمودن جرقه در بار سلفي نسبت به انواع ديگر بارها مشكلتر مي باشد زيرا در اين حالت به هنگام عبور جريان از صفر و خاموش شدن خود به خودجرقه ولتاژ شبكه كه عامل برگشت مجدد جرقه است در ماكزيمم مقدار خود در دو سر كليد ظاهر مي گردد از طرفي جريان اتصال كوتاه در تأسيسات و شبكة الكتريكي نيز بعلت وجود اندوكتيويته و ترانسفورماتور و سيمهاي هوايي بيشتر يك جريان اندوكتيو مي باشد كليدهاي قدرت مي بايست قادر باشند اين جريان را قطع نمايند . درعمل برگشت ولتاژ در دو سر كليد در لحظه خاموش شدن جرقه بلافاصله حداكثر مقدار را دارا نمي باشد زيرا ولتاژ دو سر كليد كه قبل از خاموش شدن جرقه تقريباً صفر بوده است بعلت وجود اندوكتيويته و كاپاسيته در مدار نمي تواند غفلتاً به حداكثر مقدار برسد بلكه اين ولتاژ نيز از صفر شروع شده و در زماني خيلي كوتاه با بروز نوساناتي به حداكثر مقدار خود مي رسد بنابراين از اين زمان ولو كوچك نيز جهت خاموش نمودن جرقه نيز استفاده مي گردد .

عامل مؤثر در قطع يا برقراري مجدد جرقه
در اثر حرارت زياد جرقه تعداد زيادي از مولكولهاي موجود در بين كنتاكتها يونيزه مي شوند بدينمعني كه با يونهاي مثبت و منفي تجزيه مي شوند . در موقع عبور جريان از صفر اين ذرات باردار به سرعت به هم مي پيوندند زيرا فاصله دو كنتاكت به سرعت خنك مي شود و با فرض نبودن ولتاژ عاملي براي برقراري مجدد آنها وجود ندارد حال اگر ولتاژ برگشت دركليد ظاهر گردد يونهاي مثبت در يك جهت والكترونهاي منفي در جهت ديگر سرعت مي گيرند و اين سرعت با افزايش ولتاژ دائماً زياد مي شود . اين ذرات با سرعت و انرژي زياد كه پيدا كرده اند با مولكولهاي خنثي برخورد كرده آنها را مي شكافند و ذرات باردار جديدي بوجود مي آورند واگر انرژي اختلاف سطح به اندازه كافي بزرگ باشد يونيزاسيون ضربه اي ايجاد مي شود كه نتيجه آن جرقه بين دو كنتاكت كليد است در نتيجه دو عامل در ادامه يا قطع جرقه مؤثر است يكي از بين رفتن ذرات باردار در اثر صفر شدن جريان و خنك شدن الكترودها كه باعث قطع جرقه مي شود وديگري بوجود آمدن مجدد ذرات باردار در اثر برگشت ولتاژ كه موجب اامه جرقه مي شود دركليدهاي قدرت عوامل مختلفي در قطع جرقه مؤثر واقع مي شوند بطوريكه هر كدام از آن عوامل ممكن اس

ت كه نتواند به تنهائي قادر به جرقه باشد ولي معمولاً كليد را به آن عاملي نسبت مي دهند كه بيشتر از عوامل ديگر در قطع جرقه مؤثر است يا اينكه سازنده بيشتر توجهش به آن عامل مخصوص بوده است . بطور كلي در تمام كليدهاي قدرت به استثناي كليدهاي كه خلاء در كار مي كنند براي خنك كردن و خارج كردن حاملهاي بار از يك مادة اوليه مناسبي استفاده مي شود كه ممكن است جامد ، مايع يا گاز باشد .
دركليدهايي كه درخلاء كار مي كنند جر

قه در يك محفظه كاملاً خلاء ايجاد مي شود و عامل جرقه يونهايي هستند كه در اثر بخار شدن فلز الكترودها بوجود مي آيند و سپس اين يونها با الكترونهاي آزاد جدار محفظة كليد مجدداً تركيب شده و از بين مي روند . حرارت بسيار زياد قوس (۱۰۰۰۰c-50000c) تجزيه مي شود .
لذا هميشه دراطراف جرقه بدون توجه به نوع ماده اي كه قبل از جرقه الكترودها را احاطه كرده بود گاز جمع مي شود وچون قابليت هدايت حرارت گازها بسيار خوب است لذا وجود اين گازها در اطراف قوس الكتريكي براي خنك كردن قوس بسيار با ارزش است از طرفي چون ماده اوليه اطراف كنتاكتها قبل از جرقه در ساختمان كليد مهم است لذا كليدها را مي توان ازلحاظ نوع عايقي نيز بشرح زير دسته بندي نمود :

۵ـ۲ـ۳) انواع خاموش كننده ها
الف ـ ۵ـ۲ـ۳) خاموش كننده جامد
اين خاموش كننده سه نوع است :
۱) خاموش كننده اي كه دراثر حرارت مي سوزد :
اين خاموش كننده ها به خاموش كنندة دانه اي معروفند مثل خاك كوارتز كه اغلب در فيوزهاي فشار قوي با قدرت قطع زياد به كار برده مي شود .
۲) خاموش كننده اي كه حرارت را جذب مي كند بدون اينكه تغيير شكل دهد .
اين وسيله ها در تماس مستقيم با جرقه قرار مي گيرند و ظرفيت حرارتي زياد آن به عنوان يك خنك كننده مؤثر واقع مي شود . دراين نوع كليدها مخصوص از سراميك و سفال استفاده مي شود و براي تسريع در خنك كردن جرقه ، قوس بوسيله نيروي الكتروديناميكي قوي كه توسط يك حوزه مغناطيسي شديد بوجود مي آيد به ديواره هاي اين عنصر خاموش كننده فشرده مي شود و براي جلوگيري از حرارت موضعي و محلي جرقه ، قوس را خيلي سريع روي سطح ديواره سراميك مي دوانند .
۴) خاموش كننده اي كه در اثر حرارت تبخير مي شود :
در اين نوع كليد قشر بسيار نازكي از سطح عايق كه در تماس با جرقه الكتريكي مي باشد ( آمينوپلاستها و فيبرها ) در اثر حرارت شديد قوس تبخير مي شود . گازها متصاعد شده اطراف قوس را مي پوشاند و باعث خاموش شدن جرقه مي شود . به اين كليدها بخاطر اينكه گاز از جسم جامد و سختي متصاعد مي شود كليد با گاز جامد نيز گفته شده است .

ب ـ ۵ـ۲ـ۳) خاموش كنندة مايع
مايعاتي كه در قطع جرقه مؤثر هستند عبارتند از روغن و آب
۱ـ روغن : اولين مايعي كه درساختن كليدهاي فشار قوي بكار برده شد روغن معدني بود . درابتدا فكر مي كردند كه به محض عبور جريان از صفر روغن جانشين ستون قوس بين دو كنتاكت مي شود و به علت اينكه استقامت الكتريكي در روغن خيلي زياد است قوس نمي تواند بر گردد و براي هميشه خاموش ميماند اما علت اصلي خاموش شدن جرقه فقط تجزيه و تبخير شدن روغن بخصوص ايجاد هيدروژن مي باشد كه اطراف جرقه را مي پوشاند . با بالا بردن قدرت قطع كليد هاي روغني كوشش براي بدست آوردن روغن نسوز كه خواص عايقي و الكتريكي و حرارتي بسيار خوب روغن معدني راهم داشته باشد نيز ادامه داشت ، در اين اواخر دانشمندان موفق به كشف تركيبي ازفلوئور و سليكن شدند . اين ماده در ضمن اينكه

قابل اشتعال نمي باشد شامل تمام خواص روغن معدني نيز هست ولي بعلت هزينه سنگين تهيه آن و استفاده كردن از آن هنوز اقتصادي نيست .
۲ـ آب : دراوايل همين قرن عده اي از دانشمندان متوجه شدند كه آب يك وسيله بسيار خوبي براي خاموش كردن جرقه است ولي بعلت اينكه آب هادي است و خاصيت عايقي ندارد مورد استعمال پيدا نكرد تا اينكه در سال ۱۹۳۰ كارخانجات زيمنس موفق به ساخت نوعي كليد آبي بنام اكسپانزيون شدند . در اين كليدها آب در تماس با قو و اكسيژن تجزيه مي شود و سپس درموقع عبور از آب قسمت اعظم آن مجدداً به بخار تبديل و تقطير مي شود يكي ازمعايب آب تبخير سريع آن درمحلهاي خشك و گرم و نقطه انجماد آن در درجه حرارت صفر است و بدين جهت نمي توان از آن بطور خالص در هواي آزاد و در مناطقي كه درجه برودت هوا از صفر مي گذرد و با اضافه كردن ۲۰% ماده ضد يخ نقطه انجماد بقدري پايين مي آيد كه مي توان ازكليد آبي براحتي در مناطق سردسير در تآسيسات سر پوشيده استفاده كرد با اضافه كردن ۷۰% ماده ضد يخ درجة انجماد از ۷۰ـ درجه سانتي گراد نيز كمتر مي شود و در صورتيكه ضد يخ آب از ۷۰% تجاوز كند محلول قابل اشتعال خواهد بود . مخلوط آب و ضد يخ برخلاف روغن در كليد ايجاد دود نمي كند و بدين جهت در كليدهاي با قطع ووصل زياد مناسب است . همانطوريكه گفته شد بعلت اينكه آب خاصيت عايق ندارد دو كنتاكت كليد در حالت قطع نمي تواند در آب قرار گيرد بلكه پس از قطع جرقه يك فاصله هوايي نيز براي كليد در نظر گرفت .

ج ـ ۵ـ۲ـ۳) خاموش كنندة گازي
۱ـ ازت : ساختمان كليدهاي فشار قوي اصولاً در

ابتدا با كليدهاي هوايي شروع
شد . در اين كليدها مادة خاموش كنندة جرقه در همان هوايي است كه اطراف كنتاكتهاي كليد را پوشانده و مؤثرترين آنها گاز ازت است كه درهوا وجود دارد و از آنجاييكه گاز ازت داراي قابليت هدايت دمايي چندان خوبي نيست اثر خنك كنندگي آن نيز كم است و بدين جهت استفاده ساده آن در كليدهاي فشار قوي قدرت زياد ممكن نيست . لذا در كليدهاي فشار قوي قدرت زيادي از هواي فشرده يا گاز ديگري كه داراي اثر خنك كنندگي بيشتري است استفاده مي شود . (Air blast)
2ـ هيدروژن : اثر خاموش كنندگي گاز هيدروژن نسبت به ازت خيلي بيشتر است . زيرا هيدروژن داراي قابليت هدايت حرارتي بهتري مي باشد ولي بعلت راني تهيه آن در كليدهاي فشار قوي تا به امروز از اين گاز بعنوان ماده اوليه استفاده نشده است بلكه معمولاً كليدها را با عايقي پر مي كنند كه در موقع جرقه زدن بين كنتاكتهاي آن گاز هيدروژن به خو
۳ـ گاز SF2 ـ هگزا فلوئوريد گوگرد ): اخيراً كليدهاي فشار قوي با گاز SF2 كه داراي خواص عايقي و قابليت هدايت حرارتي بسيار عالي است ساخته شده است بعلت گراني قيمت گاز SF2 مي بايست ساختمان كليد طوري باشد كه گاز در ضمن كار مصرف نشده و از بين نرود و از اين جهت كليدهاي SF2 مي باشد .
عواملي كه تاكنون مورد بحث قرار گرفته كلاً در خاموش كردن جرقه نقش و تأثير خود را دارا هستند و به عنوان عامل مؤثر در كليد ناميده مي شوند و برحسب اينكه اين عامل مؤثر چگونه در داخل كليد ايجاد مي گردد مي توان كليدهاي فشار قوي را به دو دسته كلي تقسيم كرد :
۱ـ كليدهاي كه ماده خاموش كنندة آن خارج از مكانيسم كليد تهيه مي شود و وجود اين عامل مؤثر مستقل از شدت جريان و حرارت قوس مي باشد مانند كليد هواي فشرده . عملكرد مناسب اين كليدها داراي يك نحدوديت در حد بالاي جريان اتصال كوتاه مي باشد بدين معني كه جريانهاي پايين و متوسط توسط اين كليد به راحتي قطع و قوس آنها خاموش مي گردد ولي دراتصالي هاي با جريان شديد ميزان ماده خاموش كننده ممكن است براي قطع جريان كفايت نكند .
۲ـ كليدهاي كه شدت اثر ماده خاموش كننده تابع شدت جريان بوده وجود جرقه و قوس متناسب با ميزان شدت آن عامل مؤثر در خاموش نمودن جرقه را ايجاد مي نمايد مانند كليد روغني .
اين كليدها قادر هستند تا آنجا كه نيرو و استقامت مكانيكي آن اجازه مي دهد جريانهاي زياد را سريع قطع و تا جرقه را به راحتي خاموش كنند ولي درجريانهاي كم بدليل اينكه اثر ماده خاموش كننده و خنك كننده نيز كم است علت قطع جرقه نيز طولانيتر مي شود از اين رو اين كليدها داراي يك حد پاييني جريان هستند در نتيجه ساختمان كليدهاي فشار قوي مي بايست طوري باشد كه در جريانهاي كم و متوسط نوع اول و در جريان زياد نوع دوم مؤثر واقع گردد . تا قادر باشد هر نوع جريان اتصالي را با هر شدت و ضعف به راحتي و در سريعترين زمان خاموش كند .

كليدهاي فشار قوي :
همانطوري كه قبلاً نيز گفته شد كليدهاي فشار قوي را مي توان بر حسب
وظايفي كه بعهده دارند به انواع مختلف زير تقسيم نمود .
۱ـ كليد بدون بار يا سكسيونر
۲ـ كليد قابل قطع زير بار يا سكسيونر قابل قطع زير بار
۳ـ كليد قدرت يا دژنكتور

۶ـ۲ـ۳) كليد بدون بار ( سكسيونر )
سكسيونر وسيله قطع و وصل سيستمهائي است كه تقريباً بدون جريان هستند به عبارت ديگر سكسيونر قطعات و وسائلي را كه فقط زير ولتاژ هستند از شبكه جدا مي سازد . تقريباً بدون بار بدان معني است كه مي توان به كمك سكسيونر جريانهاي كاپاستيو مقره ها ، ماشينها و تأسيسات برقي كابل هاي كوتاه و همينطور جريان ترانسفورماتورهاي ولتاژ را نيز قطع نمود و يا حتي ترانسفورماتورهاي كم قدرت را با سكسيونر قطع كرد . علت

بدون جريان بودن سكسيونر هنگام قطع و وصل مجهز نبودن سكسيونر به وسيله جرقه خاموش كن است .
اگر در لحظه قطع يا وصل سكسيونر اختلاف پتانسيلي در دو كنتاكت آن وجود نداشته باشد ( گرچه به محض وصل كردن باعث عبور جريان شود ) قطع و وصل آن مجاز مي باشد با همه اين تفاسير مي توان گفت كه سكسيونر يك ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين سيستمهاست . سكسيونر بايد طوري ساخته شود كه در موقع بسته بودن نيروي

ديناميكي شديدي كه دراثر عبور جريان اتصال كوتاه به وجود مي آيد باعث لرزش تيغه يا احتمالاً باز شدن آن نگردد از اين رو درهنگام نصب سكسيونر بايد دقت نمود كه تيغه سكسيونر در امتداد شين قرارگيرد همچنين مقره هاي كه پايه سكسيونر را تشكيل مي دهند بايد قادر به تحمل فشاروارده در اثر نيروي كشش الكترومغناطيسي دو فاز مجاور در زمان اتصال كوتاه باشد .

الف ) موارد استعمال سكسيونر
از سكسيونر به منظور جدا نمودن قسمتي از تجهيزات و در درجه اول جهت حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه در مقابل برق گرفتگي استفاده مي شود و بدين جهت طوري ساخته مي شود كه حالت قطع يا وصل آن بطور واضح و آشكار قابل رؤيت باشد .
۱ـ ب) انواع سكسيونر بر حسب قرار گرفتن در پست :
۱ـ ب ـ۱) سكسيونر خط كه درابتدا يا انتهاي خطوط هوايي يا زميني بكار مي‌رود .
۱ ـ ب ـ۲) سكسيونر ديژنكتور كه در طرفين ديژنكتور بكار مي رود تا در زمان نياز به تعمير و يا سرويس ديژنكتور مي توان آنرا بي برق نمود .
۱ـ ب ـ۳) سكسيونر باس بار كه به منظور ارتباط فيدرها و تجهيزات به باسبار بكار مي رود .
۱ـ ب ـ ۴) سكسيونر زمين كه به منظور زمين نمودن قسمتي از پست جهت انجام نعميرات به كار مي رود و معمولاً در ابتدا و انتهاي خطوط و ترانسفورماتورها نصب مي گردد .
۱ ـ ب ـ ۵) سكسيونر باي پاس : اين سكسيونر براي زماني است كه دژنكتوري نياز به سرويس داشته و بمنظور جلوگيري از قطع برق اين سكسيونر كه دو سر دژنكتور را باي پاس مينمايد وصل مي گردد در اين حالت حفاظت خط به ديژنكتور باس كوپلر منتقل مي شود .
انواع مختلف سكسيونر از نظر ساختماني
ـ سكسيونر تيغه اي
ـ سكسيونر كشويي
ـ سكسيونر دوراني
ـ سكسيونر قيچي ايي
سكسيونر تيغه اي : براي ولتاژهاي تا ۳۰kv بكار مي رود و داراي تيغه يا تيغه
هايي هستند كه در ضمن قطع كليد عمود بر سطح افقي ( در سطح محور پايه ها ) حركت مي كنند و در بالاي ايزولاتور ( پايه ) قرار مي گيرند .
سكسيونر كشويي : مورد استعمال آن درتابلوهايي است كه داراي عمق كم مي باشند زيرا تيغه متحرك درموقع قطع و وصل درامتداد خود و عمود بر سطح پايه‌ها حركت مي كند و در نتيجه فضاي اضافي براي تيغه در حالت قطع از بين مي رود.

سكسيونر دوراني :
از اين سكسيونر درولتاژهاي بالاتر از ۶۰kv و تا سطح ۲۳۰kv استفاده مي شود در اين سكسيونر جهت صرفه جويي در فضا به جاي يك تيغه متحرك بلند و يك كنتاكت ثابت داراي دو تيغه متحرك و دوراني مي باشد كه با برخورد آن در وسط دو پايه با هم چ

فت و بست شده و ارتباط الكتريكي برقرار مي شود از اين رو به اين سكسيونرها Center breek نيز گفته مي شود . حركت اين تيغه ها در اين نوع كليد بموازات سطح افق و عمود بر محور پايه انجام مي گيرد .

سكسيونر قيچي ايي :
از اين سكسيونر درولتاژهاي ۲۳۰kv و بالاتر استفاده مي شو

د زيرا كنتاكت ثابت آن همان شين فوقاني مي باشد احتياج به دو پايه عايقي مجزا ازهم كه در فشار قوي باعث بزرگي ابعاد و سنگيني وزن انها مي شود ندارند و فقط شامل يك پايه عايقي است كه چنكگ يا تيغه اي قيچي مانند كنتاكت دهنده روي آن نصب مي شود و با حركت قيچي مانندي با شين يا سيم هوايي ارتباط پيدا مي كند . مورد استعمال سكسيور قيچي ايي كه به آن سكسيونر ستوني نيز گفته مي شود در شبكه اي است مه داراي دو شين به ازاي هر فاز در سطوح و ارتفاع مختلف نسبت به زمين و بالاي هم باشد و سكسيونر ارتباط عمودي بين اين دو شين را فراهم مي سازد .
سكسيونر ارت : سكسيونر ارت سكسيونري است كه خط يا باسبار را ارت مي نمايد اين سكسيونر معمولاً در روي پاية سكسيونر خط نصب مي شود و با آن اينترلاك مي باشد . ( اينترلاك : براي جلوگيري از قطع و وصل بي موقع در زير بار سكسيونر ، معمولاً بين سكسيونر و كليد قدرت چفت و بست مكانيكي يا الكتريكي به نحوي برقرار مي شود كه با وصل بودن كليد قدرت نتوان سكسيونر را قطع و يا وصل نمود ) .
مكانيزم داخلي سكسيونر دوراني ۶۳kv,ASEA نشان داده شده است . نحوه باز كردن سكسيونر به شرح زير مي باشد :جهت باز كزدن سكسيونر بايد اهرم دستي يا موتوري را به طرف راست چرخانده چون ضامن شماره ۸ از چرخش محور جلوگيري مي نمايد بايد كليد شماره ۹ را به طرف راست درجهت عقربه هاي ساعت چرخانده با چرخش كمي از كليد شماره ۹ ضامن شماره ۵ اين است كه بوبين مغناطيسي از حركت آن جلوگيري نمايد راه بر طرف كردن ضامن شماره ۵ اينست كه بوبين مغناطيس شود وقتي بوبين مغناطيس مي شود كه كنتاكتهاي كمكي ديژنكتور مربوط به سكسيونر برق DC ,AC بوبين را بياورد يعني حتماً ديژنكتور خط باز باشد اگر اين شرط برقرار باشد به محض اينكه كليد شماره ۹ به سمت راست بچرخد اهرم شماره ۱۱ بالا مي رود و ميكروسوئيچ شماره ۱۳ برق منفي يا مثبت بوبين را برقرار مي سازد و بوبين مغناطيس مي شود و ضامن شماره ۵ از جلوي ديسك شمارة ۱۰ برطرف مي شود و نتيجه چرخش ديسك شماره ۱۰ منجر به بالا رفتن ضامن شماره ۸ مي شود و امكانات باز شدن سكسيونر مهيا مي گردد و در غير اين صورت ( يعني اگر ديژنكتور بسته باشد ) سكسيونر را نمي توان به هيچ وجه باز كرد .

۷ـ۲ـ۳) كليد قابل قطع زير بار
به علت اينكه در بيشتر شبكه ها و پستهاي كوچك ، كليد قدرت و سكسيونر و وسائل اضافي مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زيادي از مخارج و هزينه كل تأسيسات را شامل مي گردد و بعلت اينكه دراغلب موارد نصب كليد قدرت با مزاياي قطع ووصل سريع آن حتماً لازم و ضروري نيست .كليد سكسيونر قابل قطع زير بار طرح و ساخته شده كليد فشار قوي قابل قطع زير بار در ضمن اينكه بايد وظيفه يك سكسيونر را انجام دهد يعني در ضمن برداشتن ولتاژ يك قطع شدگي قابل رؤيت و مطمئن درمدار شبكة فشار قوي بوجود آورد ، بايد قادر باشد مانند ديژنكتور ، قدرتهاي كوچك الكتريكي را نيز قطع كند لذا هر سكسيونر قابل قطع زير باري بايد داراي وسيله اي براي قطع فوري جرقه باشد .

سكسيونر قابل قطع زير بار اصولاً داراي قدرت وصل زياد است و مي تواند جريانهاي با شدت ۷۵ تا ۲۵ كيلو آمپر ( ماكزيمم مؤثر ) را بخوبي وصل كند ولي قدرت قطع آن كم و از ۱۵۰۰ ـ ۴۰۰ آمپر تجاورز نمي كند ( در حدود جريان نامي ) لذا نتيجه ي شود كه اين كليدها براي قطع جريان اتصال كوتاه ساخته شده و مناسب هم نمي باشد.
به همين دليل در صورتي مي توان سكسيونر قابل قطع زير بار د

ر شبكه هاي فشار قوي مورد استفاده قرا گيرد كه اين كليد مجهز به قطع كنندة جريان اتصال كوتاه گردد و يا اينكه جريان اتصال كوتاه شبكه از قدرت قطع كليد تجاوز نكند . براي اينكه بتوان از كليد در شبكه هايي كه جريان اتصال كوتاه احتمالي آن ، بيش از قدرت قطع كليد است استفاده شود بايد جريان قطع كليد توسط فيوز محدود و مهار شود لذا در اين گونه مواقع به همراه كليد از فيوز فشار قوي قدرت زياد كه در ۶ تا ۲۰ كيلو ولت داراي قدرت قطعي در حدود ۴۰MVA باشند جريان اتصال كوتاه را در همان مراحل ابتدايي قطع مي كنند استفاده مي شود از آنچه گفته شد نتيجه مي شود كه سكسيونر قابل قطع زير بار فقط براي قطع جريان نامي شبكه مناسب است . جريان اتصال كوتاه را فيوز قطع مي كند نه كليد . البته بايد متذكر شد كه پس از قطع جريان اتصال كوتاه توسط سوختن فيوز ساچمه فيوز باعث قطع كليد بطور خودكار و سه فاز مي گردد .

۸ـ۲ـ۳) كليد قدرت يا ديژنكتور ( بريكرها )
كليد قدرت يا ديژنكتور كليدي است كه علاوه بر تحمل شرايط عادي بار قدرت قطع و وصل در شرايط اتصال كوتاه را دارا مي باشد بنابراين در انتخاب ديژنكتور بايستي دقت نمود كه كليد هم مناسب براي ولتاژ و جريان نامي شبكه بوده وهم قدرت قطع كليد با قدرت اتصال كوتاه در محل نصب كليد مطابقت نمايد همچنين از ديگر مشخصات ديژنكتورها موارد ذيل مي باشد :
۱ـ سرعت عمل قطع بايد خيلي زياد باشد :
۲ـ عمل وصل هم بايد سريع باشد بطوريكه بسرعت بتوانيم ديژنكتور قطع شده را وصل نماييم .
۳ـ جرقه حاصله از عمل قطع يا وصل حداقل باشد و يا با وسايليكه بعداً شرح داده خواهد شد خاموش گردد .
۴ـ وزن ديژنكتورهاي فشار قوي با در نظر گرفتن اينكه ممكن است انفجاري در آنها اتفاق بيفتد بايد حداقل ممكن باشد و وسائل حفاظتي نظير ديافراگم هاي اطمينان در بالاي محفظه ديژنكتور تعبيه شده باشد .
تمام ديژنكتورهاي فشار قوي را از نظر نوع خاموش كردن جرقه به دست هاي زير تقسيم بندي مي نمايند :
۱ـ۳ـ كليدهاي تمام روغنيOil circuit breaker

۲ـ۳ـ كليدهاي نيمه روغني minimum-oil circuit breaker
3ـ۳ـ كليدهاي SF6 ( هگزا فلوريد گوگرد )
۴ـ۳ـ كليدهاي خلاء
۵ـ۳ـ كليدهاي هواي فشرده Air blast circute breaker
6ـ۳ـ كليدهاي آبي ( اكسپانزيون)
۷ـ۳ـ كليد گاز جامد Hard gas circure breaker

 

الف ـ ۸ـ۲ـ۳) كليد روغني ( تمام روغني )
در كليدهاي روغني از روغن معدني بعنوان عايق استفاده مي شود . عمل روغن در اين كليدها عبارتست از عايق كردن الكترودها از يكديگر و خاموش كردن جرقه حاصل از عمل وصل يا قطع است . طرز كار هم بدين ترتيب است كه : محور بوسيله مكانيزم مخصوص چرخانده مي شود و متعاقب آن بازو را به بالا كشيده و فنر فشرده مي شود و عمل وصل كنتاكتها با آرك و جرقه صورت مي گيرد .كه اين ارك و جرقه در داخل روغن صورت مي يگرد و باعث تجزيه روغن شده و باعث خروج حبابهاي هيدروژن از روغن و تجمع و اختلاط آن با هوا و توليد يك مخلوط قابل انفجار در روي سطح روغن نيز مي شود كه اين مخلوط قابلانفجار با يك جرقه منفجر مي شود اگر جرقه اي هم نباشد چند بار قطع و وصل متوالي ديژنكتور ، مي تواند باعث انفجار مخلوط نامبرده شود براي جلوگيري از بروز اين اشكال تانك ديژنكتور را بوسيله يك لوله خميده ( هواكش ) به هواي بيرون وصل مي كند . عمر روغن داخل تانك نيز به تعداد دفعات قطع و وصل بستگي دارد كه براي اطمينان از ميزان دي الكتريك آن بايد هر چند وقت يكبار در آزمايشگاه از ضريب دي الكتريك آن آگاهي يافته و در صورت كاهش آن از حد مجاز بايد نسبت به تخليه و تعويض روغن اقدام نمود . حجم زياد روغن بكار رفته كه با افزايش ولتاژ شبكه بيشتر هم مي شود ( در ولتاژ ۲۳۰kv وزن روغن حدود ۲۰ تن ) يكي از بزرگترين معايب اين نوع كليدها مي باشد به همين خاطر از اين نوع ديژنكتور فقط در ولتاژ ۲۰kv استفاده مي شود .

ب ـ۸ـ۲ـ۳) كليد قدرت نيمه روغني
در اين كليد از روغن معدني نه بعنوان عايق بلكه بعنوان خاموش كننده جرقه استفاده مي گردد . بنابراين مقدار روغن آن خيلي كمتر از كليد روغني مي باشد . اصولاً خاموش كردن جرقه بوسيله روغن همانطور كه قبلاً هم تلويحاً اشاره گرديد بدين صورت است كه ك زماني كه كنتاكت ثابت و متحرك از هم جدا مي شود جريان بوسيله قوس ادامه پيدا مي كند حرارت قوس روغن اطراف را تبخير مي كند و تشكيل يك حباب گازي را يم دهد ( گاز همان بخار روغن مي باشد ) كه اين حباب از لايه هاي مختلفي (H وH2 وC2H و بخار خشك و داغ و بخار روغن مرطوب ) تشكيل شده است . براي قطع جرقه و جلوگيري از ادامه آن ( جلوگيري از برگشت جرقه ) لازم است كه ك الف : هنگام عبور جريان از صفر كه قوس هدايت الكتريكي خود را بكلي از دست مي دهد بايد تبادل حرارتي صورت بگيرد يعني عناصري كه جرقه را در بر دارند قادر باشند كه رد آن زمان سريع و بي درنگ حرارت را به خارج منتقل كنند كه اينكار بوسيله هيدروژن متصاعد شده از روغن بخوبي صورت مي گيرد .
ب ـ هنگاميكه جرقه قطع شد براي جلوگيري از برگشت مجدد جرقه بايد استقامت الكتريكي بين دو كنتاكت حفظ شود . ولتاژي كه باعث جرقه مجدد مي شود با فشار گاز موجود در بين دو كنتاكت نسبت مستقيم و با حرارت آن نسبت عكس دارد . معمولاً در كليدهاي كم روغن محفظه احتراق بسيار كوچك است . با استفاده از مكانيسم هاي مخصوص و متنوعي با حركت كنتاكت متحرك كه جرقه شروع مي شود روغم با فشار از مجراهاي ورودي به جرقه پاشيده مي شود كه معمولاً اين پخش روغن بصورت عمودي بر محور قوس صورت مي گيرد . همچني

ن بعلت بسته بودن مجراهاي ورودي وخروجي و كوچك بودن محفظه احتراق فشار زيادي بوجود مي آيد كه باعث بالابردن استقامت الكتريكي عايق مي شود . در جريانهاي كم كه ممكن است قدرت كم جرقه نتواند روغن را تبخير نمايد معمولاً قسمت فوقاني محفظه را كوچكتر درست مي كنند يا از پمپ هاي مخصوص براي پمپاژ روغن استفاده مي شود كه اين انژكسيون روغن تابعي از شدت جريان مي‌باشد .
با اين تفسير چون روغن در اين نوع كليدها فقط بعنوان خاموش كننده جرقه استفاده مي شود به همين جهت مقدار روغني كه در اين كليدها بكار مي رود نسبت
به كليدهاي روغني خيلي كمتر است .

ج ـ ۸ـ۲ـ۳) كليد SF6 ( هگزا فلوئوريد گوگرد )
در اين نوع كليد از گاز SF6 بعنوان خاموش كننده جرقه ، عايق بين دو كنتاكت و نگهدارنده ولتاژ استفاده شده است . گاز SF6 الكترونها آزاد را جذب مي كند و ايجاد يون منفي بدون نحرك مي كند درنتيجه مانع ايجاد ابر بهمني الكتروني كه باعث شكست عايق و ايجاد جرقه مي شود ، مي گردد . مشخصات گاز SF6 استقامت الكتريكي آن ۲ تا ۳ برابر هوا ، از نظر شيميائي كاملاً با ثبات و ميل تركيبي آن بسيار كم ، غير سمي ، وزن آن ۵ برابر هوا ، داراي پايداري بسيار زياد در مقابل حرارت و غير قابل اشتعال ، داراي قابليت هدايت حرارتي بسيار زياد . با اين تفاسير اين گاز علاوه بر اينكه در خاموش كردن جرقه بسيار مؤثر واقع مي شوند ، عايق بسيار با ارزشي نيز مي باشد . طرز استفاده از اين گاز در كليدهاي فشار قوي ، عموماً بر مبناي انژكسيون گاز متراكم شده SF6 به محل قوس الكتريكي (محفظه احتراق ) است .
در اين كليد از كنتاكت ثابت و متحرك استفاده نشده است بلكه قسمت اصلي كليد تشكيل شده است از دو لولة ثابت كه به فاصله معيني متناسب با ولتاژهاي نامي كليد درمقابل قرار گرفته شده اند . ارنباط اين دو لوله در حالت وصل كليد توسط موف كه بشكل انگشتانه مي باشد انجام مي گيرد . به هنگام قطع كليد يك سيلندر عايقي پر از گاز بوسيله اهرم مخصوصي بحركت در مي آيد . كه موف اتصال را نيز با خود جابجا مي كند در ضمن حركت سيلندر دو عدد پيستون ثابت در جهت خلاف موجب فشرده شدن گاز SF6 داخل سيلندر مي گردند و در زمانيكه فشار گاز بحد كافي جهت خاموش نمودن جرقه افزايش پيدا نمود موف اتصال از كنتاكت جدا و جرقه توليد مي گردد همزمان گاز تحت فشار نيز بصورت عمود بر جرقه وارد شده و سپس در امتداد جرقه بالا مي رود و باعث قطع سريع جرقه در زمان عبور جريان از صفر ميشود پس از قطع جريان سيلندر عايقي ثابت مي ماند و در موقع وصل كليد اين كليد مجدداً بالا مي رود و فضاي خالي آن از گاز SF6 پر مي شود وكليد آماده براي قطع مجدد مي گردد .

د ـ ۸ـ۲ـ۳) كليد خلاء
از آنجاييكه اصولاً حاملهاي باردار يا الكترونهاي آزاد باعث هدايت جريان در فلزات و ايجاد قوس الكتريكي در عايقيا مي شوند لذا در خلاء كامل چون هيچ عنصري وجود ندارد كه حامل الكترونها باشد لذا جدا شدن دو كنتاكت فلزي جريان دار قاعدتاً بدون جرقه انجام مي گيرد با توجه به اين اصل مهم كليد هاي فشار قوي كه كنتاكتهاي آن در خلاء از هم جدا مي وشند ساخته شده است . قسمت اصلي كليد خلاء كپسول خلاء از جنس فولاد كرم نيكل مي باشد كه كنتاكتها در آن قرار گرفته اند فشار داخل اين كپسول در حدود ۹ـ۱۰ با مي باشد .
در هنگام قطع و جدا شدن كنتاكتها مقداري كه جنس آلياژ مس مي باشد در ماحيه آخرين تماس سوزني تبخير مي شود و اين بخار فلز كه داراي هدايت الكتريكي بسيار خوبي است با دور شدن كنتاكت متحرك از كنتاكت ثابت باعث ادامة عبور جريان و ايجاد قوس الكتريكي مي گردد اين قوس فقط تا موقعي كه جريان از صفر گذشته است مي تواند وجود داشته باشد زيرا به محض عبور جريان از صفر يعني قطع خودبخود جريان پايه فلزي جرقه خنك شده و تبخير قطع مي گردد بخارات فلز يونيزه شده و بر روي كنتاكتها مي نشيند و در نتيجه فضاي خالي بين دو كنتاكت كه اكنون فاقد حاملهاي بار دار است برگشت ولتاژ را بخوبي تحمل مي‌كند و جرقه براي هميشه خاموش مي شود .

رـ۸ ـ۲ـ۳) كليد هوايي ( كليد هواي فشرده )

ماده خاموش كننده جرقه در كليدهاي هوايي عبارتست از هواي سرد تحت فشار كه قبلاً توسط يك دستگاه كمپرسور در داخل يك مخزن ذخيره شده است و داراي مقدار فشار ثابت مي باشد بنابراين قدرت قطع كليد بر خلاف كليدهاي روغني كه تابع شدت جريان در لحظة قطع هستند مستقل مي باشند بنابراين زمان قطع آنها نيز نسبتاً كوتاهتر است زيرا براي به وجود آوردن عامل مؤثر زماني تلف نمي شود . از معايب كليدهاي هوايي اين است كه جريانهاي كوچك را در زماني غير از موقعي كه جريان از صفر مي گذرد ممكن است قطع نمايد و در اين حالت امكان بوجود آمد

ن ولتاژهاي ضربه اي در شبكه خيلي زياد است از طرفي چون ماده خاموش كننده بايد قبلاً آماده باشد از اين رو كليد و متعلقات آن بايد دائماً تحت مراقبت و كنترل شديد قرار گيرند . طرز كار ديژنكتور هوايي بدين گونه است كه با باز شدن كنتاكت متحرك از كنتاكت ثابت بفاصله مشخصي كه معمولاً بمنظور كوچك كردن كار كليد كوتاه نگهداشته مي شود هواي فشرده تود . دراين موقع سوپاپ دريچه هواي فشرده بسته شده وسيله متحرك تا انتهاي مسير خود حركتش را ادامه مي دهد فاصله اوليه كنتاكتها بايد طوري باشد كه برگشت ولتاژ باعث برقراري مجدد جرقه نگردد .
درولتاژهاي بالاتر از ۱۱۰ كيلو ولت چون سرعت برگشت ولتاژ خيلي زياد مي‌باشد جهت جلوگيري از تشكيل مجدد قوس از قطع مكرر ( چند تايي ) metti-break استفاده مي شود بدين معني كه از چند كنتاكت دهندة متوالي و پشت سرهم استفاده مي شود كه همگي در يك زمان وصل يا قطع مي گردند به طوريكه از همه كنتاكتها يك جريان قطع عبور ميكند ولي در هنگام برگشت ولتاژ چند نقطه قطع شدگي باعث ايجاد استقامت الكتريكي لازم مي گردد ولتاژ برگشت بين آنها تقسيم مي گردد . از طرفي به منظور يكنواخت نمودن پتانسيل بين قطع شدگي هاي متوالي از خازن يا مقاومت موازي با كنتاكتها استفاده مي شود وجود مقاومت موازي با جرقه باعث مي شود كه برگشت ولتاژ به كندي انجام گيرد و اين فرصت خوبي براي خارج كردن حاملهاي بار مي باشد از طرفي موازي قرار دادن خازنها با جرقه در زمان برگشت ولتاژ خيلي موثر است زيرا تا موقعيكه جرقه ادامه دارد خازن اتصال است و به محض قطع جرقه برگشت ولتاژ بايد خازن با اين ولتاژ شارژ گردد و همچنانكه مي دانيم بالا رفتن ولتاژ دو سر خازن نيز با تأخير صورت مي گيرد كه زمان اين تأخير بستگي به ثابت زماني مدار دارد بنابراين استفاده از خازن و مقاومتهاي موازي باعث بالا رفتن قدرت قطع كليدهاي هوايي فشار قوي مي گردد.
به هنگام صدور فرمان قطع بريكر ابتدا توسط يك كنتاكت فرعي مقاومت با كنتاكت درحال باز شدن بصورت موازي قرار مي گيرد اين مقاومت بعد از خاموش شدن جرقه نيز كماكان بسته مي ماند و موجب محدود شدن جريان مدار مي گردد و سپس باز شدن سريع كنتاكت كمكي مقاومت از مدار خارج مي گردد با سري بستن چند محفظه احتراق بطور پي در پي مي توان از اين كليد براي ولتاژهاي زياد تا ۴۰۰kv و بالاتر با قدرت زياد استفاده نمود .

زـ۸ ـ۲ـ۳) كليد اكسپانزيون ( آبي )
كليد اكسپانزيون كليدي است كه در آن از آب بعنوان ماده خاموش كننده جرقه استفاده شده است و به همين جهت اغلب كليد آبي نيز ناميده مي شود يكي از بهترين خواص اين كليد اين است كه چون آب داخل محفظه احتراق قابل اشتعال نيست هيچگونه انفجاري كليد را تهديد نمي كند و مانند كليد هاي روغني باعث آتش سوزي نمي شود . هر قطب كليد داراي محفظة احتراق مخصوص به خود است كه با مقداري آب و ماده ضد يخ پر شده است كه به هنگام باز شدن كنتاكت متحرك از كنتاكت ثابت در اثر حرارت ناشي از قوس بهشدت تجزيه و تبخير شده و فشار داخل محفظه احتراق بالا مي رود و باعث خاموش شدن جرقه مي گردد سپس با كاهش درجه حرارت محفظه مولكولهاي اكسيژن و هيدروژن حاصل از تجزيه آب مجدداً باهم تركيب شده و سپس تقطير مي گردد . عيب اين كليد ها در اين است كه بعلت وجود آب در محفظه احتراق هرگاه كليد را روي مدار اتصال كوتاه شده اي ببنديم بين دو كنتاكت قبل از تماس فلزي از طريق هدايت آب تماس قوسي برقرار مي شود و آب داخل محفظه را به شدت تجزيه و تبخير مي كند و مانع وصل سريع كليد مي شود و به اين دليل عمل وصل بايد خيلي سريع انجام گيرد .كليد را طوري مي‌سازند كه به هنگام وصل كليد محفظه احتراق بدون آب باشد و آب فقط در زمان
قطع بداخل محفظه تزريق مي گردد .

س ـ ۸ـ ۲ـ۳) كليد گازي جامد
از اين نوع كليد در پستها و شبكه هاي كوچك داراي تأسيسات محدود و تا ولتاژ ۲۰kv و قدرت قطع حداكثر ۲۰۰MVA استفادهي شود در كليد گاز جامد نيز مانند كليدهاي روغني

و كم روغن و اكسپانزيون گازي كه باعث خاموش كردن جرقه مي شود توسط خود جرقه به وجود مي آيد لذا قدرت اين كليد نيز تابع شدت جريان است و به اين كليد سكسيونر قابل قطع زير جزيان اتصال كوتاه نيز گفته مي شود زيرا محل قطع شدگي كنتاكتها قابل رؤيت مي باشد . كنتاكت متحرك اين كليد يك لوله مي باشد كه به هنگام وصل يك كليد ميله عايقي از جنس فيبر ازداخل آن عبور مي نمايد از طرفي قسمت خارجي اين لوله نيز توسط يك لوله فيبري محصور مي گردد و در هنگام قطع كنتاكتها و برخورد قوس به ميله و لوله فيبري بدون ايجاد دوده مقدار زيادي گاز هيدروژن متصاعد شده و تحت فشار زياد قوس را خاموش مي نمايد .

۹ـ۲ـ۳) مكانيزم قطع و وصل كليدهاي فشار قوي
از نظر تهيه نيروي لازم جهت حركت كناكت متحرك و در نتيجه قطع و وصل كليد مكانيزم كليدهاي فشار قوي را به شرح ذيل تقسيم بندي مي نمايند:
۱ـ مكانيزم فلزي ( شارژ فنري )
۲ـ مكانيزم روغني ( هيدروليكي )
۳ـ مكانيزم هوايي ( هواي فشرده )

الف ـ ۹ـ۲ـ۳) مكانيزم فنري
دراين نوع مكانيزم يك فنر توسط يك دستگاه موتور جريان دائم شارژ مي‌گردد و از نيري ذخيره شده در آن به منظور وصل كنتاكتهاي دژنكتور استفاده مي شود. ضمن وصل شدن كنتاكتها يك فنر ديگري ازنوع خطي يا مارپيچي با استفاده از جابجايي مكانيكي شارژ مي گردد كه از نيروي اين فنر درزمان قطع دژنكتور استفاده مي گردد . نيروي ذخيره شده در فنر قطع و وصل توسط ضامن هاي قفل كننده نگهداري شده كه به هنگام ضرورت مي توان اين ضامنها را توسط اهرمهاي دستي از محل و يا تحريك بوبينهاي مغناطيسي از راه دور آزاد نمود ونيروي فنر بر اهرمهاي رابط كنتاكت متحرك دژنكتور وارد آيد .

ب ـ ۹ـ۲ـ۳) مكانيزم روغني ( هيدروليكي )

در اين نوع مكانيم از نيروي روغن تحت فشار براي ايجاد نيروي مكانيكي مورد نياز جهت قطع و وصل استفاده مي گردد .در اين روش روغن تحت فشار زياد kglum2 350ـ۲۰۰ كه در منبع نگهداري استفاده مي وشد . اين فشار توسط يك دستگاه الكتروپمپ جريان مستقيم بحد مناسب بالا مي رود و با تعبيه شيرهاي الكتريكي درمسيرهاي‌قطع‌و وصل مي توان اين عمل را در زمان ضروري انجام داد.

ج ـ۹ـ۲ـ۳) مانيزم هوايي يا بادي
در اين نوع مكانيزم ازنيروي هواي ، فشار دار كه توسط يك دستگاه كمپرسور در يك تانك ذخيره مي شود و جهت قطع و وصل استفاده مي شود بر روي هر كدام ازمسيرهاي قطع و وصل يك شير الكتريكي يا سلونوئيد قرار گرفته است كه با اعمال ولتاژ DC به آنها مسير را باز نموده و موجب قطع ووصل دژنكتور مي‌گردند.

۱۰ـ۲ـ۳) مشخصات الكتريكي بريكرها
هر بريكر بتوسط پارامترهاي الكتريكي زير كه بر روي پلاك آنها ثبت مي گردد مشخص ميشوند :
۱ـ ولتاژ نامي بر حسب كيلو ولت
۲ـ جريان نامي بر حسب آمپر
۳ـ قدرت قطع اتصال كوتاه بر حسب مگا ولت آمپر با جريان اتصال كوتاه قابل قطع بر حسب كيلو امپر
۴ـ زمان قطع كنتاكتها
۵ـ زمان وصل كنتاكتها
۳ـ۳) ترانسفورماتور هاي جريان Current transformer
در پستهاي فشارقوي به منظور اندازه گيري مقدار جريان و يا حفاظت تجهيزات توسط رله هاي حفاظتي الكتريكي ازترانسفورماتورهاي جريان استفاده مي شود كه داراي دو وظيفه اصلي مي باشند :
۱ـ پايين آوردن مقدار جريان فشار قوي بطوري كه قابل استفاده براي اندازه گيري از قبيل آمپر متر و مگا واتمتر و كنتورهاي اكتيو و راكتيو و همچنين رله هاي حفاظتي جرياني باشد .
۲ ايزوله كردن و جدا كردن دستگاههاي اندازه گيري و حفاظتي از ولتاژ فشار قوي در اوليه . بطور كلي ترانسفورماتور هاي جريان اوليه آنها در مسير جريان مورد حفاظت و يا اندازه گيري قرار گرفته و در ثانويه آن ، با نسبتي معين جرياني متفاوت داريم مثلاً ترانس جريان با نسبت ۲۰۰/۱ يعني ترانسي كه بازاي ۲۰۰ آمپر در طرف اوليه ۱ آمپر در طرف ثانويه ( به شرط برقراري مدار ) ايجاد مي كند .
طبعاً هر قدر جريان اوليه تغيير كند جريان در طرف ثانويه نيز به همان نسبت تغيير مي كند . ولي به خاطر محدوديت هسته ترانس جريان براي عبور خطوط قواي مغناطيسي اين قاعده تا حد معيني از افزايش جريان ارتباط دارد . به خاطر حفاظت وسايل اندازه گيري در برابر ضربه هاي ناشي از اضافه جريان معمولاً ازترانس جريان نهايي استفاده مي شود كه هسته آنها خيلي زود اشباع مي شود . برعكس براي اينكه سيستمهاي حفاظتي دقيقتر عمل كنند به ترانس جريانهاي احتياج داريم كه هر چه ديرتر اشباع بشوند مثلاً ده ، پانزده يا بيست برابر جريان نامي . طرز كار ترانس جريان نيز بدين صورت است كه جريان مدار از اوليه آن عبور كرده و باعث ايجادخطوط قواي مغناطيسي مي شود اين خطوط قوا به نوبه خود درثانويه ايجاد جريان مي كند . جريان موجود در سيم پيچ ثانويه خطوط قواي ديگري را در هسته بوجود مي آورد كه جهت آن مخالف جهت خطوط قواي اوليه بوده و آنرا خنثي مي كند چنانچه مدار ثانويه ترانس جريان در حالي كه ترانس در معرض جريان اوليه است باز شود . خطوط قواي مربوط به ثانويه صفر شده و در هسته فقط خطوط قواي مربوط به اوليه باقي مي ماند كه اين خطوط قواي هسته را گرم كرده و باعث سوختن ترانس جريان مي شود . لذا هميشه اخطار مي شود كه ثانويه ترانس جريان كه درمدار قرار گرفته باز نشود يا به مداري با مقاومت بيشتر از حد مجاز متصل نشود .

۱ـ۳ـ۳) پارامترهاي اساسي در C.t ها

۱- نقطه اشباع ۲ـ كلاس و دقت ترانس جريان
۳ـ نسبت تبديل ترانس ۴ـ ظرفيت ترانس جريان
۱ـ نقطه اشباع ترانس : ترانسفورماتورهاي جريان برايجدا كردن مدار دستگاههاي سنجش و حفاظتي از شبكه فشار قوي بكار مي رود و اصولاً طوري انتخاب مي شوند كه در شرايط عادي و اضطراري شبكه بتواند بخوبي كار كند و جريان ثانويه لازم را براي دستگاههاي اندازه گيري و حفاظتي تأمين كند اما مسئله اصلي اين است كه درهنگام اتصال كوتاه چون جريان اوليه ترانسفورماتور زياد است بالطبع جريان ثانويه نيز زياد خواهد شد ولي بايد تران

سفورماتور جريان طوري عمل كند تا اين جريان زياد نتواند ازدستگاههاي اندازه گيري عبور كرده و دستگاه را بسوزاند علاوه بر آن كه اين جريان نبايد سبب فرمان غلط به دستگاههاي حفاظتي شده و يا اينكه مانع عمل آنها شود بعبارت ديگر بايد ترانسفورماتورهاي جريان طوري ساخته شود كه در جريانهاي زياد اشباع شده و مانع شود جريان زيادي از دستگاههاي اندازه گيري عبور كند ولي براي رله هاي حفاظتي وضعيت فرق ني كند و ترانسفورماتور جرياني مورد احتياج است كه درجريانهاي زياد اشباع شده و جريان زياد را تا حد معيني اجازه دهد تا از رله هاي حفاظتي عبور نمايد مشخصه مغناطيسي يا تحريك C.T بستگي به جنس هسته تعداد حلقه هاي سيم پيچي و سطح مقطع و طول هسته دارد در جداول ۴و۵و۶ براي يك نوع C.T و هسته هاي مختلف براي آن ، منحني هاي مغناطيسي آنها مشخص شده است . با توجه به جدول ۴ مشاهده مي شود كه با درنظر گرفتن جنس هسته مقدار چگالي فلو با توجه به تغييرات نيروي تحريك تغيير نموده و منحني مختلف حاصل مي شود . در دياگرام ۵ تغييرات جريان ثانويه را با توجه به تغييرات جريان اوليه ملاحظه مي كنيد . منحني c.b.a و براي هسته هاي مختلف دياگرام ۵ رسن شده است .دياگرام ۵ نشانگر اين است كه اگر جمس هسته ازنوع آهن نيكل دار انتخاب شود مطابق منحني c برابر جريات حساس است و اگر از نوع a انتخاب شود تا ده برابر و براي b تا ۱۵ برابر جريان ثانويه حساس و بعد از آن اشباع شده و اجازه نمي دهد نقطه kp كه آنرا مقطه شروع اشباع knee point مي گويند بازاي افزايش ۵۰% جريان تحريك ولتاژ تنها ۱۵% افزايش مي يابد . مشاهده مي شود از نقطه kp به بعد نسبت تبديل C.T معلوم نيست وجريان ثانويه تقريباً ثابت است تنها اندكي افزايش خواهد داشت. بنابراين نقطه kp در انتخاب ترانسفورماتور جريان پارامتر مهمي است وحتماً بايد مد نظر باشد .

۲ـ كلاس و دقت اندازه گيري ترانس جريان
مبدلهاي جريان اصولاً براي كلاسهاي ۰٫۵,۰٫۲,۰٫۱,۱,۲,۵ و۱۰p20 و۱۰p10
و۵p20 و۵p10 مي باشد . بنابراين كلاس ترانسفورماتور هاي جريا اصولاً يكي از اعداد بالاست . اگر كلاس ترانسفورماتور جريان بصورت apn نشان داده شده باشد اصولاً a مقدار خطاي جريان بر حسب درصد وn مضربي از جريان نامي اوليه مي باشد مثلاً در ترانسفورماتور ۵p10 يعني تا ده برابر جريان نامي ترانسفورماتور جريان مقدار خطا ۵% خواهد بود دردياگرام ۷ منحني مشخصات نسبت تبديل ترانسفورماتور جريان را براي ۱۰p5 و ۱۰p10 در بارهاي مختلف نشان مي دهد . همانطور كه جدول ۷ پيداست براي ترانسفورماتور۱۰p5 در ۵ برابر جريان نامي خطاي ح

اصل ده درصد است اما درده برابر جريان نامي خطا به سي درصد مي رسد بنابراين ترانسفورماتور مذكور با اين كلاس براي سيستم حفاظتي مناسب نيست اما خطاي ترانسفورماتور۱۰p10 در ده برابر جريان نامي فقط دردرصد مي باشد و اين امر نشان مي دهد كه ترانسفورماتور با كلاس ۱۰p10 براي حفاظت مناسبتر مي باشد و اصولاً اكتيوتر است به همين دليلتگاههاي حفاظتي و داراي عدد ازدياد جريان ۲۵>n>10 و كلاس يك باشد بطوريكه هم بزودي اشباع تشود وهم اينكه دقت خوبي داشته باشد البته انتخاب اين c,t اصولاً تسنگي به نوع حفاظت و وضعيت سيستم دارد . اما ترانسفورماتور جريان مخصوص دستگاههاي امدازه گيري بايد داراي عدد n>5 باشد تا ترانسفورماتور بزودي اشباع شده و مانع سوختن دستگاههاي اندازه گيري گردد .

۳ـ نسبت تبديل ترانس جريان :
جريان اوليه c,t طبق استاندارد Iee-185 مطابق اعداد زير مي باشد . اصولاً در انتخاب جريان اوليه يكي از اعداد زير انتخاب شود :
۱۰-۱۲٫۵-۱۵-۲۰-۲۵-۳۰-۴۰-۵۰-۶-۷۵-۱۰۰-۱۲۵-۱۵۰Amp در صورتيكه نياز به جريان اوليه بيشتري باشد بايد ضريبي از اعداد بالا انتخاب گردد .
جريان ثانويه ترانسفورماتور جريان نيز طبق IEe-185 مطابق اعداد۱-۲-۵ مي‌باشد كه بر اساس نياز يكي از اعداد فوق بايد انتخاب شود براي انتخاب نسبت تبديل ترانس c,t بايد جريان اوليه را متناسب با جران هاي دستگاههاي حفاظت شونده و بار دستگاههاي كه لازم است بار آنها اندازه گيري شود انتخاب كرد جريان ثانويه c,t را اصولاً مي توان مطابق فاصله دستگاههاي اندازه گيري و حفاظت c,t انتاب كرد : اگر فاصله كم باشد جريان ثانويه ۵ و اگر ترانسفورماتور جريان از محل دستگاههاي سنجش و يا حفاظتي دور باشد بهتر است بجاي جريان ثانويه ۵ آمپر از جريان ۱ آمپر استفاده كرد زيرا افت توان و ولتاژ در سيمهاي رابط كمتر خواهد شد .

۴ـ ظرفيت ترانس جريان
ظرفيت ترانسفورماتر جريان عبارتست از حاصلضرب جريان نامي

ثانويه ترانسفورماتور جريان در مقدار افت ولتاژ ناشي از گردش اين جريان در مدار تغذيه شونده از c,t كه برحسب V.A بيان مي شوند . طبق استاندارد IEe-185 مقدار ظرفيتهاي ترانسفورماتورهاي جريان تا ۰V.A برابر صورت زير استاندارد نموده اند :۲۵-۵-۱۰-۱۵-۳۰-(VA) از ۳۰VA به بالا را اصولاً بر حسب نياز انتخاب مي نمايند . براي اينكه مقدار خطا درترانسفور

ماتور هاي جريان به مقدار محاسبه شده باقي بماند لازم است مقدار توان گرفته شده از c.t معادل مقدار توان ترانسفورماتور باشد . در اين حالت بايد مجموع مقاومتهاي مدار خارجي سيم پيچ ثانويه حتي المقدور برابر مقاومت خارجي نامي ترانسفورماتور باشد . تا از خراب شدن آن جلوگيري به عمل آيد و در ضمن از خراب شدن دستگاه هاي اندازه گيري نيز حفاظت شود . با توجه به مطالب گفته شده در انتخاب ظرفيت c,t بايد قدرت مصرف كليه وسايلي كه از ثانويه تغذيه ميشوند در نظر گرفت . در زير مصرف يك سري از وسايل اندازه گيري و رله ها مشخص شده است .
نوع وسيله قدرت به ولت آمپر (VA)
آمپر متر ۳
آمپر متر ثابت ۵-۱۰
وات متر ۳
متر ۵-۱۰
رله اضافي جريان زماني ۸-۵
رله حرارتي ۹-۱۶
رله قدرت ۱-۵
رله ديستانس ۴-۳۰
رگولاتور ولتاژ ۳۵-۱۳۵
رله ديفرانسيل ۰٫۱-۰٫۴
طول و سطح مقطع سيم براي ۵A قدرت مصرفي (VA)
2.5mm2100m 5/3
4mm-100m 2.2
6mm2-100m 1.5
10mm2-100m 0.9
تذكر : مي توان قدرت مصرفي كارها را از رابطه Ris2 نيز بدست آورده كه R مقاومت سيم بر حسب اهم و Is جريان ثانويه ترانسفورماتور جريان مي‌باشد .

۲ـ۳ـ۳) انواع ترانسهاي جريان ازنظر ساختمان
c.t ها از نظر ساختمان داخلي به دو دسته كلي تقسيم مي شوند :
۱ـ نوع حلقه اي Ring Type : در اين نوع ترانس جريان كه عمدتاً از هسته و سيم پيچ ثانويه نشكيل شده است شكل ظاهري ترانس بصورت يك حلقه ايست كه سيم طرف فشار قوي از ميان اين حلقه عبور كرده و حكم اوليه ترانس را دارا مي‌باشد .
۲ـ نوع پايه اي Past Type : در اين نوع ترانس جريان به شكل يك ستون مي‌باشد كه قسمت فوقاني آن محل ورود و خروج سيم فشار قوي مي باشد و س

رهاي ثانويه از پايين ترين قسمت ترانس جريان گرفته مي شود كه خود به دو نوع تقسيم مي گردد :
الف) هسته بالا (Top Core) ب) هسته پايين (Tank Type)
در نوع هسته بالا سيم پيچ ثانويه و هسته ترانس در قسمت فوقاني قرار رگفته است و سيم فشار قوي مستقيماً از هسته عبور مي نمايد و مجموعاً توسط مقره اتكائي بوشينگي از پايه و زمين جدا مي گردند .

سيمهاي ثانويه از سوراخ وسط مقره بوشينگي بطرف پايين هدايت شده و به جعبه ترمينال c.t متصل مي گردند . ضمناً از روغن عايق نيز براي عايقبندي سيم پيچي ثانويه و اوليه و هسته نسبت به هم استفاده مي گردد .
در نوع هسته پايين هسته و سيم پيچهاي ثانويه در قسمت تحتاني c,t قرار گرفته است و مقره بوشينگي بر روي آن قرارگرفته است و در قسمت بالا به عنوان نقطه اتكا براي سيم فشار قوي عمل مي نمايد و اين سيم از طريق سوراخ وسط مقره بوشينگي بطرف پايين قرار گرفته است هدايت شده و مجدداً پس از عبور از هسته بطرف بالا بر مي گردد .
مزايا و معايب c,t هاي هسته پايين و هسته بالا نسبت به يكديگر :
۱ـ در c,t هاي هسته بالا چون هسته و سيم پيچهاي ثانويه دربالا قرار گرفته است نياز به استحكام مكانيكي ويژه اي دارد و بايستي داراي فونداسيوني باشد كه در مقابل باد و طوفان و زلزله و نيروهاي ديناميكي ناشي از جريان اتصال كوتاه ترانس جريان را نگه دارد . در صورتي كه در c,t هاي هسته پايين نياز فوق كمتر خواهد بود .
۲ـ درترانسهاي هسته پايين چون سيم فشار قوي مسير كل بوشينگ را بصورت رفت و برگشت طي نموده و از طرفي به قسمت پايين كه به زمين نزديكتر است وارد مي شود لذا عايقبندي آن بمراتب از هسته بالا كه سيم فشار قوي مسير كوتاهي درداخل c,t طي مي كند و در قسمت بالاي مقره بوشينگي قرار گرفته است مشكلتر مي باشد .
۳ـ در ترانسهاي هسته پايين به هنگام اتصال كوتاه سيمهاي فشار قوي رفت و برگشت چون حامل جريان خيلي زيادي هستند نيروهاي زياد بر هم وارد مي نمايند و موجب خسارت ديدن c,t مي گردند . در صورتي كه اين حالت درترانسهاي جريان هسته بالا وجود ندارد .
۴ـ ميدان مغناطيسي در هسته ترانس جريان هسته بالا بعلت اينكه سيم فشار قوي مستقيم و عمود بر سطح مقطع حلقه هسته عبور مي نمايد يك ميدان يكنواخت مي باشد . در صورتي كه اين ميدان در ترانس جريان هسته پايين غير يكنواخت مي باشد و ترانس هسته پايين در معرض ناپايداري حرارتي قرار دارد .

 

۳ـ۳ـ۳) مشخصات الكتريكي ترانسهاي جريان
هر ترانس جريان با پارامترهاي ومشخصات زير كه بر روي پلاك آن ثبت شده است مشخص مي گردد:
۱ـ جريان اوليه بر حسب آمپر

۲ـ جريان ثانويه هاي مختلف بطور جداگانه بر حسب آمپر
۳ـ ولتاژ نامي بر حسب كيلو ولت
۴ـ مقدار ظرفيت و بار مجاز يا Borden هر يك از ثانويه ها بر حسب ولت آمپر
۵ـ جريان ديناميكي قابل تحمل توسط c,t به هنگام بروز اتصال كوتاه بر حسب كيلومتر آمپر(Idyn)
6ـ جريان حرارتي قابل تحمل توسط c,t بر حسب كيلو آمپر (Ith)
7ـ كلاس دقت هر كدام ازثانويه ها ، كلاس دقت مشخص كننده مقدار خطاي c,t در نسبت تبديل مي باشد بصورت apn نشان داده مي شود .

۴ـ۳) ( ترانسفورماتورهاي ولتاژ)
Voltage or potantial transformer
ترانس ولتاژ به ترانسفورماتوري گفته مي شود كه ولتاژ را با نسبت معيني تغيير داده و براي وسايل حفاظتي يا اندازه گيري قابل استفاده مي سازد . از آنجائيكه ساختن دستگاههاي حفاظت و يا اندازه گيري كه بتواند مستقيماً درارتباط الكتريكي با ولتاژهاي فشار قوي قرار بگيرند مقدور نيست لذا از ترانسهاي ولتاژ استفاده مي شود . ترانسهاي ولتاژ دو وظيفه عمده به عهده دارند :۱ـ ايزوله كردن دستگاه اندازه گيري از شبكه ۲ـ كاهش فشار الكتريكي به مقدار قابل سنجش ( انواع ترانسفورماتورهاي ولتاژ)
۱ـ ترانسفورماتورهاي اندكتيو ( مغناطيسي ) ۲ـ تقسيم كننده هاي مقاومتي ۳ـ تقسيم كننده خازني ترانس اندوكتيو : براي ولتاژهاي متوسط (۶٫۶kv تا۶۶kv )
ترانس يا تقسيم كننده خازني : درولتاژهاي بالاتر از ۶۶kv
ترانس با تقسيم كننده مقاومتي : كاربرد آزمايشگاهي و در سيستمهاي قدرت كاربردي ندارد .

معمولاً v,t هاي فشار قوي بين خط و زمين قرار مي گيرند يعني ولتاژ فازي به‌ آنها اعمال مي شود ( بطور مثال و….) در نتيجه بايد مقدار امپداتس سيم پيچ اوليه خيلي بالا باشد و عايقبندي سيم پيچ هر چه ولتاژ بالاتر مي رود زيادتر و مشكلتر خواهد بود به همين منظور در ولتاژ خيلي بالاتر از Cvt استفاده مي شود ولتاژ اعمال مي شود و در ثانويه كه مقدار دور آن خيلي كم است ولتاژ ولت روي هر كر ظاهر مي‌شود . خروجي v,t را معمولاً بصورت (a) سر كلاف و (n) ته كلاف مشخص مي نمايد كه شمارش تعداد كرهاي يك v,t با اعدايكه در سمت چپ حروف گذاشته مي شود . ولتاژ بين كر اول فاز R با كر اول فاز S ، ۱۱۰ ولت مي باشد كه خروجي v,t ها را براي سه فاز بصورت ستاره اتصال مي‌دهند و به مصرف مي رسانند . كليه مصرف كننده ها بايد به شكل موازي با v,t (خروجي) ، در ابتداي خروج سيم پيچ ثانويه از v,t يك عد فيوز قرار مي دهند .
در ولتاژهاي بالا روش اقتصادي اين است كه از c.v.t استفاده شود چون در v,t عايق بندي و ايزوله كردن سيم پيچ نسبت به پايه استراكچر مسئله عمده و پرخرجي خواهد شد .
ولي در Cvt توسط يك سري خازن كه درمدار قرار مي دهند ولتاژ را پايين ميآورند وولتاژ كم را به يك سيم پيچ اوليه داده ( حدود ۱۰kv ) و از ثانويه ۱۱۰v خروجي گرفته مي شود .
دو مجموعه خازن C1 وC2 درمدار ديده مي شود مجموعه C1 ظرفت آن پايين و مجموعه C2 با ظرفيت بالا مي‌باشد درنتيجه XC1 خيلي بالا و XC2 خيلي پايين خواهد بود و به همين نسبت ولتاژ فاز بازمين كه به cvt اعمال مي شود به نسبت مقاومت افت مي‌نمايد و از دو سر مجموعه خازن C2 ( ولتاژ كم ) گرفته مي شود و به سيم پيچ اوليه v,t داده مي شود . استفاده از خازن در cvt بدو منظور است :

۱ـ با استفاده از خازن متوالي به طور سري ولتاژ پايين آمده و بدينوسيله حجم ترانس و عايق بندي آنرا كاهش مي دهند واقتصادي تر مي باشد و بخصوص در ولتاژهاي بالا.
۲ـ از خازن مي توان بعنوان كوپلاژ سيگنال PLC به خط فشار قوي استفاده نمود .

۱ـ۴ـ۳) مشخصات الكتريكي ترانسهاي ولتاژ
۱ـ ولتاژ برحسب كيلو ولت ۲ ـ ولتاژ ثانويه ها بر حسب

ولت
۳ـ مقدار ظرفيت يا بار مجاز يا Burden بر حسب ولت آمپر +
۴ـ كلاس دقت كه مشخص كننده ميزان خطا در نسبت تبديل مي باشد و غالباً با يك عدد نشان داده مي شود كه تعيين كننده ميزان درصد خطا درولتاژ نامي مي‌باشد .

۵ـ۳)( مقره ها Insulaturs )
مقره ها يا ايزولاتور ها وسيله هايي هستند كه بعنوان نگهدارنده و همچنين جدا كنندة قسمتهايي از تأسيسات الكتريكي كه نسبت به هم يا نسبت به زمين داراي ولتاژ هستند مورد استفاه قرارمي گيرند مقره ها مي بايست هم تحمل ميداهاي الكتريكي و هم نيروهاي مكانيكي را داشته باشند . نيروهاي وارد بر مقره شامل عوامل زير مي باشند:
۱ـ نيروهاي مكانيكي :
الف ـ فشاروزن ناشي از سيم يا تجهيزات تحت ولتاژ هم چنين يخ روي آنها
ب ـ نيروي كشش ناشي از باد و طوفان
ج ـ نيروي خمش ناشي از باد و طوفان
۲ـ نيرواي ديناميكي : الف ـ نيرو ناشي از جريان اتصال كوتاه
ب ـ زلزله
استقامت مكانيكي مقره ها بستگي به جنس مقره و ضخامت آن دارد .
استقامت الكتريكي مقره ها بستگي به جنس مقره و طول و شكل ظاهري آن دارد .
جنس مقره ها معمولاً از چيني ، پرسيلن ، صمخ ، شيشه و رزين مي باشد .
به منظور افزايش استحكام مكانيكي و كاهش چسبندگي گرد و خاك و راحت و بهتر تميز نمودن سطح مقره يك لعاب شيشه اي بر روي مقره كشيده مي شود . از آنجائيكه مقره ها بيشتر در هواي آزاد و در معرض انواع آلوديگيها و گرد و خاك و هم چنين باران و شبنم قرار دارند لذا مي بايست مقره بتواند تحت شرايط فوق نيز استقامت الكتريكي خود را حفظ نمايد .
چون ذرات گرد و خاك و دوده و باران و رطوبت نسبتاً هادي جريان الكتريسيته مي باشند لذا به هنگام آلودگي سطح مقره و ريزش باران يك جريان خزشي از طريق سطح مقره بين قسمت تحت ولتاژ و زمين برقرار مي گردد كه بتدريج مقدار آن با بخار شدن رطوبت سطح عايق بيشتر شده و بصورت جرقه و قوس در سطح مقره برقرار مي گردد كه اين حالت را شكست جنبي مقره مي نامند لذا به منظور جلوگيري از اينحالت و افزايش ولتاژ قابل تحمل مقره ها قسمت خارجي آنها را بصورت برجسته و شيار فرم مي دهند تا به اين وسيله فاصله خزشي يا Creapage distance مقره افزايش پيدا نموده و همچنين آب باران بطور مقطع و نه پيوسته جاري مي گردد .

انواع مقره ها :
مقره هاي داخلي بر حسب محل استفاده به دونوع كلي نقسيم مي گردند :
۱ـ مقره هاي داخلي indoor 2ـ مقره هاي خارجي out door
1ـ مقره هاي داخلي در سطح ولتاژ فشار متوسط تا حداكثر ۳۳kv و در سالنهاي سر پوشيده مورد استفاده آن بيشتر به عنوان مقره هاي اتكايي يا ثابت

مي باشد و خود به دو نوع است :
الف ) مقره داخلي توپر ب) مقره داخلي توخالي
اين مقره ها چون در محيطهاي سر پوشيده مي باشند ومستقيماً در معرض عوامل جوي قرار ندارند لذا تعداد شيار هاي سطح خارجي آن كمتر است .
۲ـ مقره هاي خارجي نيز كه در هواي آزاد مورد استفاده

قرار مي گيرند بدو دسته تقسيم مي شوند :
الف ) مقره اتكايي يا پايه اي [Post Insulator] (P.I)
ب) مقره هاي زنجيره اي
مقره هاي اتكايي بر روي استراكچر قرار مي گيرند ووظيفه آن نگهداري تجهيزات تحت ولتاژ مي باشد و بر دو نوع مي باشد :
الف)ـ۲ مقره اتكايي توپر ازنظر الكتريكي غير قابل شكست هستند اين مقره ها را مي توان تا قطر معين و محدودي ساخت كه نمي تواند جوابگوي نيروهاي مكانيكي و ديناميكي در تمام قسمتهاي تأسيسات باشد .
ب)ـ۲ مقره اتكايي توخالي : در قسمتهاي از تأسيسات كه مقره بايد نيروهاي مكانيكي بيشتري را تحمل كند از مقره هاي توخالي استفاده مي شود لكن امكان شكست داخلي در اين نوع مقره ها بيشتر مي باشد زيرا در سوراخ داخل مقره نيز مانند سطح خارجي آن امكان نفوذ رطوبت و آلودگي كه از عوامل شكست الكتريكي زودرس هستند موجود است لذا براي بالا بردن اختلاف سطح شكست داخلي آن سوراخ داخل مقره را پس از پر كردن با گاز ازت خشك با فشار ۱٫۲ تا۱٫۵ اتمسفر مي پوشانند .
مقره هاي زنجيره اي كه جهت نگهداشتن سيم هاي هوايي درخطوط انتقال بكار مي روند خود بر دو نوع هستند :
۱ـ مقره هاي آويز كه در آن مقره ها در امتداد مسير هادي قرار مي گيرند.
۲- مقره هاي كششي چون بايد كشش سيم را نحمل نمايند لذا بايد داراي استحكام مكانيكي بيشتري نسبت به مقره هاي آويز مي باشند .
مقره هاي زنجيره اي كه از نظر شكل ساختماني داراي انواع زير مي‌باشند:
۱ـ مقره بشقابي : اين نوع مقره متداولترين نوع مقره هاي زنجيري مي‌باشند كه از سه قسمت تشكيل شده است : كلاهك فولادي ، بشقاب چيني يا شيشه اي ، ميله آويز بشقاب چيني در يك طرف داراي يك برآمدگي تقريباً نيمه كروي است كه در داخل كلاهك فلزي قرار مي گيرد و بوسيله سيمان يا سرب مذاب بهم ارتباط مي‌يابند داخل بشقاب علاوه بر سوراخي كه براي نصب ميله آويز يش بيني شده است داراي شيارهايي براي بالا بردن ولتاژ شكست چيني مقره مي باشد كه تعداد آنها بستگي به ميزان آلودگي محيط دارد . شدت حوزه بسيار زياد ومتراكم در چيني حوال و ميله آويز باعث تخليه الكتريكي و يونيزاسيون زودرس در همان نقطه مي شود كه درنهايت منجر به شكست داخلي مي گردد كه قابل رؤيت نيز نمي باشد.
مقره توپر : به منظور برطرف نمودن نقطه ضعف مقره هاي و كلاهك فولادي فاصله بيشتري مي باشند و درنتيجه امكان شكست داخلي وجود ندارد .
۳ـ ايزولاتور بلند يك تكه ساخته ميشود .

۶ـ۳) ( برقگيرها [Lightning Aresster] )
عواملي از قبيل رعد و برق واتصال كوتاه لحظه اي و قطع و وصل كليدهاي فشار قوي سبب ايجاد ولتاژهاي خيلي زياد ضربه اي مي گردند كه بصورت امواج بسيار از طريق خطوط انتقال به پستهاي فشار قوي وارد مي گردند و ممكن است باعث نعيوب شدن و خسارت ديدن تجهيزات فشار قوي شوند لذا به منظور حفاظت تجهيزات درمقابل اين اضافه ولتاژها از برقگير استفاده مي شود بقگير وسيله اي است كه مستقيماً بن قسمتهاي تحت ولتاژ و زمين قررا مي گيرد و در شرايط عادي كه ولتاژ مدار در حد طبيعي مي باشد هيچ جرياني از آن عبور نمي كند ولي با افزايش ناگهاني ولتاژ در نقطه اي كه برقگير نصب شده است بلافاصله عكس العمل نشان داده و ولتاژ اضافي را به زمين تخليه مينمايد .

انواع برقگيرها :
۱ـ برقگير لوله اي يا آرماتوري يا سوزني : اين برقگيرها درخطوط انتقال هوايي در دو سر زنجير مقره آويزي يا كششي و يادر دو سر بوشينگهاي دو طرف ترانسفورماتورها نصب ميگردد هف از تصب برقگير حفاظت مقره ها و بوشينگها از جرقه ناشي ازولتاژ زياد مي باشد . زيرا ولتاژ بجاي اينكه از طرق مقره ها يا بوشينگ جرقه بزند اينكار از طريق برقگير انجام مي گيرد و از سوي ديگر جرقه را از سطوح لعابي مقره ها يا بوشينگ دور ساخته و از سوختن آن جلوگيري بعمل مي آورد . اصول كار برقگير هاي ميله اي بر اساس تنظيم فاصله هوايي مناسب بين دوالكترودي كه با دستگاه مورد حفاظت بطور موازي بسته شده است ، مي باشد . فاصله هوايي بين دوالكترود بايد طوري انتخاب شود كه درمقابل بيشترين مقدار ولتاژ سيستم استقامت كن

د ولي ولتاژهاي زياد باعث تخليه الكتريكي در آن مي‌شود.

۲ـ برقگير با مقاومت غير خطي :

اين نوع برقگير از يك يا چند خازن سري همراه با يك يا چند مقاومت غير خطي تشكيل شده است اين خازنها ( فواصل هوايي) لازمند تادر حالت كار عادي سيستم از جريان الكتريكي بداخل برقگير جلوگيري شود . زمانيكه ولتاژ سيستم بعلتي بالا رود ، فواصل هوايي بين خازنها ، هادي جريا الكتريسيته خوهد شد و قوس الكتريكي در اين فواصل تشكيل مي

شود . از اين پس جرياني كه از مقاومت غير خطي عبور مي كند ميزان افت ولتاژ در دو سر
برقگير و درنهايت در دو سر سيستم مورد حفاظت را تعيين مي كند .

۳ـ برقگير لوله اي :
اين نوع برقگيرها از يك لوله توخالي و يك لوله توپر كه با فاصله هوايي مشخص از هم قرار گرفته اند (h2) علاوه بر اين فاصله هوايي خود برقگير با خط برقدار با فاصلة (h1) قرار گرفته است .

كنتور برقگير :
جهت مشخص كردن تعداد دفعات عملكرد برقگير معمولاً سيم زمين برقگير را ازداخل دستگاهي بنام كنتور برقگير عبور مي دهند .
تعاريف و اصطلاحاتي كه براي معرفي برقگيرها بكار مي رود :
۱ـ ولتاژ نامي برقگير (Rated Voltage) : بيشترين ولتاژ كجاز هم فركانس با شبكه است كه بن دو سر برقگير قرارمي گيرد . پس از گذر موج ضربه اي برقگير قادر است كه قوس الكتريكي بين فواصل هوايي را خاموش كند . بشرط اينكه ولتاژ سيستم از ولتاژ نامي برقگير بيشتر نباشد .
۲ـ (Discharge Current) : جريان تخليه اي كه بعد از وقوع قوس الكتريكي از برقگير عبور مي كند .
۳ـ(Ratede Frequence) : بوسيله اين شخصه ، فركانس يا دامنة فركانس شبكه قدرت كه برقگير در آن نصب مي شود تعيين مي گردد .
۴ـ (Power Frequence Spork Over) : مقدار مؤثر كمترين ولتاژ هم فركامس با شبكه كه در صورت برقراري بن دو سر برقگير باعث جرقة الكتريكي همه فواصل هوايي برقگير مي شود . (۵/ ـ ۲/۱)
۵ـ (Impulse Sparkover Voltage) : مقدار پيك كمترين موج ايمپاسي (۱۲٫۵۰) كه باعث عمل برقگير خواهد شد .
۶ـ (Residual Voltage) : بيشترين مقدار ولتاژي كه در حين تخليه جريان از برقگير ظاهر مي شود .
۷ـ (Rated Discharge Current) : مقدار پيك جريان ايمپاسي(۸٫۲۰) مي باشد كه برقگير قادر به خاموش كردن آن مي باشد .

۷ـ۳) تله موج (Line Trap) و واحد تطبيق كننده خط (Line Metching Unit)
براي ورود به بحث بررسي تله موج و واحد تطبيق خط لازمست ابتدا مختصري در مورد ارتباطات در شبكه هاي به هم پيوسته توضيح داده شود ارتباطات در شبكه هاي بهم پيوسته برق عمدتاً در رابطه با ديسباچينگ مطرح ميگردد . در شبكه هاي وسيعتر مراكز ديسباچينگ منطقه اي بوجود مي آيد كه يك مركز ديسباچينگ مادر هدايت مراكز ديسباچ

ينگ منطقه اي را بعهده مي گيرد . وظيفه اين مراكز كنترل و نگهداري سيستم برق از طريق رد و بدل كردن اطلاعات با پستها و نيروگاههاست . PLC وسيله اي است كه بوسيله آن انتشار فركانسهاي راديويي روي خطوط انتقال انرژي امكان پذير مي شود در حالي كه راديو از هواي آزاد بعنوان عامل انتشار استفاده ميكند فركانسهاي مورد استفاده PLC در رنج ۵۰۰KHZ-30 است كه براي ايزوله بودن از فركانس ۵۰HZ برق بهمقدار كافي بزرگ مي باشد و قدرت آن بين ۱تا ۲۰ وات مي باشد .

درحال حاضر علاوه بر استفاده ارتباط صوتي از PLC در موارد ديگري از قبيل كانالهايي براي رلة حفاظت ، تلهتري و كنترل فركانس بكار گرفته ميشود . در واقع امروزه استفاده از PLC در اكثر سيستمهاي قدرت امري ضروري و اجتناب ناپذير است . براي انتقال سيگنالهاي مخابراتي روي خطوط فشار قوي از طريق PLC احتياج به سه بخش جداگانه داريم : الف ـ ترمينال PLC ( دستگاه فرستنده و گيرنده )
ب ـ سيستم كوپلاژ ج ـ خطوط فشار قوي
قسمت الف و ج از بحث ما خارج است . براي اتصال ترمينال PLC روي خطوط فشار قوي با توجه به ولتاژ بسيار زياد خط ، مهمترين مسئله ايزوله كردن دستگاه مخابراتي از اين ولتاژ بسيار زياد مي باشد پس به منظور داشتن راندمان بهتر لازم است كه بين خطوط انتقال و دستگاه مخابراتي تطبيق امپدانس داده شود . در ضمن دستگاه PLC بايد از سيستم فشار قوي و فركانس آن يعني ۵۰HZ و ضربه هاي ناشي از قطع و وصل كليد هاي قدرت و رعد و برق و غيره ايزوله گردد .
سيستم هاي كوپلاژ اساساً از سه قسمت تشكيل شده اند :
۱- خازن كوپلاژ ۲- تله موج ۳ـ دستگاه تطبيق با خط
۱ـ خازن كوپلاژ : (High Voltage coupling capacitor)
اين دستگاه كه از تعدادي خازن سري تشكيل شده است دستگاه PLC را از ولتاژ بسيار زياد خط ايزوله مي كند و در مقابل ولتاژهاي مربوطه كاملاً مقاوم مي باشد به همين دليل قيمت آن نيز گران تمام مي شود . اين قسمت كه رابط بينخط فشار قوي و سيستم كوپلاژ ( تطبيق PLC ) است اصلي ترين بخش كوپلاژ را تشكيل مي دهد . مقدار خازن هاي كوپلاژ بين ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ پيكوفارد مي باشد اين قسمت سيگنالهاي كاربر را هدايت مي كند ولي سيگنالهاي قدرت ۵۰HZ را از تجهيزا حامل ( كاربر ) جدا مي كند .
۲ـ تله موج : Ware Trap or Line Trap
تله موج بطور سري با خط فشار قوي بين نقطه اتصال خازن كوپلاژ و نقطه ورودي خط انتقال به پست قرار ميگيرد . اين قسمت اساساً يك مدار رزونانس موازي مي باشد كه بايد فركانس فشار قوي ۵۰HZ را با حداقل تضعيف از خود عبور دهد ولي مانع از عبور فركانسهاي (۳۰-۵۰۰ KHZ) PLC شود . در ضمن قطعات آن بايد بتوانند درمقابل ولتاژ و جريانهاي موجود در خط انتقال مقاومت كنند .
۳ـ دستگاه تطبيق با خط : Line matchjing unit
اين دستگاه بين خازن كوپلاژ و سيستم فرستنده و گيرنده PLC قرار دارد و از سه قسمت اصلي تشكيل يافته است : الف ـ ترانسفورماتور تطبيق matching transformer
ب ـ برقگير ج ـ درين كويل drain coil
ترانسفرمر تطبيق براي جدا كردن سيستم فرستنده و گيرنده PLC از سيستم فشار قوي و حفاظت آن در مقابل صاعقه و ولتاژهاي ضربه اي ناشي از قطع و وصل كليدها و خطاهاي احتمالي ديگر و در ضمن جهت تطبيق امپدانس دستگاه PLC با خط فشار قوي مورد استفاده قرار مي گيرد . وظيفة برقگير حفاظت دستگاه در مقابل ولتاژهاي ضربه اي مي باشد و ولتاژهاي فوق را زمين مي كند . درين كويل اساساً يك مدار رزونانس مي باشد كه وظيفه آن اتصال كوتاه كردن باقيمانده برق فشار قوي به زمين مي باشد ، بنابراين درين كويل بايد برق شهر با فركانسهاي ۵۰Hz را بخوبي از خود عبور دهد ولي درمقابل فركانس هاي بالاي PLC بشدت مقاومت كند .

۴) حفاظت پستهاي فشار قوي
حفاظت توسط رله ها :
رله به دستگاهي اطلاق مي گردد كه در اثر تغيير كميتي الكتريكي يا مكانيكي مشخص تحريك گرديده و سبب به كار افتادن دستگاههاي الكتريكي ديگري مي گردد .
رلة حفاظتي رله اي است كه بمنظور حفاظت دستگ

اهها و تجهيزات الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرد . رله ها را مي توان ازجهات مختلف دسته بندي نمود يكي از اين جهات كميت مورد كنترل رله مي باشد به اين ترتيب رله ها به انواع زير دسته بندي ميشوند :
۱ـ رله هاي جرياني ( يعني رله هايي كه جريان را كنترل مي كنند ) مانند رله هاي اضافة جريان ـ ديفرانسيل

۲ـ رله هاي ولتاژي ( يعني رله هايي كه ولتاژ را كنترل مي كنند ) مانند : رله هاي اضافه ولتاژ ـ افت ولتاژ ـ تنظيم ولتاژ
۳ـ رله هاي واتمتريك ( يعني رله هايي كه جريان و ولتاژ را به اشكال مختلف كنترل مي كنند )مثل رله هاي كشنال و ديستانس
۴ـ رله هاي فركانسي ( يعني رله هايي كه فركانس را كنترل مي كنند )
۵ـ رله هايي كه كميات غير الكتريكي را مثل : گاز فشار و يا حرارت كنترل مي كنند مانند رله هاي : بوخهلتس ، رله اي حرارتي و…
۱ـ۴) رله اضافه جريان
ساختمان ابتدايي يك رله اضافه جريان ممكن است .
عبور جريان از سيم پيچها باعث بحركت در آمدن قسمت هاي متحرك در رله و در نتيجه وصل كنتاكت مربوط به صدور فرمان مي گردد . مي توان از طريق كشش فنر نگهدارنده رله يا از طريق تغيير تعداد دور رسم پيچ تنظيم جريان رله را مي توان تغيير داد . به اين رله ها ، رله هاي اضافه جريان با عملكرد آني يا رله هاي اضافه جريان با عملكرد بدون زمان مي گويند . معمولاً به هنگام وصل مدار ، براي چند لحظه اول جريان زيادي در مدار برقرار مي شود و در چنين شرايطي اگر رله اضافه جرياني كه در صفحه قبل تشريح مدار وجود داشته باشد موجب قطع كليد خواهد شد لذا معمولاً رله ها را به ترتيبي طراحي مي كنند تا هنگام تشخيص اضافه جريان بلافاصله فرمان تريپ ندهد . بلكه بعد از مقداري تأخير ( در حدود چند ثانيه ) فرمان تريپ بدهد . به اين رله ها رله هاي اضافه جريان تأخيري زمان معين مي گويند .
در شبكه معمولاً اضافه جريان بام مقادير مختلف اتفاق مي افتد . مثلاً اضافه جريان در حدود ۵/۱ برابر جريان نامي شايد براي چند لحظه روي شبكه و سيستم قابل تحمل باشد ولي اضافه جريان معادل ده برابر جريان نامي بهتر است كه هر چه سريعتر حذف شود. لذا وجود رله هايي لازم است كه اضافه جريان هاي زياد را خيلي زود و اضافه جريانهاي كم را قدري ديرتر قطع كنند . به اين رله ها ، رله هاي اضافه جريان زمان معكوس مي گويند . يعني رله هايي كه مدت زمان عملكرد شان با مقدار اضافه جريان نسبت عكس دارند . هر چه مقدار اضافه جريان بيشتر باشد زمان عملكرد كوتاهتر مي‌شود. گاهي رله هاي تاخيري را به يك رله بدون زمان نيز مجهز مي كنند .
حال كه صحبت از تنظيم رله هاي اضافه جريان شد اشاره مختصر به اين نكته بد نيست كه : تنظيم جريان و زمان يك رله اضافه جريان با توجه به شرايط زير تعيين مي شود :
الف ) تنظيم جريان رله با جريان نامي مدار مناسبت داشته باشد يعني (۱٫۴XIN تا ۱۸۵)
ب ) تنظيم جريان با توجه به قدرت اتصال كوتاه در مدار انجام شود .
( يعني به گونه اي تنظيم شود كه اتصاليهاي خيلي دور را به خاطر جريان كم نبيند).
ج ) تنظيم جريان و زمان بگونه اي انتخاب شود كه هر رله با رله هاي قبل و بعد از خود هماهنگ عمل كند .
۲ـ۴) رله اتصال زمين
به منظور حفاظت تأسيسات و تجهيزات پستها و نيروگاهها علاوه بر رله اضافه جريان از رلة اتصال زمين نيز براي جلوگيري از بروز اتصاليهاي فاز با زمين استفاده مي شود كه بدو صورت است : الف ) حفاظت شبكه زمين شده ب) حفاظت شبكه ايزوله يا زمين نشده .
الف ) حفاظت شبكه زمين شده : به سه طريق ممكن است صورت بگيرد :
۱ـ الف ) قرار دادن يك ترانس جريان در محل اتصال مركز سيستم با زمين و ال به اين قسمت اتصال زمين پيش آيد جريان اتصال زمين از محل اتصال مركز ستاره به زمين عبور كرده و رله اضافه جريان را تحريك مي كند .
۲ـ الف) قرار دادن يك ترانس جريان روي كابل خروجي بدين ترتيب در شرايط عادي كه جريان سه فازه تقارن دارد جمع برداري جريانها صفر بوده و در ثانويه ترانس جريان ، جرياني وجود ندارد ولي چنانچه به هرعلتي تقارن جريان از بين برود مثلاً بخاطر وجود اتصال زمين ، رله اضافه جريان تحريك شده و عمل مي‌كند.
۳ـ الف) قرار دادن ترانس جريان روي هر فاز البته با مشخصات فني كاملاً مساوي و پارالل كردن ثانويه اين ترانسهاي جريان و اتصال اين مجموعه پارالل شده به يك رله اضافه جريان. چنانچه جريان سه فاز متقارن باشد جمع ثانويه سه ترانس جريان برابر صفر خواهد بود ولي چنانچه جريان سه فازه از حالت تقارن خارج شود ديگر جمع ثانويه سه ترانس جريان برابر صفر نيست و جريان بوجود آمده از رله اضافه جريان عبور مي كند كه در صورت رسيدن اين مقدار جريان به حد نمظيم شده روي رله ، رله عمل خواهد كرد . ثانويه آنها قبل از پارالل شدن هر كدام از يك رله اضافه جريان نيز عبور كرده اند . در اين حالت خط مورد نظر به رله اضافه جريان حساس تر در نظر مي گيرند و تنها ويژگي رله اتصال زمين در شبكه زمين شده نسبت به رله اضافه جريان فقط همين است به لحاظ اصول كار و ساختمان داخلي رله هاي اتصال زمين و اضافه جريان هيچ تفاوتي با يكديگر ندارند.
ب ) حفاظت شبكه ايزوله يا زمين نشده : هرگاه شبكه اي زمين نشده باشد جهت تشخيص خطاي زمين از ناتعادلي ولتاژها استفاده مي شود . بدين صورت كه سيم پيچي ثانويه سه دستگاه v.t را كه بر روي سه فاز نصب شده اند بصورت سري بهم متصل نموده و با تشكيل يك مثلث باز (Open delta) دو سر انتهايي را به رله ولتاژ مي بنديم . در حالت عادي ولتاژ دو سر مثلث باز صفر است چون اين ولتاژ جمع برداري ولتاژ سه فاز مي باشد ولي به هنگام اتصال يك فاز با زمين جمع ولتاژ دو فاز سالم كه برابر است با ولتاژ يك فاز ، بدو سر مثلث باز يا رله ولتاژي قرار مي گيرد . رله اتصال زمين به همراه رلة اضافه جريان بعنوان حفاظت اصلي و يا ذخيره تجهيزاتي از قبيل خط ، ترانس ، باسبار ، و ژنراتور مورد استفاده قرار مي گيرد .
۳ـ۴) رله ديفرانسيل (Differctial relay)
يكي ديگر از رله هاي جرياني كه تفاوت دو جريان را كنترل مي كند رلة ديفرانسيل مي باشد .مثلاً جريان ورودي به يك سيستم با جريان خروجي از آن . قاعدتاً چنانچه سيستم اتصال داخلي نداشته باشد مي بايستي جريان ورودي و خروجي آن برابر باشد . از رله ديفرانسيل براي ژنراتورها ، باسبار ها و ترانسهاي قدرت استفاه مي شود . مواردي پيش مي آيد كه اتصال كوتاه در خارج از محدوده مورد حفاظت رله ديفرانسيل اتفاق بيفتد و جريان زيادي از دو طرف سيستم مورد حفاظت به جهت اتصال كوتاه عبور كند طبعاً اين دو جريان باهم بايستي برابر باشند ولي بخاطر اشباع متفاوت ترانسهاي جريان ، جريانها در طرف ثانويه ترانس جريانها به يك نسبت منتقل نشده و در طرف ثانويه تفاوت جريان به وجود مي آيد در اين حالت رله ديفرانسيل به اشتباه عمل مي كند . براي مقابله با اين خطا رله ديفرانسيلرا به عضو سد كننده (restraining element) يا به عبارت ديگر (Estab;izing element) مجهز مي كنند . عملكرد رله ديفرانسيل به نسبت بين جريان سد كننده و جريان عمل كننده بستگي دارد . چنانچه از رله ديفرانسيل براي حفاظت ژنراتور استفاده شود مشكل زيادي وجود نخواهد داشت چراكه جريان دو طرف بوبين ژنراتور برابر است . استفاده از رله ديفرانسيل براي حفاظت باسبار اين مسئله را پيش مي آورد كه ورودي و خروجي باسبارها معمولاً بيشتر از يكي مي باشند . ولي بهر حال اين قانون وجود دارد كه مجموع جريانهاي ورودي و به باسبارها با مجموع جريانهاي خروجي از آن برابر مي باشند به عبارت ديگر جمع جبري جريانهاي ورودي و خروجي از باسبارهاي مساوي صفر مي باشد .
استفاده از رله ديفرانسيل براي حفاظت ترانس قدري پيچيده تر است چون در ترانسفورماتورها به خاطر تفاوت پتانسيل و بخاطر وجود گروههاي مختلف اتصال در‌دو‌طرف‌ترانس‌اختلاف مقداري و اختلاف برداري و اختلاف مقياسي طرفين‌ترانس رفع گردد براي اينكار از ترانس جريانهاي فرعي استفاده مي شود كه به ترانس تطبيق (Trnas former Mathhing) موسوم است . اين ترانسها درمسير ثانويه ترانس جريانهاي اصلي قرار گرفته و با توجه به اينكه آنها را مي توان براي نسبت تبديلهاي مختلف تنظيم كرد به وسيلة آنها مي توان اختلاف برداري و اختلاف مقداري جريان طرفين ترانس را رفع نمود .
تا كنون در مورد رله هايي نوشته شد كه با جريان كار مي كردند اما رله هاي كه با ولتاژ كار مي كنند :

۴ـ۹ رله افت ولتاژ (Under voltage reloy)

از اين رله در شرايط مختلفي استفاده مي شود مثلاً اينكه يكي از دلايل افت ولتاژ در شبكه اضافه شدن بار است پس اين رله مي تواند با تشخيص افت ولتاژ وارد عمل شده قسمتهايي از شبكه را جدا كرده و بدين ترتيب ولتاژ را اصلاح كند و يا بجاي كم كردن بار به قسمتهاي نحريك كننده ولتاژ فرمان داده و ولتاژ افزايش پيدا كند . رله افت ولتاژ را مي توان روي مقدار ولتاژ مورد نظر تنظيم نمود مثلاً تنظيم روي ۸۰%Vn بدين معني است كه افت ولتاژ را اندازه ۸۰% ولتا

ژ نامي مجاز است ولي چنانچه از ۸۰ % ولتاژ كمتر شود رله عمل مي كند حال چنانچه رله افت ولتاژ را به يك تايمر مجهز كنيم در اين صورت فرمان رله افت ولتاژ با تأخيري كه قبلاً مقدار آن تنظيم كرده اين صادر خواهد شد . دياگرام (۴۲) مربوط به يك رله افت ولتاژ تأخيري مي باشد در اين دياگرام ترمينالهاي ۱و۲ محل اتصال ولتاژ مورد كنترل ترمينالهاي ۳و۴ محل اتصال ولتاژ تغذيه تايمر و ترمينالهاي ۵و۶ محل اتصال فرامين مورد نظر مي باشد .

۵ـ۴) رله اضافه ولتاژ (over Voltage realy)
برعكس رله افت ولتاژ مي باشد بدين ترتيب كه چنانچه ولتاژ از مقدار تنظيم شده روي رله ( مثلاً ۱۰%vn ) بيشتر شود رله وارد عمل خواهد شد طبعاً اين رله مي تواند فقط به قسمتهاي تحريك كننده فرمان دهد تا از مقدار تحريك كاسته شده ولتاژ پايين بيايد بنابراين كاربرد اين رله روي ژنراتورها و ترانسها مي باشد دياگرام (۴۳) به رله اضافه ولتاژ مربوط مي شود . در اين دياگرام ترمينال ۱و۲ محل اتصال ولتاژ مورد كنترل ترمينالهاي ۳و۴ محل اتصال ولتاژ تغذيه تايمر و ترمينالهاي ۵و۶ محل اتصال فرامين مورد نظر مي باشد . ازتركيب رله افت ولتاژ و رله اضافه ولتاژ مي توان يك مجموعه به وجود آورد كه به رله تنظيم ولتاژ موسوم است و براي ژنراتورها و ترانسهاي قدرت استفاده مي شود . بدين ترتيب كه مثلاً در مورد حفاظت ترانس فرض كنيم نسبت تبديل يك ترانس KVKV 20/66 باشد . يعني قرار است كه ما همواره ولتاژ ۲۰kv به شبكه بدهيم اين در صورتي ممكن است كه ولتاژ طرف اوليه ترانس ۶۶kv باشد حال چنانچه ولتاژ طرف اوليه زياد يا كم بشود طبعاً ولتاژ طرف ثانويه ديگر بيست كيلو ولت نخواهد بود يعني به همان نسبت كم يا زياد خواهد بود مثلاً چنانچه ولتاژ طرف اوليه ۶۰kv باشد در طرف ثانويه ۱۸٫۲kv خواهيم داشت . اين ولتاژ بايستي اصلاح شود و در مورد ترانس تنها راه چاره تغيير نسبت تبديل آن مي باشد يعني ترانس كه تا حالا نسبت تبديل آن ۶۶/kv بوده حالا بايستي به نسبت تبديل ۶۰/۲۰kv تغيير پيدا كند . اين تغيير را به وسيله تغيير درتعداد دور سيم پيچ مي تون ايجاد كرد . در اين شرايط ، هر چند به تعداد دور ثانويه اضافه كنيم در طرف ثانويه ولتاژ بيشتري خواهيم داشت . بنابراين ترانسها را معمولاً به گونه اي مي سازند كه بتوان تعداد دور سيم پيچ آنها را كم يا زياد كرد و به سيستمي كه اين تعداد دور سيم را كم يا زياد مي كند سيستم Top Changer مي گويند .
طرز كار تپ چنجر بدين ترتيب است كه چنانچه ولتاژ كاهش يابد رله افت ولتاژ در داخل رله تنظيم ولتاژ آنرا حس كرده و بعد از چند ثانيه به موتور تپ چنجر فرمان مثلاً راستگرد را مي دهد تا بدين وسيله تعداد سيم پيچهاي ترانس افزايش يافته و ولتاژ بالا برود تا جاييكه رله افت ولتاژ كه تحريك شده بود آزاد شود و چنانچه ولتاژ افزايش پيدا كند رله اضافه ولتاژ آنرا حس كرده و بعد از چند ثانيه به موتور تپ چنجر فرمان چپ گرد ( برعكس حالت قبلي ) تا بدين وسيله تعداد دو سيم پيچهاي ترانس كاهش يافته و ولتاژ پايين بيايد . اگر ترانس داراي دو سيم پيچ باشد مثلاً : ۶۶/۲۰kv و ۱۳۲/۲۰kv معمولاً سيسنم تپ چنجر را ر طرف فشار قوي ترانس قرار مي دهند .
فرمان تپ چنجر يا رله تنظيم ولتاژ را ر جهت افزايش ولتاژ را فرمان Rise و فرمان رله را در جهت كاهش ولتاژ را Lower مي گويند .
براي جلوگيري از عملكرد رله درمقابل نوسانات هميشگي شبكه معمولاً حساسيت رله را تنظيم روي ۲%un تنظيم مي گذارند .

براي جلوگيري از عملكرد رله درمقابل تغييرات ولتاژ گذرا و كوتاه مدت ( مثلاً چند ثانيه ) رله را به يك تايمر نيز مجهز مي كنند كه صدور فرامين با قدري تأخير انجام شود براي جلوگيري از متلاشي شدن تپ چنجر به هنگام عبور جريان اتصال كوتاه و سوختن كنتاكتهاي آن ، رله ولتاژ به قسمت ديگري مجهز مي شود كه در آن قسمت دو عامل جريان و ولتاژ كنترل مي شود تا چنانچه جريان از حد تنظيم خارج شود ( بيشتر شود ) مثلاً ۱٫۱In ياولتاژ از حد تنظي

م شده كمتر باشد مثلاً ۸۰%un ، اين قسمت فرامين رله تنظيم ولتاژ را بلوكه كرده و اجازه نمي دهد تا تپ چنجر در شرايط اتصال كوتاه عمل كند .
از ديگر رله هايي كه اطلاعاتشان را از ترانس ولتاژ دريافت مي كنند رله هاي فركانس هستند :

۶ـ۴) رله اضافه فركانس (over freguency relay)
معمولاً در نيروگاهها مورد استفاده قرار ميگيرند چنانچه تعداد دور گردش ژنراتور زياد شود فركانس توليد بالا مي رود در اين شرايط رله اضافه فركانس وارد عمل شده و فرامين لازم را ميدهد .

۷ـ۴) رله افت فركانس (under freguency relay)
اين رله معمولاً در پستهاي توزيع نصب مي شود چراكه از راههاي جلوگيري از افت فركانس كم كردن از بار ژنراتور ها مي باشد . حال چنانچه در سيستم فركانس افت كند رله افت فركانس آنرا ديده و قسمتهايي را كه قبلاً در نظر گرفته شده از شبكه جدا مي كند تا بار ژنراتورها كم شده و سرعت گردش آنها اصلاح بشود .

۸ـ۴) رله اضافه فلوي مغناطيسي (over flux relay)
اين رله نيز بر اساس سنجش دو عامل ولتاژ و فركانس عمل مي كند .وظيفه اين رله جلوگيري از اضافه شدن فلوي مغناطيسي در هسته ترانس مي‌باشد . اضافه شدن فلوي مغناطيسي در هسته ترانس با ولتاژ نسبت مستقيم و با فركانس نسبت عكس دارد . بنابراين رله اضافه فلو نسبت را مي سنجد .و چنانچه اين نسبت از عدد تنظيم شده بيشتر شود رله وارد عمل شده و پس از طي زمان تنظيم شدن فرمان لازم را مي دهد .

۹ـ۴) رله دايره كشنال
براي ايجاد حفاظت سلكتيو در شبكه ها از رله هاي

دايركشنال استفاده مي‌شود. براي اينكه هنگام بروز اتصالي در يك نقطه فقط قسمت معيوب از شبكه جدا گردد بسته به نوع شبكه تدابير مختلفي اتخاذ مي شود كه رله داير كشنال اين تصميمات را عملي مي سازد .

۱۰ـ۴) رله ديستانس (Distane relay)
در شبكه هاي فشار قوي براي حفاظت خط از رله ديستانس استفاده مي شود . واكنش رله ديستانس در برابر اتصالي معمولاً نسبت به فاصله نقط

ه اتصالي تا محل نصب رله تعيين مي گردد . بدين ترتيب كه ويژگيهاي مقاومتي هر كيلومتر از خط معلوم است . بنابراين چنانچه در فاصله معيني اتصالي پيش آيد مقدار مقاومت ظاهري ( امپدانس ياz )، مقاومت اهمي ( رزيستانس يا R ) و مقاومت سلفي (اندوكتانس يا XL ) و هدايت ظاهري ( آدميتانس ) و… آن معلوم است . اتصالي معمولاً با افت مقاومتهاي گوناگون خط همراه است . بنابراين چنانچه يك رله ديستانس نسبت به مقاومت ظاهري خط حساس باشد چنانچه مقاومت ظاهري خط ازمقدار تنظيم شده روي رله ديستانس كمتر شود رله ديستانس عمل خواهد كرد . با توجه به رابطه مقدار امپدانس با ولتاژ نسبت مستقيم و با جريان نسبت عكس دارد . در شرايط عادي ولتاژ خط به اندازه نامي و جريان خط معمولاً زير مقدار نامي يا حداكثر به اندازه آن مي باشد . بنابراين اندازه امپدانس قابل محاسبه مي باشد . حال چنانچه در شبكه اتصالي پيش آيد جريان زياد شده و برعكس ولتاژ افت خواهد كرد . به اين ترتيب با توجه به رابطه بالا مقدار امپدانس كم مي شود . هر چه محل اتصال نزديكتر به محل نصب رله باشد امپدانس خط اتصالي شده كمتر خواهد بود و چنانچه مقدار امپدانس كمتر از آنچه روي رله تنظيم شده است باشد رله ديستانس وارد عمل خواهد شد . اساس كار رله ديستانس مي باشد . يعني در شرايط عادي بوبين مقاومت كننده كه از ولتاژ شبكه تغذيه مي شود نيروي بيشتري دارد تا بوبن عمل كننده كه به جرين شبكه نتصل است . ولي چنانچه اتصالي در شبكه پيش آيد جريان زياد شده و ولتاژ كم مي‌شود بنابراين نيروي بوبين عمل كننده بيشتر از نيروي بوبين مقاومت كننده شده و رله عمل مي كند .
يعني در شرايط عادي بوبين نقاومت كننده كه از .لتاژ شبكه تغذيه مي‌شود نيروي بيشتري دارد تا بوبين عمل كننده كه به جريان شبكه متصل است ، ولي چنانچه اتصالي در شبكه پيش ايد جريان زياد شده و ولتاژ كم مي شود بنابراين نيروي بوبين عمل كننده بيشتر از نيروي بوبين مقاومت كننده شده و رله عمل مي كند . بدين ترتيب امپدانس شبكه تا نقطه اتصالي سنجبده مي‌وشود . تا اينجا ساختمان رله به گونه اي است كه امپدانس خط را با هر زاويه اي مي تواند ببيند . بنبراين اتصال كوتاه در هر طرف رله كه باشد ، رله واكنش نشان مي دهد . بنابراين مشخصه عملكرد رله ديستانس بصورت دايره مي باشد . چنانچه اتصال كوتاه داراي ويژگي صددرصد اهمي باشد چنانچه رو به روي رله واقع شود روي محور R در جهت آن خواهد

بود ولي اگر همين اتصالي پشت سر رله واقع شود روي محور R ولي درجهت مخالف آن خواهد بود حال اگر اتصالي مشخصة كاملاً سلفي داشته باشد و روبروي رله واقع شود روي محور XL و هم جهت با آن خواهد بود ولي اگر اتصالي مشخصه سلفي داشته باشد و پشت سر رله واقع شود روي محور XL و در خلاف جهت آن مي باشد و عموماً اتصال كوتاهها در شبكه تركيبي از مشخصة اهمي و سلفي مي باشند . به هر حال كافي است در اين شرايط امپدانس كوتاه از مقدار تعيين شده روي محور رله كمتر بشود تا رله عمل كند.
چنانچه در شبكه اتصالي همراه با مقاومت جرقه باشد ، يعني بجاي اينكه دو سيم كاملاً به هم متصل شوند به هم نزديك شده و هواي بين آنها يونيزه شده و جريان اتصالي از طريق سيمها و جرقه برقرار شود . بنابراين مقاومت جرقه به مقاومت سيمهاي هادي اضافه شده و اين يك نوع نقص به حساب مي‌آيد و براي رفع آن راههاي متفاوتي وجود دارد از جمله اينكه مي توان مركز دايره امپدانس تنظيم رله را نسبت به مركز محورهاي مختصات امپدانس جابجا نمود .
براي ايجاد هماهنگي بهتر در حفاظتهاي يك شبكه ضروري است كه هررله ديستانس فقط بتواند اتصالي هاي روبروي خود را ببيند . بنبراين لازم مي شود كه

رله ديستانس جهت دار شود . لذا مشخصه ديستانس بصورت چهار گوش روي محور R و محور XL جداگانه انجام مي شود . بسته به شرايط و ويژگي اتصالي مي توان براي اين مشخصه ابعاد مختلفي را در نظر گرفت .
معمولاً خط مورد حفاظت رله ديستانس را به قسمتاي مختلف تقسيم مي‌كنند و براي هر قسمت يك ديستانس در نظر مي گيرند در حفاظت ديستانس به هر قسمت zone مي گويند . zone1 نزديكترين قسمت به محل نصب رله ديستانس مي باشد بعد از آن zone2 و سپس zone3 و بعد از آن zone4 مي باشد و بخاطر ايجاد اطمينان و هماهنگي بيشتر در عملكرد رله هاي ديستانس يك شبكه ترتيبي مي دهند هر ديستانس در عين اينكه خط مربوط به خود را حفاظت مي كند خطوط جلوتر نيز بوسيله زون هاي بعدي ديستانس حفاظت شوند .

۵) اصول و روشهاي بهره برداري از پستهاي فشار قوي
اهميت صنعت برق در جامعه و تكنولوژي امروزي بر همگان معلوم است و اين صنعت بعنوان يك صنعت مادر جايي بس عظيم در دنياي عصر ما براي خود باز نموده است . بطوريكه اهم صنايع مستقيماً و يا غير مستقيم به نيروي الكتريسيته وابسته هستند در همين رابطه بخش عظيمي از سرمايه هاي هر كشور صرف تأمين نيروي الكتريكي مي شود . لذا اتخاذ روشهايي كه بر اساس آنها بتوان حداكثر بهره برداري را از تأسيسات مورد نياز تأمين انرژي الكتريكي نمود حائز اهميت ويژه اي است : معمولاً جهت تأمين انرژي الكتريكي مورد نياز يك مصرف كننده احتياج به احداث مراكز توليد انرژي و پستهاي افزاينده و كاهنده و شبكه هاي انتقال فوق توزيع و توزيع مي باشد . بنابراين ضمن طراحي اقتصادي طوريكه با حداقل سرمايه گذاري بتوان حداكثر استفاده از تأسيسات را نمود با بهره برداري صحيح از اين تأسيسات مي‌توان بطور قابل ملاحظه اي هزينه هاي تعميرات و سرويس را كاهش داد .
اطلاعات مورد نياز بهره بردار از پستي كه بهره برداري مي كند :
همانطور كه مي دانيم هر يك از تجهيزات پست داراي يك سري مشخصات فني مي باشد بنابراين كاربرد هر يك از اين تجهيزات با توجه به نياز استفاده از آنها مطابق مشخصات فني آنها يكي از اصولي است كه ضمن كاهش هزينه هاي اقتصادي اضافي در چگونگي بهره برداري مؤثر مي باشد و با توجه و انواع عيوبي كه ممكن است براي هر يك از تجهيزات پست رخ دهد وسايل حفاظتي خاصي وارد آيد در نظر گرفته مي شود . اصولاً انواع و اقسام رله هي حفاظتي براي طراحي هاي متفاوت جهت حفاظت قسمتهاي متفاوت يك سيستم اعم از توليد ، انتقال ، پست و توزيع بكار برده مي شود كه تا حدودي بررسي شد اما همانطوريكه مشخص است معمولاً اين دستگاههاي حفاظتي جهت كشف عيوب و نواقصي است كه پيش بيني نشده هستند بطوريكه امكان كشف زمان وقوع اين عيوب قبل از واقعه ممكن نيست بنابراين ني

از به كنترل دائم پست توسط اپراتور و يا توسط مركزي كه اطاعات مورد نياز براي كنترل را هر لحظه آماده داشته باشد ( مركز دسيپاچينگ ) ضروري است چرا كه با كنترل به وقع و كاربرد دستورالعملهاي بهره برداري صحيح مي توان تا حدود بسيار

زيادي ار بروز نقص جلوگيري نمود .

تقسيم بندي تجهيزات در طرح حفاظتي يك پست فشار قوي :
۱ـ وسايل اندازه گير : شامل ترانس جريان و ترانس ولتاژ PT وCT سنجشي
۲ـ وسايل عمل كننده : شامل دژنكتورها
۳ـ وسايل تصميم گير : شامل كليه رله هاي حفاظتي براي قسمتهاي متفاوت به شرح ذيل :
حفاظتهاي خطوط فوق توزيع و انتقال
حفاظت اصلي : ديستانس
حفاظت هاي پشتيبان : جريان زياد و اتصال زمين ، جريان زياد جهت دار و اتصال زمين ، جهت دار خطاي ديژنكتور ، اتوكلوزر يا وصل مجدد .

حفاظت هاي ترانس قدرت :
حفاظت اصلي : ديفرانسيل
حفاظت پشتيبان سمت فشار ضعيف ، اتصال زمين محدود ، جريان زياد جهت دار و اتصال زمين
حفاظت هاي عمومي ترانس قدرت : فوي مغناطيسي زياد ، حرارت سيم پيچها ، حرارت روغن ، يوخهلتس ، ديافراگم
حفاظت هاي باس بار :
حفاظت اصلي : ديفرانسيل باس بار با چك زون و باس زون
حفاظت پشتيبان : جريان زياد
حفاظت هاي خطوط خروجي توزيع : جريان زياد واتصال زمين ، وصل مجدد
تنظيم ولتاژ : رله تنظيم ولتاژ
حفاظت مدار DC : اتصال زمين DC

دستورالعملها :
وجود دستورالعملها در سيستمهايب بزرگ توليد نيرو در شبكه هاي به هم پيوسته براي رسيدن به هدفهاي اقتصادي ، عملياتي و اطمينان از شبكه را كاملاً واجب و ضروري است اين دستورالعملها خط مشي در بهره برداري را تعيين نموده وكليه افراد مسئول را جهت به انجام رسانيدن وظائف خود ياري مي دهد .
اين دستورالعملها داراي محاسن بسيار زيادي مي باشند ، از آن جمله وظائف ثابت كاركنان را مشخص نموده و اعمال آنها را در سمت اپراتوري طوري تعيين مي نمايد كه همواره مورد اعتماد مركز كنترل باشند دستورالعمل مناسب با روشهاي منطقي را جهت يك بهره برداري صحيح و مطمئن همواره مشخص نموده و موارد زير را تعيين مي كند :
۱ـ وظيفه اي كه هر شخص بايد بعهده بگيرد .
۲ـ اطلاعات صحيح و مناسب جهت به انجام رساندن اين وظائف .
۳ـ زمان صحيح و دقيق اتفاقات .

۴ـ سوابقي كه بايد نگهداري شود .
با انجام صحيح اين دستورالعملها ، اپراتورها مي توانند بطور يكنواخت انجام وظيفه نموده و ضمناً با دقت و جديتي كه در كارها مبذول مي دارند ، اعتماد مسئ

ولين را هر چه بيشتر جلب نموده و در اين مهم از اختيارات بيشتري توأم با مسئوليت برخوردار شوند .
دستورالعملهاي صحيح احتياج به تجزيه و تحليل و مطالعه دقيق موضوعات مختلف داشته واغلب راه حلهايي و مسائل جديدي را باعث مي شوند . اين دستورات بخصوص براي افراد جديد فوق العاده مؤثر و با ارزش مي باشند .

دستورالعمل مخصوص پستها :
اين دستورالعملها كاملاً جنبه اختصاصي داشته و طرز عمل و بهره برداري از يك ايستگاه يا پست بخصوص را مشخص مي نمايند و معمولاً توسط مركز كنترل يا رئيس و يا مسئول پست براي افراد آن پست بخصوص تهيه و تنظيم ميگردد .