متاسفانه راهنمای مناسبی برای برخی از تجهیزات قدرت به صورت عادی در دسترس نیست، چرا که برای آنها عملا هیچ کتابی نوشته نشده است و اصولا تنها راهنمای کاربردی برای این دست از تجهیزات توسط شرکت های سازنده تهیه می شود که در این حالت نیز سایر مهندسین نمی توانند به راحتی به آنها دسترسی داشته باشند.

کلید خلاء چیست

کلید قطع کننده خلا که به آن Vacuum interrupter می گویند، کلیدی است که کنتاکت های آن در یک محفظه خلا قرار دارند.

این تجهیز قطعه اصلی و هسته اصلی مدارشکن های ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا به حساب می آید. هنگام جداشدن کنتاکت ها، در خلا، آرک رخ داده که بلافاصله خاموش می گردد. از قطع کننده های خلا می توان برای دژنکتور و کلید قطع کننده بار استفاده کرد.

این کلید خاصیت ترمیم دی الکتریک را داشته و یک قطع کننده عالی برای قطع جریان های فرکانس بالایی که در اثر ایجاد آرک بر روی جریان فرکانس خط اضافه می شود، می باشد.

بر اساس عملکرد کلید خلا، دو عدد کنتاکت که به آن الکترود می گویند، در شرایط عملکرد عادی به صورت بسته باقی می مانند. در صورت بروز خطا در هر قسمت از سیستم، کویل مدارشکن انرژی دار شده و سرانجام کنتاکت ها از هم جدا می شوند. لحظه ای که کنتاکت های بریکر موجود در خلا باز می شوند، به دلیل یونیزاسیون بخارات فلز کنتاکت ها، یک آرک بین کنتاکت ها تولید می شود.

در این لحظه الکترون ها، بخارات فلزی، و یون های تولید شده توسط آرک سریعا بر روی سطح کنتاکت های بریکر جمع شده که باعث بهبود قدرت دی الکتریک می شوند، در نتیجه آرک سریعا خاموش می شود.

مزایای کلید قدرت خلا

• VCB ها دارای قابلیت اطمینان بالا، حجم کم و عمر بالا.
• رنج بالای کاری.
• نبود خطر آتش سوزی.
• فاقد سر و صدا و آلودگی صدایی.
• قدرت دی الکتریک بالا.
• نیاز به قدرت کم برای کنترل.

همچنین باید توجه داشت محفظه قطع کننده باید کاملا خلاء بوده و فشار آن بر اثر عوامل خارجی فزونی نیابد.

از کلیدهای خلا در سیستم های انتقال نیروی برق، واحد تولید برق و سیستم های توزیع برق برای راه آهن و کارخانه های صنعتی استفاده می شود.

امروزه در حدود 80 درصد اپراتورهای شبکه قدرت در دنیا تصمیم گرفته اند که از تکنولوژی کلید قدرت خلاء استفاده کنند. هم اکنون آلمان سهم بالایی از بازار بریکرهای خلاء را اختیار دارد.

کلید SF6 چیست

کلیدهای فشارقوی SF6 اولین بار در سال 1956 ساخته و مورد استفاده قرار گرفتند. در این نوع کلید‌ها از گاز SF6 یا هگزا فلوئورید گوگرد به عنوان خاموش‌کننده جرقه، عایق بین دو کنتاکت و نگهدارنده ولتاژ استفاده می‌شود. این گاز الکترون‌های آزاد را جذب کرده و سبب ایجاد یون منفی بدون تحرک می شود. این عمل باعث کاهش تعداد الکترون‌های آزاد در گاز شده و درنتیجه مانع ایجاد ابر بهمنی الکترون ها، شکست عایق و ایجاد جرقه می‌گردد. استقامت الکتریکی گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الکتریکی هوا می‌رسد و در صورتی که فشار آن به 3 تا 5 اتمسفر برسد، استقامت الکتریکی آن 10 برابر هوا خواهد بود.

ازنظر شیمیایی کاملاً با ثبات است و میل ترکیبی آن خیلی کم و غیرسمی می‌باشد و تقریباً 6 برابر هوا وزن دارد. این گاز درمقابل حرارت زیاد نیز پایدار و غیرقابل اشتعال است. همچنین گاز هگزا فلوئورید گوگرد دارای قابلیت هدایت حرارتی بسیار زیادی می‌باشد. مجموعه این عوامل باعث می‌شود تا گاز SF6 هم در خاموش کردن جرقه بسیار مؤثر باشد وهم عایق بسیار با ارزشی به شمار رود. به دلیل مشخصات خوب این گاز و خاصیت عایقی مناسب آن، حجم تجهیزاتی که از گاز SF6 به عنوان عایق استفاده می‌کنند به مراتب کمتر از تجهیزاتی است که از عایق‌های دیگر استفاده می‌کنند و به همین دلیل، امروزه استفاده از این گاز به عنوان عایقی تجهیزات الکتریکی بسیار رایج شده است.

در این کلید، از دو نوع کنتاکت استفاده شده است. کنتاکت‌های جرقه‌زن یاArcing Contact‌ها و کنتاکت‌های اصلی. این کنتاکت‌ها به شکل لوله ساخته شده‌اند که در درون یکدیگر قرار می‌گیرند. موقع قطع کلید، کنتاکت‌های متحرک به سمت پایین حرکت می‌کنند. ابتدا کنتاکت متحرک اصلی از کنتاکت ثابت اصلی جدا می‌شود. در این حالت کنتاکت‌های جرقه‌زن به هم متصل بوده و بنابراین جرقه‌ای در کلید ایجاد نمی‌شود. با پایین آمدن کنتاکت متحرک، گاز در محفظه پایینی فشرده شده که باعث باز شدن شیر رابط و هم‌فشار شدن محفظه‌های بالایی و پایینی می‌شود.

با پایین آمدن کنتاکت‌های متحرک، کنتاکت‌های جرقه‌زن از هم جدا شده و جرقه ایجاد می‌شود. در جریان‌های کم، با عبور جریان از صفر، گاز SF6 مقاومت دی‌الکتریکی خود را باز یافته و جرقه خاموش می‌شود. در جریان‌های اتصال کوتاه، فشار گاز درون محفظه بالایی بر اثر جرقه بالا رفته و شیر رابط را می‌بندد. با عبور جریان اتصال‌کوتاه از صفر، این گاز از طریق نازل از محفظه خارج شده و جرقه را خاموش می‌کند. در حالت قطع کلید، گاز SF6 مقاومت دی الکتریک خود را باز یافته و مانع از جرقه‌زدن دو کنتاکت می‌شود.

مزایای کلید SF6

از مزیت‌های کلید SF6 می‌توان به حجم کوچک کلید، وزن کم، عدم خوردگی تجهیزات کلید به دلیل میل ترکیبی کم گاز SF6، قطع سریع جرقه، طول عمر زیاد، عدم احتیاج به تعمیرات و تست‌های مداوم و… اشاره کرد.

بر روی این کلیدها، معمولا وضعیت قطع و وصل بودن کلید، و وضعیت فنر مکانیزم از لحاظ شارژ بودن توسط نشان‌گرهایی مشخص می‌شود. تعداد دفعات قطع و وصل کلید نیز معمولا توسط یک شمارشگر نشان داده می‌شود. برای این کلید‌ها معمولا دو کلید فشاری جهت وصل و قطع کلید در نظر گرفته شده است. در بسیاری از انواع این کلیدها، مکانیزم قطع و وصل به صورت فنر شارژ شده است. در این نوع کلیدها، برای قطع یا وصل کلید باید فنر مکانیزم شارژ شده باشد. فنر موقع وصل کلید توسط یک اهرم شارژ شده و در هنگام قطع کلید دشارژ می‌شود. می‌توان این کلید‌ها را با یک موتور الکتریکی کوچک مجهز کرده اند تا بتوان فنر مکانیزم را به طور اتوماتیک شارژ کرد. همچنین برای صدور فرمان قطع و وصل از راه دور، کلید را می‌توان با رله‌های موازی مجهز ساخت.

کلیدهای SF6 را امروزه در دو نوع ثابت و کشویی تولید می‌کنند. طراحان بسته به کاربرد و محل استفاده از یکی از این دو نوع استفاده می‌کنند. در نوع کشویی، کنتاکت‌های کلید از طریق بوشینگ‌ها به باس‌بارهای موجود در انتهای پانل متصل می‌شوند. در این حالت امکان Rack in و Rack out کردن کلید به راحتی وجود دارد.

اجزاء کلید SF6

1. محفظه گاز SF6 که کنتاکت‌های کلید در آن قرار گرفته‌اند.
2. ترمینال‌های ورودی و خروجی کلید.
3. دکمه قطع کلید.
4. دکمه وصل کلید.
5. نشانگر وضعیت وصل و قطع کلید.
6. نشانگر وضعیت شارژ فنر.
7. شمارشگر تعداد دفعات قطع و وصل کلید.
8. اهرم مربوط به شارژ فنر کلید.
9. قفل کلید که با استفاده از آن می‌توان کلید را قفل کرد تا دیگران اجازه وصل یا قطع آن را نداشته باشند.
10. نشانگر فشار مخزن گاز SF6 که در بعضی از انواع وجود دارد.
11. فیوزهای فشارقوی که برای حفاظت در برابر جریان‌های زیاد اتصال کوتاه استفاده شده‌اند.

در جزوه مقایسه کلید خلاء و SF6 به شما اطلاعات ارزشمندی در 62 اسلاید پاورپوینت ارائه می شود، از ویژگی های خوب این جزوه استفاده از تصاویر بسیار کاربردی و البته کمیاب می باشد.

راستی! برای دريافت مطالب جديد در پیج اینستاگرم PowreEn عضو شويد.