کلید هوایی | Air Circuit Breakers

فهرست مقاله | در این مقاله به عناوین زیر می پردازیم

کلید هوایی چیست

بلاگ کلید هوایی

سوالات متداول کلید هوایی

معرفی

کلید هوایی یا همان ACB مخفف کلمه Air Circuit Breaker ، یک کلید اتوماتیک است که در جریان های بالا و در ورودی تابلو برق فشار ضعیف مورد استفاده قرار می گیرد .چون عملیات اطفاء جرقه یا آرکی که هنگام کلید زنی در محفظه ای پر شده با هوای آزاد انجام می شود به این کلید ها کلید اتوماتیک هوایی می گویند. این کلید ها هم برای سویچینگ و هم جهت قطع مدار در برابر خطاهای ایجاد شده در شبکه مانند اتصال کوتاه ، افزایش حرارت و … مورد استفاده قرار می گیرد .کلید های هوایی فشار ضعیف عموما در رنج جریانی 630 تا 6300 آمپر و در ولتاژ کاری 690 ولت تولید می شوند.

انواع کلید هوایی

کلید های هوایی در دو نوع ساخته می شوند، کلید نوع ثابت یا فیکس و کلید نوع کشویی . در نوع ثابت کلید و بدنه کاملا به یکدیگر کوپل شده اند و کلید بر روی تابلو به صورت مستقیم نصب می گردد اما در نوع کشویی، کلید داخل یک محفظه قرار می گیرد و و آن محفظه داخل تابلو نصب شده و خود کلید با استفاده از یک دستگیره چرخان که در پایین کلید قرار دارد، در داخل محفظه حرکت می کند، این قابلیت معمولا در سایت هایی که هزینه زمانی تعویض کلید در مواقع خرابی بسیار بالا باشد و یا امکان قطع مدار بصورت طولانی وجود نداشته باشد بسیار کاربردی است. در کلید های هوایی کشویی کلیه اتصالات به قسمت کشو وصل بوده و کلید در زمان بسیار کوتاهی قابل تعویض است.

کلید هوایی ، کاربردها

نحوه عملکرد کلید اتومات هوایی

کلیدهای اتومات هوایی دارای دو عدد کنتاکت اصلی (از جنس مس ) و کنتاکت جرقه زن (از جنس کربن) می باشند . وظیفه کنتاکت اصلی عبور جریان در زمان وصل بودن مدار و وظیفه کنتاکت جرقه زن، انتقال جرقه های ناشی از قطع نمودن مدار به سمت جرقه گیر می باشد ( در کلید های هوایی محفظه ای به نام جرقه گیر وجود دارد که به صورت شبکه ای و از جنس سیلیس و یا آزبِست ساخته می شوند). جرقه گیر موجب تبدیل آرک به جرقه های کوچکتر شده و باعث می شود زودتر قابل کنترل و در نتیجه خاموش شوند که این امر یا کمک دمنده هوا یا از طریق نیروی مغناطیسی حاصل از عبور جریان از یک حلقه که منجر به انتقال جرقه می شود انجام می شود . در لحظه قطع کلید ابتدا کنتاکت های اصلی از هم جدا می شوند (در این حالت آرکی زده نمی شود)، درحالی که هنوز کنتاکت جرقه زن وصل می باشد، سپس کنتاکت های جرقه زن قطع می شود که باعث ایجاد جرقه بین آن ها می شود، این جرقه ها (هم به لحاظ حرارتی و هم یه به لحاظ الکترومغناطیسی ) به سمت محفظه جرقه گیر می رود .قوس الکتریکی ایجاد شده در قسمت ناودان (محفظه جرقه گیر) سردتر، طولانی‌ تر و شکافته می‌شود، بنابراین ولتاژ جرقه بسیار بزرگ‌تر از ولتاژ سیستم در زمان کارکرد بریکر می‌شود و بنابراین قوس الکتریکی در نهایت خاموش می‌شود ( میرا شده و از بین می رود ).

مزایا و معایب استفاده از کلید هوایی

مزایا

معایب

تجهیزات جانبی کلید هوایی

ما در اینجا به بررسی این حفاظت ها میپردازیم :

حفاظت اضافه بار (L)

این فانکشن قابل تنظیم، اثر یک هادی بی متال را در کلید شبیه سازی می کند و به شرایط اضافه بار واکنش نشان می دهد و تعیین می کند که بریکر چه مقدار جریان را به طور مداوم منتقل کند. نقطه پیکاپ نامی که در آن دستگاه، اضافه بار را تشخیص می دهد، 1.075 برابر آمپر انتخاب شده است. (این پارامتر در هر دو محور زمان و جریان قابل تنظیم است ). پس از روشن شدن کلید در مدار، تا زمانی که به تاخیر تعیین شده توسط تنظیمات مربوطه نرسد، کلید مدار را قطع نمی کند.(مشابه عملکرد بی متال و کلید حرارتی در حفاظت موتور)

حفاظت اتصال کوتاه با تاخیر زمانی (S)

این مشخصه وظیفه حفاظت تجهیزات در برابر اتصال کوتاه را بر عهده دارد ، و در ۲ محور زمان و جریان قابل تنظیم است . این مشخصه نقش بسیار مهمی در selectivity حفاظت دارد .

حفاظت اتصال کوتاه لحظه ای (I)

این پارامتر وظیفه حفاظت تجهیزات در برابر اتصال کوتاه های با قدرت قطع زیاد و در زمان بسیار کوتاه یا آنی را ایفا می کند ، و فقط در محور جریان قابل تنظیم است . (بدون وقفه مدار را قطع می کند)

حفاظت نول (N)

در مواردی که سطح مقطع نول حداقل برابر با فاز است و جریان در نول از مقدار فاز بیشتر نمی شود، لازم نیست برای نول حفاظت اضافه جریان ایجاد شود. نول باید در برابر اضافه جریان محافظت داشته باشد اگر:

1. سطح مقطع نول کمتر از سطح مقطع فاز است.
2. بارهای غیر خطی که هارمونیک های مرتبه سوم (یا مضرب های آن) را تولید می کنند داشته باشیم.
3. ممکن است به دلایل عملیاتی (دیاگرام چند منبع) یا دلایل ایمنی (کار در حالت بدون برق) نیاز به خاموش کردن نول باشد.

حفاظت زمین (G)

این مشخصه وظیفه حفاظت تجهیزات در برابر اتصال کوتاه زمین را بر عهده دارد و در هر دو راستای زمان و جریان قابل تنظیم است برای تشخیص خطای زمین از روش های زیر استفاده می گردد :

1. آشکارسازی از طریق هادی PE ( در اتصال کوتاه زمین )
2. آشکارسازی از طریق جمع جبری جریان های ۳ فاز ( خطای نشتی جریان زمین)

در شکل زیر این دسته بندی ها را برای دو برند مطرح بازار ایران یعنی زیمنس و اشنایدر ملاحظه میفرمایید.

نکته : تفاوت رله شنت و رله آندر ولتاژ

• اولین تفاوت ، اعمال نیرو در رله شنت به صورت آنی و از محل تغذیه خارجی است دلیل آن مسئله حفاظت است که ما در تمامی موارد آن را در نظر می‌گیریم.
• دومین تفاوت، بین کنتاکت های باز رله شنت سیمی وجود دارد که پس از اعمال قطع کلید موجب قطع شدن ولتاژ بوبین می‌شود.
• سومین تفاوت این است که تنها رله آندر ولتاژ عملیات قطع کلید را در زمان افت ولتاژ انجام می‌دهد و رله شنت توانایی انجام این کار را ندارد.
• آخرین تفاوت ، بوبین رله آندر باید همواره تغذیه شود تا در حالت بسته باقی بماند اما لزومی به برق دار بودن همیشگی رله شنت نیست. رله شنت تنها نیازمند یک پالس برای عمل کردن می‌باشد.

نحوه انتخاب کلید هوایی

پارامترهای مهمی که در انتخاب کلید هوایی تأثیر گذارند به شرح زیر می باشند :

نکات نصب

• کار نصب باید توسط پرسنل مجرب انجام شود.
• قبل از شروع کار نصب، بریکر بالادست را قطع کنید تا تمام منابع برق قطع شود.در غیر این صورت ممکن است شوک الکتریکی رخ دهد.
• پیچ ترمینال ها را به طور ایمن تا حد مشخص شده محکم کنید در غیر این صورت ممکن است آتش سوزی رخ دهد.
• پایه ی ACB را روی سینی با استفاده از پیچ های نصب محکم کنید. در غیر این صورت، هنگام عملیات تخلیه ممکن است کلید سقوط کند.
• برای اطمینان از فضای قوس کافی (فاصله عایق)، از مسدود کردن دریچه های گاز قوس ACB خودداری کنید. در غیر این صورت احتمال سوختگی ناشی از گاز قوس با دمای بالا وجود دارد.
• کلید هوایی را در مکانی قرار ندهید که در معرض دمای بالا، رطوبت زیاد، هوای غبارآلود ،گاز خورنده، لرزش و شوک، یا سایر شرایط غیرعادی باشد.نصب در چنین مناطقی می‌تواند باعث آتش‌سوزی، نشتی یا اختلال در عملکرد شود

نحوه شارژ فنر و استفاده از کلید اتومات هوایی

پس از شارژ شدن فنر، مکانیزم کلید آماده وصل شدن است با فشار دادن شاسی CLOSE بر روی کلید هوایی، کنتاکت های دخلی کلید به هم وصل شده و با فشار دادن شاسی OPEN، مدار قطع می شود.

اجزای تشکیل دهنده کلید هوایی

1. دکمه ریست
2. قاب
3. دکمه خاموش
4. نشانگر قطع و یا وصل بودن کلید هوایی
5. دکمه روشن
6. برچسب اطلاعات
7. نشانگر شارژ یا دشارژ بودن کلید
8. دکمه سه حالته کشو
9. نشان دادن موقعیت های اتصال، تست و جداسازی
10. هَندل جابجا کردن کلید
11. باز کردن
12. بسته کردن