کلید قدرت یا کلید اتومات (سوئیچ) وسیله ای است که برای قطع و وصل یک مدار الکتریکی به صورت خودکار یا دستی استفاده می شود. به عبارت دیگر کلید یک وسیله کنترل کننده است که جریان الکتریکی را قطع می کند یا جهت جریان را در مدار تغییر می دهد. تقریباً تمام سیستم های الکتریکی و الکترونیکی حداقل از یک سوئیچ برای کنترل عملیات روشن و خاموش (on/off) دستگاه استفاده می کنند. به عبارت ساده، از یک کلید اتومات برای کنترل عملکرد مدار با فعال یا غیرفعال کردن کل یا قسمت های خاص یک مدار استفاده می شود.

کلید های قدرت نقش مهمی در سیستم های کنترل ایفا می کنند، لذا ممکن است در همه جا حتی برای دستگاه های کوچک و همچنین وسایل بزرگ متوجه آنها شوید. کاربردهای متعددی از سوئیچ ها مانند کلیدهای روشن و و انواع کلید زنی برای عملیات روشن و خاموش برای نقاط روشنایی، فن ها، رایانه ها، چاپگرها، دمنده ها در ساختمان های مسکونی و تجاری، خودروها، رایانه ها و موبایل ها، روباتیک و حساس هوافضا و کاربردهای نظامی وجود دارد.

از آنجایی که کلید برای کنترل عملکرد روشن و خاموش دستگاه ها استفاده می شوند، انواع مختلف کلید های اتومات را برای کاربردهای مختلف در صنعت برق در دو بخش ولتاژ بالا(HV) ولتاژ پایین (LV) بررسی می کنیم.

کاربردهای متعددی از سوئیچ ها مانند کلیدهای روشن و کلیدهای کلیدی برای عملیات روشن و خاموش برای نقاط روشنایی، فن ها، رایانه ها، چاپگرها، دمنده ها در ساختمان های مسکونی و تجاری، خودروها، رایانه ها و موبایل ها، روباتیک و حساس هوافضا و کاربردهای نظامی وجود دارد.

از آنجایی که کلید برای کنترل عملکرد ON & OFF دستگاه ها استفاده می شود، انواع مختلف کلید های اتومات را برای کاربردهای مختلف در صنعت برق در دو بخش ولتاژ بالا(HV) ولتاژ پایین (LV) بررسی می کنیم.

کلید های قدرت

دستگاه های سوئیچینگ مکانیکی هستند که قادر به ایجاد، حمل مداوم و قطع جریان در شرایط مدار عادی و همچنین برای مدت محدودی در شرایط غیرعادی مانند اضافه بار و اتصال کوتاه هستند. انواع مختلفی از قطع کننده های مدار وجود دارد که از دستگاه های کوچک تا تابلو برق بزرگ برای محافظت از مدارهای جریان کم تا مدارهای ولتاژ بالا استفاده می شود.

انواع

کلیدهای مدار بر اساس سطح ولتاژشان به دو دسته تقسیم می شوند: کلیدهای مدار ولتاژ بالا و ولتاژ پایین

1. کلید های قدرت مدار ولتاژ بالا

از انواع اصلی کلیدهای فشار قوی می توان به کلیدهای فله روغن، روغن حداقل، هوا، انفجار هوا، SF6 و کلید وکیوم اشاره کرد.

کلیدهای مدار روغن حجیم

کلید روغن فله از کمترین ولتاژ با یک قطع در هر فاز تا 330 کیلو ولت با شش وقفه در هر فاز متغیر است. از ویژگی های آن می توان به سادگی، استحکام و عملکرد بی صدا اشاره کرد. این عملیات اساساً به تشکیل گازها در روغن توسط قوس بستگی دارد که فشار بالایی را در فضای محدود ایجاد می کند. در جریان های بالا با فشار بسیار بالا ایجاد شده و وقفه در هیدروژن رخ می دهد.

در جریان‌های پایین‌تر، فشار پایین‌تر اثر خنک‌کنندگی زیاد وجود دارد که قوس را خاموش می‌کند. اگرچه کلید روغن حجیم به دلیل هزینه و وزن آن در ولتاژهای بالاتر از کار افتاده است، اما مزیت ذاتی بزرگ ترانسفورماتورهای جریان داخلی را دارند.

کلیدهای مدار حداقل روغن

کلیدهای مدار حداقل روغن از کمترین ولتاژ با یک قطع در هر فاز شروع می شوند. برای بالاترین ولتاژها با 20 قطع در هر فاز در 735 کیلو ولت طراحی شده اند. از ویژگی های این نوع می توان به سادگی، عملکرد بی صدا و ارزان بودن آن اشاره کرد.

اصول عملیاتی مانند روغن فله است اما در یک حجم محصور کوچکتر برای استفاده از انرژی قوس برای خاموش کردن خود به جای فشار حجمی روغن. به دلیل ویژگی‌های آن و آزمایش‌های زیادی که در طراحی قطع کننده مدار روغن کوچک انجام شده است، در همه ولتاژها قابل قبول‌تر می‌شود. با این حال، نسبت به سایر انواع کلیدهای مدار، به تعمیر و نگهداری مکرر نیاز دارد.

کلید قطع کننده مدار هوا

کلید قطع کننده های مدار هوا به طور کلی تا حدود 22 کیلو ولت استفاده می شود. عملیات آنها به طولانی شدن و خنک کردن کانال های قوس بستگی دارند. ویژگی‌ها رتبه‌بندی بالا و نگهداری کم برای تعداد زیادی عملیات است. این نوع قطع کننده مدار ذاتاً گران است و معمولاً فقط در مواردی مانند سیستم های کمکی برای نیروگاه ها یا پست های برق استفاده می شود که تعداد زیادی.عملیات مورد نیاز باشد.

کلید قطع کننده های مدار انفجار هوا

کلید قطع کننده مدار انفجار هوا در محدوده ولتاژ وسیعی استفاده می شوند، اما به دلیل ملاحظات هزینه، بهتر است به محدوده ولتاژ بالا (132 کیلو ولت و بالاتر) که در آن جریان بسیار بالایی مورد نیاز است، محدود شوند. آنها به طور سنتی برای سوئیچینگ کوره قوس الکتریکی در 33 کیلو ولت استفاده می شوند.

عملکرد و ویژگی های این نوع عبارتند از بالاترین درجه بندی، نگهداری کم، و سطح سر و صدا در هنگام نصب با صدا خفه کن کم است. می توان آن را با مقاومت وصل (closing resistor) برای بهبود بازیابی ولتاژ نصب کرد. عوامل فوق این کلید قدرت را برای سیستم های انتقال با بالاترین ظرفیت مناسب تر می کند.

کلیدهای قطع کننده مدار ( SF6 هگزا فلوراید گوگرد)

مدار قطع کننده SF6 (سولفور هگزا فلوراید) در حال حاضر رایج ترین نوع مورد استفاده است. کاربردهای آن از 11 کیلو ولت به بالا می باشد و استفاده تجاری از آن در اوایل دهه 1980 آغاز شد و سپس تصور می شد که نوع اصلی قطع کننده مدار در چنین ولتاژهایی باشد. اخیراً برخی از مشکلات عمدتاً با شکل موج های سوئیچینگ ولتاژ جلوی شیب دار کشف شده است که می تواند اضافه ولتاژهای تشدید فرو در ترانسفورماتورهای ولتاژ ایجاد کند. طرح های جدیدتری از گاز در حال توسعه است. یکی از آنها گاز فریون است، اما توسعه بیشتر در قوانین جدید متوقف شد.

مکانیسم وقفه به گاز الکترونگاتیو SF6 بستگی دارد که تمایل زیادی به الکترون‌های آزاد دارد. هنگامی که یک قوس در این گاز کشیده می‌شود، الکترون‌های رسانا جذب می‌شوند تا یون‌های منفی نسبتاً بی‌حرکت تشکیل دهند.

این باعث می شود که قوس ناپایدار شود و زمانی که قدرت الکتریکی شکاف خیلی سریع بهبود یابد، به راحتی خاموش می شود. عملکرد و ویژگی های این نوع دارای بالاترین درجه بندی، سطح نویز پایین به دلیل سیستم گاز مدار بسته و بسیار مناسب برای نصب با روکش فلزی می باشد.

کلید قطع کننده مدار خلاء

قطع کننده های مدار خلاء مبتنی بر استفاده از قطع کننده های خلاء هستند. در حال حاضر این کلید ها تا 33 کیلو ولت تولید می شوند و دارای جریان بالای 1600 آمپر هستند. کلید های قطع کننده خلا عملاً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند و در مواردی که تعداد کلید ها در یک سری پایین نگه داشته می شود، بسیار زیاد است. نگهداری این کلید ها ساده است و عمدتاً در سیستم های توزیع و برق رسانی راه آهن استفاده می شوند.

2. کلید های قدرت مدار ولتاژ پایین

انواع اصلی قطع کننده های فشار ضعیف شامل مدار شکن های مینیاتوری، کیس های قالبی، مدار قطع کننده های فشار ضعیف هوا و نشتی ارت می باشند.

کلیدهای مدار مینیاتوری

کلیدهای مینیاتوری فقط در ولتاژ پایین، عمدتاً در مصارف خانگی یا صنعتی سبک یا تجاری استفاده می شوند. جایگزینی مناسب برای محافظت از مدارهای شعاعی یا حلقه ای ارائه می دهند. آنها دستگاه های تک فاز و چند فاز هستند. محدوده جریان بار نامی معمولی تا100 آمپر با حداکثر امتیاز اتصال کوتاه 16 کیلو آمپر در 240 ولت هستند. کلیدهای مدار مینیاتوری معمولاً از یک سیم پیچ اضافه بار سری برای قطع سریع اتصال کوتاه و یک عنصر دو فلزی برای خاموش شدن در بارهای اضافه استفاده می کنند.

کلید اتومات کمپکت (کلید مدار قالبی)

کلید اتومات کمپکت نیز فقط برای کاربردهای ولتاژ پایین استفاده می شوند. آنها اساساً یک نسخه ارتقا یافته از قطع کننده مدار مینیاتوری هستند و همیشه دستگاه های سه فاز هستند. آنها دارای درجه بندی جریان معمولی از 100 تا 2500 آمپر و دارای نرخ اتصال کوتاه تا 50 کیلو آمپر در 415 ولت باشند. برخی از طرح ها همچنین دارای برش هایی مشابه فیوز محدود کننده جریان هستند و همه دارای اتصال کوتاه ذاتی هستند. و دستگاه های حفاظت از اضافه بار حرارتی. همچنین ممکن است دارای محافظ در برابر نشت زمین باشند. از نظر تجاری به عنوان کلید اتومات کمپکت شناخته می شوند.

این کلید ها را می توان در تمام کاربردهای ولتاژ پایین یافت: در تابلوی توزیع برق مسکونی، در مرکز توزیع برق صنعتی، و در پانل های تغذیه اصلی برق مورد استفاده در ساختمان های بزرگ مانند ادارات، بیمارستان ها و مراکز خرید.

کلید قطع کننده مدار فشار ضعیف هوا

کلید اتومات کمپکت نیز فقط برای کاربردهای ولتاژ پایین استفاده می شوند. درجه بندی جریان معمولی از 100 تا 2500 آمپر هستند و ممکن است دارای نرخ اتصال کوتاه تا 50 کیلو آمپر در 415 ولت باشند. برخی از طرح ها همچنین دارای برش هایی مشابه فیوز محدود کننده جریان هستند و همه دارای اتصال کوتاه ذاتی هستند. و دستگاه های حفاظت از اضافه بار حرارتی. همچنین ممکن است دارای محافظ در برابر نشت زمین باشند. از نظر تجاری به عنوان کلید اتومات کمپکت شناخته می شوند.

کلید کمپکت تمام کاربردهای ولتاژ پایین مانند: تابلوی توزیع برق مسکونی، ساختمان های بزرگ مانند ادارات، بیمارستان ها و مراکز خرید می توان یافت.

کلیدهای قطع کننده مدار نشتی زمین

کلید قطع کننده مدار نشتی زمین (ELCB) ترکیبی از یک قطع کننده بدون فیوز و یک آشکارساز جریان نشتی برای جلوگیری از آتش سوزی یا برق گرفتگی ناشی از خراب شدن عایق الکتریکی است. حفاظت کامل از مدار در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه یا نشت زمین را فراهم می کند.

قطع کننده های مدار نشتی زمین (ELCB) شامل یک واحد قطع کننده مدار متشکل از مکانیزم سوئیچینگ، خاموش کننده های قوس الکتریکی، یک دستگاه قطع جریان اضافه و غیره، یک ترانسفورماتور جریان توالی فاز صفر، یک تقویت کننده و سایر موارد برای تشخیص جریان نشتی زمین است. این اجزا در محفظه و روکش قالبی مقاوم در برابر حرارت و ضد قوس قرار می گیرند.

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.