تنظیمات کلید هوایی

کاربرد کلید های مدار شکن در برق

کلیدهای مدارشکن‌ها در اندازه‌های مختلفی ساخته می‌شوند و می‌توانند از یک کلید کوچک مورد استفاده در یک منزل تا یک کلید بزرگ که برای محافظت مدارهای ولتاژ بالا و تغذیۀ یک شهر به کار می‌رود متفاوت باشند.

مورد مصرف این کلید‌ها عمدتأ در ورودی تابلو‌ها می‌باشد و در همۀ تابلوهای برق فشار ضعیف مانند صنایع سیمان؛ نفت و مخابرات مورد استفاده قرار می‌گیرد که هم جریان بالایی دارد و هم برقراری (Selectivity) کامل بین کلیدهای ورودی و کلیدهای خروجی که معمولأ از نوع کلید اتوماتیک (کمپکت) می‌باشند ضروری است.

مختصر کاربرد کلیدهای هوایی:

• سوئیچینگ اصلی در سیستم های توزیع نیرو
• اندازه گیری بسیاری از پارامترهای شبکه از جمله هارمونیک
• ثبت کلیۀ خطاها، آلارم ها و بسیاری از پارامترها و رویداد های مهم
• رنج وسیعی از تجهیزات جانبی شامل کنتاکت کمکی و خطا، رله های تریپ (شانت و آندر) ، اینترلاک، موتور و غیره

عملکرد کلید هوایی چگونه است؟

عملکرد این نوع مدار شکن با بقیۀ انواع مدار شکن ها متفاوت است، هدف اصلی تمام مدار شکن ها جلوگیری از ایجاد جرقه بعد از جریان صفر با ایجاد یک وضعیت که در آن کنتاکت فاصله در برابر ولتاژ مجدد سیستم مقاومت می کند. هدف مدار شکن های هوایی هم همین گونه است اما با روشی متفاوت؛ برای قطع قوس الکتریکی یک ولتاژ آرک بیشتر از ولتاژ تغذیه ایجاد می کند، ولتاژ قوس به عنوان حداقل ولتاژ مورد نیاز حفظ قوس الکتریکی است، این مدار شکن ولتاژ آرک را با سه روش اصلی متفاوت افزایش می دهد:

با خنک کردن پلاسمای جرقه ولتاژ آرک را افزایش می دهد، همانطور که درجه حرارت قوس پلاسما کاهش می یابد، تحرک ذرات در قوس پلاسما کم می شود بنابراین گرادیان ولتاژ بیشتر برای حفظ قوس الکتریکی مورد نیاز است.

ممکن است ولتاژ قوس، طول مسیر قوس را افزایش دهد. وقتی طول مسیر قوس افزایش می یابد مقاومت مسیر افزایش می یابد از این رو برای حفظ همان قوس، ولتاژ بیشتری نیاز است تا در سراسر مسیر قوس استفاده شود، این بدان معناست که ولتاژ قوس افزایش یافته است، تقسیم قوس به تعداد قوس های سری نیز ولتاژ قوس را افزایش می دهد.

در هنگام بروز خطا رلۀ الکترونیکی به کمک ترانس های نمونه بردار جریان خطا را حس کرده و طی زمان معینی فرمان دشارژ فنر به عبارتی فعال ساحتن مکانیزم جریان قطع توسط کلید صادر می گردد. به طور کلی مکانیزم شارژ کلیدها یا به شکل گردننده (Rotary) است و یا به صورت فنر شارژ شده (Spring Charged) است.

اجزای یک کلید هوایی

کلیدهای هوایی دارای رله هایی که در داخل خود کلید جاسازی شده اند (Built-in) می‌باشد، ویژگی این رله‌ها خاصیت تأخیری یا Time Delay آن هاست که عنصر اصلی در تأمین هم برقراری از طریق صدور فرمان قطع با تاخیر می‌باشند.

پدیده ی هم برقراری چیست؟

هم برقراری همان پدیدۀ تقدم قطع در خروجی‌ها نسبت به ورودی هاست، به این معنی که اگر خطایی در یک فیدر خروجی رخ داد، ابتدا کلید خروجی قطع شود و  در صورت تداوم خطا روی مدار و عمل نکردن کلید خروجی، کلید ورودی با تاخیر کل تابلو را بی برق می‌کند. اهمیت این موضوع در این است که در صورت وقوع خطا در یکی از خروجی‌ها کل تابلو بی برق نشود.

اجزای رلۀ حفاظتی در کلید هوایی

در این نوع از کلیدهای فشارقوی، نیز مانند بقیۀ انواع کلیدهای فشارقوی برای خاموش کردن جرقۀ ناشی از قطع جریان، باید مکانیزمی در نظر گرفته شود. در کلیدهای هوایی، از محفظه‌های جرقه‌گیر بزرگ جهت خاموش کردن جرقه استفاده می‌شود. این محفظه‌ها از جنس سیلیس و یا آزبِست بوده و به صورت مشبک و لایه لایه ساخته می‌شوند. جرقه‌گیر، باعث تقسیم جرقه به جرقه‌های کوچکتر شده تا این جرقه‌ها زودتر خاموش شوند.

این کلید‌ها دارای دو نوع کنتاکت هستند. کنتاکت‌های اصلی که در شرایط وصل کلید، وظیفۀ عبور جریان را بر عهده دارند و کنتاکت‌های جرقه زن یا Arcing Contact ها که در لحظۀ قطع و وصل کلید وظیفۀ هدایت جرقه به سمت جرقه گیر را دارا می‌باشند.

در بعضی از انواع این کلیدها، از یک دمنده و یا یک حلقۀ مغناطیسی برای هدایت جرقه به داخل جرقه‌گیر استفاده می‌شود، در حالتی که از دمنده استفاده شود، جریان هوا باعث هدایت جرقه به سمت جرقه‌گیر خواهد شد.

در حالتی که از حلقۀ مغناطیسی استفاده شود، جریان عبوری از حلقه، نیرویی مغناطیسی ایجاد کرده که این نیرو، جرقه را به سمت بالا هدایت می‌کندبا این کار جرقه از داخل محفظه جرقه‌گیر عبور خواهد کرد.

در لحظۀ قطع کلید، ابتدا کنتاکت‌های اصلی کلید از هم جدا شده در حالی که کنتاکت های جرقه زن هنوز به هم اتصال دارند با جدا شدن کنتاکت های جرقه زن، بین آن‌ها جرقه به وجود آمده که این جرقه از داخل محفظۀ جرقه‌گیر عبور کرده و خاموش می‌شود.

استفاده از کنتاکت های جرقه زن، هم چنین باعث می‌شود تا بین کنتاکت‌های اصلی جرقه‌ای به وجود نیاید و در نتیجۀ این کنتاکت‌ها آسیبی نبینند.

در این کلید‌ها ممکن است از فیوزهای فشارقوی جهت حفاظت در برابر جریان‌های اتصال کوتاه استفاده شده باشد.
مکانیزم قطع و وصل این کلید‌ها معمولاً به صورت فنر شارژ شده است، بدین صورت که فنر مکانیزم توسط اهرم و به صورت دستی و یا توسط یک موتور الکتریکی شارژ شده و کلید در وضعیت آماده برای بهره‌برداری قرار می‌گیرد.

با فشار دادن دکمه ON بر روی کلید کلید وصل و با فشردن دکمه Off کلید قطع می‌شود.
در نوعی از این کلیدها، می‌توان از آن به عنوان کلید زمین نیز استفاده کرد. بدین صورت که پس از بیرون آوردن کلید از داخل تابلو، توسط اهرم مربوطه ورودی‌های کلید به هم متصل می‌شوند. با جازدن کلید داخل تابلو، این ورودی‌ها زمین شده که باعث می‌شود تا مصرف‌کننده پشت کلید، از نظر الکتریکی زمین شود. این وضعیت توسط صفحه‌ای در جلوی کلید نشان داده می‌شود.