مقاله بررسی کلیدهای فشار قوی در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

کلیدهای فشار قوی تنها یک وسیلة ارتباط بر قرار کردن بین مولد ها و ترانسفورماتورها و مصرف کننده ها و سیمهای انتقال انرژی و یا جدا کردن آنها از یکدیگر نیستند . بلکه حفاظت دستگاها و وسایل و سیستمهای الکتریکی را در مقابل جریان زیاد و بار زیاد و جریان اتصال زمین نیز بعهده دارند . بدین جهت با چشم پوشی از بعضی حالتهای استثنائی باید کلیدهای فشار قوی بتوانند هر نوع جریانی را اعم از جریان کوچم بار سیمها ( جریان خازنی خطوط ) و یا جریان مغناطیسی ترانسفورماتور بدون بار تا بزرگترین جریانی که ممکن است در شبکه بوجود آید ( جریان اتصال موتاه ) از خود عبور دهند بدون اینکه اثرات حرارتی و یا دینامیکی این جریانها خطراتی برای کلید فراهم سازد . در ضمن نوعی از کلیدها ، ( کلید قدرت ) باید قادر باشند هر نوع جریان با هر شدتی را ( جریانهای عادی و یا جریانهای اتصال کوتاه ) در کوتاه تذرین مدت قطع و وصل کنند و بالاخره کلیدهای فشار قوی باید قادر باشند در حالت قطع ( جدا بودن تیغه ها ) هر نوع ولتاژی که بین دو سرباز کلید ( دو تیغه باز کلید ) بر قرار می شود بدون کوچکترین احتمال ایجاد قوس الکتریکی تحمل کنند .

به طو کلی باید کلید های فشار قوی در حالت های مختلف دارای شرایط ومشخصاتی به شرح زیر باشند .

1- در حالت بسته : انواع کلیدهای فشار قوی باید اولاً در مقابل عبور جریان بار و یا حتی جریان شدید اتصال کوتاه از خود مقاومت قابل ملاحظه ای نشان ندهند و در ثانی در مقابل اثرات حرارتی و دینامیکی این جریانها در یک زمان گسترده و طولانی باید کلیدهای فشار قوی دارای پایداری و ثبات قابل ملاحظه ای باشند . به عبارت دیگر باید کلیدهای فشار قوی از یک استقامت حرارتی و دینامیکی تعیین شده و مورد اطمینانی برخوردار باشند .

انتخاب صحیحی مقاطع قسمتهای هدایت کننده جریان کلید در کم کردن مقاومت عبور بسیار موثر است .

2- در حالت بار (قطع مدار ): باید کلید قادر باشد اختلاف سطح الکتریکی موجود بین دو کنتاکت باز را به طور کاملاً مطمئن تحمل کند . مقدار و شدت این ولتاژ بستگی به وضعیت و کیفیت ومحل نصب کلید دارد ،مثلاً اگرکلیدی وسیله ارتباط دو شبکه ای را فراهم می سازد که ممکن است نسبت به هم آسنکرون نیز باشند در حالت قطع کلید هر دو طرف کلید زیر پتانسیل قرار دارد .

3- تمام قسمتهای کلید که در شرایطی هم پتانسیل فشار الکتریکی شبکه هستند باید در موقع قطع و یا در حالت وصل به طور کاملاً مطمئن نسبت به زمین و نسبت به قطبها و تیغه های دیگر کلید و یا گازهای و بخارات و مایعاتی که خود کلید متصاعد می شود نیز نباید باعث نقصان بیش از مجاز قدرت عایقی قسمتهای مختلف کلید گردد .

4- کلیدهای فشار قوی باید بتوانید مدار الکتریکی را از ولتاژ نامی نامی به بندید . البته در بعضی کلیدها (قطع کننده ها )این شرط بدون عبور جریان صادق است (بدون توجه به جریانهای کوچک بار سیمها) و در برخی دیگر (کلید قدرت) شرط محدودیت جریانی وجود ندارد و باید بتوان آنها را در زیر هر جریانی حتی جریان اتصال کوتاه موجود در شبکه نیز بست .

5- کلیدفشار قوی باید بتواند مدار الکتریکی رادر ضمن عبور جریان باز کند . این شرط فقط برای قطع کننده لازم نیست مراعات شود ( از جریان کوچک شارژ صرف نظر می شود).

نظر به اینکه شرایط 4و5 مشکلات اصلی کلیدهای قدرت فشارقوی را فراهم می کنند ، ساختمان و مکانیسم کلید و چگونگی قطع و وصل کلید با توجه با شرایطی که در بند 4و5 به آن اشاره شد طرج ریزی می گردد .

از نظر کار با شبکه کمال مطلوب است ، اگر هر یک از کلید ای فشار قوی شامل کلیه شرایطی که فوقاً به آن اشاره شد باشد . ولی چون از دیدگاه اقتصادی تجمع کلیه شرایط در یک کلید مقرون به صرفه نیست کلیدهای خاصی خاصی با شرایط به خصوص و محدودی طرح و ساخته می شود که عبارتند از :

الف - قطع کننده یا سکسیونر

قطع کننده وسیله ای است برای ارتباط دستگاهها و سیستمهای برقی و اصولاً در جائی بکار برده می شود که بدون ولتاژ کردن آن قسمت مورد نظر باشد . قطع و وصل این کلید در صورتیکه از جریان کوچک شارژها صرف نظر شود ، نباید باعث قطع جریان و یا برقراری جریان گردد . به عبارت دیگر قطع و وصل سکسیونر باید بدون ایجاد جرقه انجام گیرد و درحالت وصل بودن کلید و ارتباط بر قرار کردن بین دستگاهها نباید هیچ نوعی جریانی با هر شدتی (جریان بار ، جریان اتصال کوتاه ضربه ای و غیره ) به کلید آسیبی وارد کند و یا باعث گرم کردن ، ارتعاش کردن و یا باز شدن تیغه کلید شود و یا اثرات دینامیکی آن موقعیت کلید را به خطر بیاندازد .

در ضمن باید این کلید در حالت قطع دارای قدرت عایقی بسیار قوی در دو سر تیغه باز کلید باشد . زیرا سکسیونر باز در حقیقت حفاظت افرادی را که در شبکه بدون ولتاژ شده کار می کنند نیز به عهده دارد .



2-قطع جریان مداری که از مقاومت اهمی و سلفی موازی تشکیل شده است .

در چنین مداری در شکل زیر در لحظه عبور جریان از صفر و خاموش شدن قوس الکتریکی جریان در شاخه سلفی و شاخه اهمی با هم برابر هستند ولی صفر نیستند . لذا در لحظه ای بعداز خاموش شدن جرقه در مدار L-R ولتاژی ایجاد می شود که برابر ولتاژ مولد در همین لحظه است .

این ولتاژ به علت وجود مقاومت اهمی R که اینک با مقاومت انوکتیوL به صورت سری در می آید با ثابت زمانی به شکل یک تابع اکسپوننسیال به طرف صفر میل می کند . در نتیجه باعث می شود که شبیه مدار کاپاسیتیو دو طرف کلید پتانسیل بگیرد که یکی مربوط به مولد و دیگری مربوط به اندوکتیویته یعنی مصرف کننده است . تفاوت این دو پتانسیل ولتاژ برگشت در کلید می باشد . چنانچه دیده می شود این ولتاژ در لحظه قطع جرقه از صفر شروع می شود و آهسته بالا می رود (سطح هاشور خورده در شکل ) و راه را برای برگشت جرقه مشکل می کند .




این پدیده بسیار مهم در صنعت کلید سازی مورد توجه خاص قرار می گیرد و باعث ساختن و بوجود آمدن کلید باز شده است . زیرا کلید بار نیز در موقعی قطع می شود که در طرف مصرف کننده هنوز بارهاییی به صورت اندوکتیو و مقاومت اهمی موازی وجود دارد و از این جهت بهتر است جزو مشخصات کلید بار ضریب بار ضریب توان مصرف کننده نیز ذکر گردد .