کلید هوایی چیست ؟ ( انواع کلید هوایی اشنایدر)

کلید هوایی یا به صورت کامل کلیدهای مدارشکن قدرت هوایی (Air Circuit breaker) یا دژنکتور (Disjoncteur) یک نوع سوئیچ اتوماتیک فشار کم است که در جریان زیاد استفاده می شود. به عبارت دیگر ، از آنجا که مکانیسم سیستم اطفاء جرقه در کلید هوایی در هوای آزاد انجام می شود ، به این سوئیچ ها ، سوئیچ هوا گفته می شود. کلید هوایی یک کلید فشار قوی است که علاوه بر قطع و وصل مجدد خط ، از شبکه نیز محافظت می کند. در نتیجه عبور بیش از حد توان از طریق آن یا اضافه بار ، ژنراتورها از همگام سازی خارج شدند.

ساختار کلید های هوایی به چه صورت است؟

 میکروسوئیچ فشاری قوی طوری طراحی شده اند که به صورت خودکار از طریق رله یا به صورت دستی از اتاق کنترل و همچنین از زمین ، تحت ولتاژ و در شرایط بار و در مدارهای کوتاه که جریان عبوری از مدار ممکن است تا 10 برابر باشد در صورت وجود کار می کند. جریان نامی در قطع کننده مدار ، آنها می توانند مدار را بدون آسیب رساندن به آن قطع کنند.

کلیدهای هوا برای محافظت از مدار الکتریکی در برابر خطرات اضافه بار ، اتصال کوتاه ، هدایت زمین و محافظت از موتور و دینام طراحی شده اند. برخلاف فیوز که یکبار کار می کند ، باید تعویض شود و مدار مجدداً (اتوماتیک یا دستی) وارد شود.

اتصال کوتاه

اتصال کوتاه یکی از مهمترین خطاهای احتمالی است که در شبکه رخ می دهد. این گسل ها ممکن است در اثر برخورد یک یا دو فاز با زمین ایجاد شوند ، که دو یا سه فاز را به یکدیگر متصل می کند و…. در این حالت ، یک جریان بزرگ ، حدود 10 تا 100 برابر جریان عادی ، از شبکه عبور می کند. عبور این جریان می تواند انواع مختلف مضرات بر روی شبکه داشته باشد که مهمترین آنها اثرات حرارتی بر تجهیزات است که باعث سوختگی و آسیب به عایق آن می شود.

این ممکن است چند ثانیه در یک زمان طول بکشد. بنابراین ، اشکال زدایی سیستم باید در کوتاه ترین زمان ممکن انجام شود. از سیستم حفاظتی برای تشخیص ناهنجاری های شبکه و جداسازی قسمت معیوب از سایر قسمت ها استفاده می شود. قطعه معیوب را با استفاده از رله ها قطع می کند.

عمر مفید کلیدهای پنوماتیک دو برابر کلیدهای یکپارچه است و بسته به نوع ترانسفورماتور ، نیروی برش این نوع کلیدها بیشتر از کلیدهای تعبیه شده است که معمولاً بین 55 تا 200 کیلو آمپر است.

حداکثر جریان این کلیدها تا 6300 آمپر است. جریان ثابت و جریان نرم این سوئیچ ها از 630 آمپر تا 6300 آمپر متغیر است ، آنها در دو حالت ثابت و کشویی ساخته می شوند ، سازندگان تابلو با توجه به الزامات طراحی یکی از این دو نوع را برای بهبود کار پنل انتخاب می کنند. از آنجا که این سوئیچ ها از رله های الکترونیکی و ریزپردازنده ها استفاده می کنند ،از دقت و انعطاف پذیری بسیار بالایی برای حفاظت و انتخاب پذیری در شبکه برخوردارند.

کاربرد کلید های مدار شکن در برق

کلیدهای قطع کننده در اندازه های مختلف هستند و می توانند از یک سوئیچ کوچک مورد استفاده در خانه گرفته تا یک سوئیچ بزرگ که برای محافظت از مدارهای فشار قوی و عملکرد شهری استفاده می شود ، متغیر باشد.

این تابلوها عمدتا در ورودی تابلوها و در همه صفحات الکتریکی ولتاژ پایین مانند صنایع سیمان ؛ نفت و مخابرات مورد استفاده قرار می‌گیرد که مشخصه آنها جریان زیاد و انتخابی کامل بین کلیدهای ورودی و خروجی است که معمولاً از نوع سوئیچینگ خودکار (داخلی) هستند.

مختصر کاربرد کلیدهای هوایی:

• کلید اصلی در سیستم های توزیع برق
• اندازه گیری بسیاری از پارامترهای شبکه از جمله هارمونیک
• همه خطاها ، زنگ هشدارها و بسیاری از پارامترها و رویدادهای مهم را ثبت کنید
• طیف گسترده ای از لوازم جانبی شامل  کنتاکت کمکی و خطا، رله های تریپ (شانت و آندر) ، اینترلاک، موتور و غیره

کلید هوایی چگونه کار می کند؟

عملکرد این نوع مدار قطع کننده با انواع دیگر قطع کننده مدار متفاوت است و هدف اصلی همه قطع کننده ها این است که با ایجاد وضعیتی که تماس از راه دور مجدداً در برابر ولتاژ سیستم مقاومت می کند ، از ایجاد جرقه از جریان صفر گذشته جلوگیری کند. همین امر در مورد قطع کننده های هوا نیز صادق است ، اما به شیوه ای متفاوت. برای قطع قوس ، یک ولتاژ قوس ایجاد می کند که بیشتر از ولتاژ منبع تغذیه است ولتاژ قوس حداقل تلاش لازم برای حفظ قوس است. این قطع کننده ولتاژ ولتاژ قوس را به سه روش اصلی مختلف افزایش می دهد:

با خنک شدن پلاسما ، جرقه ولتاژ قوس را افزایش می دهد ، با کاهش دمای قوس پلاسما ، حرکت ذرات در قوس پلاسما کاهش می یابد ، بنابراین برای حفظ قوس به یک گرادیان ولتاژ بالاتر نیاز است.

ولتاژ قوس ممکن است طول مسیر قوس را افزایش دهد. با افزایش طول مسیر قوس ، مقاومت قوس افزایش می یابد ، بنابراین برای حفظ قوس یکسان ، تلاش بیشتری برای استفاده در طول مسیر قوس مورد نیاز است ، به این معنی که ولتاژ قوس افزایش یافته و قوس را بر تعداد قوس ها ولتاژ کمان را افزایش می دهند.

مکانیسم فعال کننده میکروسوئیچ فشار هوا این است که فنر شارژ سوئیچ توسط فرمان یا موتور الکتریکی شارژ می شود و سوئیچ به موقعیت اتصال مجدد حرکت می کند.هنگامی که خطایی رخ می دهد ، رله الکترونیکی با استفاده از ترانسفورماتورهای نمونه گیری ، جریان خطا را حس می کند و در مدت زمان معینی فرمان تخلیه فنر صادر می گردد. به طور كلی مكانیزم شارژ كلیدها یا به شكل گردننده (Rotary) است و یا به صورت فنر شارژ شده (Spring Charged) است.

اجزای یک کلید هوایی

سوئیچ های هوایی دارای رله هایی هستند که در ترانس (داخلی) تعبیه شده اند ، ویژگی این رله ها ویژگی تأخیر است که با صدور دستور قطع تأخیر ، عنصر اصلی در تأمین همکاری است.

پدیده ی هم برقراری چیست؟

ایجاد همان پدیده اولویت قطع در خروجی نسبت به ورودی ، به این معنی که اگر خطای تغذیه خروجی رخ دهد ، ابتدا کلید خروجی قطع می شود و اگر خطا در مدار ادامه یابد و کلید خروجی کار نکند ، سوئیچ ورودی تاخیر دارد اهمیت این مشکل این است که اگر در یکی از خروجی ها مشکلی پیش بیاید ، کل برد بدون برق نخواهد بود.

اجزای رلۀ حفاظتی در کلید هوایی

در این نوع کلیدهای فشار قوی ، مانند سایر انواع کلیدهای فشار قوی ، باید مکانیزمی برای جلوگیری از جرقه ناشی از قطع برق در نظر گرفته شود. در سوئیچ های هوا ، از محفظه های احتراق بزرگ برای خاموش کردن جرقه استفاده می شود. این محفظه ها از سیلیس یا آزبست ساخته شده و بصورت لایه ای و لایه ای ساخته می شوند. جرقه زن باعث می شود جرقه به جرقه های کوچکتر تقسیم شود تا این جرقه ها زودتر خاموش شوند.

این سوئیچ ها شامل دو نوع کانتکت هستند. کانتکت های اصلی مسئول عبور جریان در صورت تغییر کلید و نقاط احتراق مسئول هدایت جرقه به جرقه زن در لحظه قطع و وصل کلید.
در برخی از انواع این سوئیچ ها ، یک دمنده یا حلقه مغناطیسی برای هدایت جرقه به دستگاه احتراق استفاده می شود. و در مورد دمنده ، جریان هوا جرقه را به سمت احتراق هدایت می کند.
در مورد حلقه مغناطیسی ، جریان عبوری از حلقه یک نیروی مغناطیسی ایجاد می کند که جرقه را به سمت بالا هدایت می کند و اجازه می دهد جرقه از محفظه احتراق عبور کند.
در لحظه ای که سوئیچ قطع شده است ، کنتاکت‌های اصلی سوئیچ ابتدا قطع می شوند در حالی که تماس های جرقه زن هنوز وصل هستند.
استفاده از کنتاکت های جرقه زن نیز این اطمینان را می دهد که جرقه ای بین کانتکت های اصلی وجود ندارد و در نتیجه کانتکت ها آسیب نمی بینند.
ممکن است از فیوزهای فشار قوی در این تابلوها برای محافظت در برابر جریانهای اتصال کوتاه استفاده شود.
مکانیزم سوئیچینگ این کلیدها معمولاً فنری است ، فنر مکانیسم توسط وینچ و به صورت دستی یا توسط موتور الکتریکی شارژ می شود و سوئیچ در حالت آماده به کار است.
با فشار دادن دکمه روشن روی سوئیچ ، سوئیچ متصل شده و با فشار دادن دکمه خاموش ، سوئیچ قطع می شود.
در یکی از این سوئیچ ها می توان از آن به عنوان کلید زمین نیز استفاده کرد. به این ترتیب ، پس از برداشتن سوئیچ از داخل برد ، ورودی های سوئیچ ها توسط اهرم مربوطه متصل می شوند. با قرار دادن سوئیچ در داخل پنل ، این ورودی ها متصل می شوند و باعث می شود مصرف کننده پشت کلید را به صورت الکتریکی زمین گیر کند. این حالت با صفحه ای در جلوی سوئیچ نشان داده می شود.

معایب کلید هوایی

از آنجا که در این سوئیچ ها ، جرقه در فضای باز خاموش می شود ، کانتکت های اصلی باید مسافت زیادی را طی کنند تا جرقه را خاموش کنند ، که یکی از معایب کلیدهای هوا است. خاموش شدن جرقه همچنین گازهای اضافی تولید می کند که باید به نحوی خارج شوند. این سوئیچ ها همچنین بزرگتر از سوئیچ های SF6 و سوئیچ های خلاء هستند. برخلاف سایر کلیدهای فشار قوی ، این سوئیچ ها با برداشتن دستگاه های احتراق به سهولت به کانتکت های اصلی دسترسی دارند.

سیستم قفل مکانیکی در کلید هوایی چیست؟

همه سوئیچ های ضامن هوا را می توان در مدارهای Change Over از طریق سیستم مکانیکی Interlock استفاده کرد. این کار به صورت مکانیکی با کمک یک سیستم از کابل ها و قفل های قفل نصب شده روی کلیدها انجام می شود.

اجزای کلیدی سیستم مکانیکی Interlock

این سیستم را می توان با کلیدهای مختلف (ثابت ، کشویی ، 3 پل و 4 پل) در هر دو اندازه ایجاد کرد. کلیدها را می توان به صورت افقی یا عمودی در صفحه قرار داد. سیستم Interlock  را می توان با استفاده از سوئیچ های موتور و واحد کنترل اتوماسیون به طور خودکار ایجاد کرد.قطعۀ Automation Control Unit به راحتی مدیریت سوئیچینگ خودکار بین دو مدار را فراهم می کند.

انواع کلید هوایی اشنایدر

کلید هوایی اشنایدر به دو سری NT و NW تقسیم می شود. این طبقه بندی بستگی به عملکرد و محدوده کلیدها دارد و هر رشته کاربرد متفاوتی دارد. هر دو سری NT و NW کلید هوایی اشنایدر در انواع دو پل و چهار پل تولید می شوند و دارای واحد حفاظت میکرو هستند. در زیر مشخصات هر دو سری را بررسی می کنیم: میکروسوئیچ اشنایدر در مدل های NT و NW ساخته می شوند. مدل مستر پکت NT یکی از کوچکترین کلیدهای هوا در جهان است و در محدوده فعلی از 630 تا 1600 آمپر با ظرفیت قطع 42 ، 50 و در برخی موارد 130 کیلو آمپر تولید می شود.کلید های مستر پکت NW در محدوده فعلی 800 تا 6300 آمپر با ظرفیت قطع 42 ، 65 ، 100 و 150 کیلو آمپر است.

•    کلید هوایی سری NT
o    رنج جریانی ۶۰۰ تا ۱۶۰۰ آمپر
o    در دو مدل ثابت (Fixed) و کشویی
o    عرضه شده به صورت سه پل و چهار پل
o    با قدرت قطع ۴۲ و ۵۰ کیلو آمپر
o    دارای واحد حفاظت دیجیتالی (میکرولوژیک)
o    دارای نرم افزار برای نمایش پارامترهای الکتریکی
o    امکان شارژ فنر به صورت دستی و موتور الکتریکی
o    امکان حفاظت نول در مدل های سه پل با نصب CT خارجی
o    قابلیت اتصال به شبکه های صنعتی و PLC، گزارش دهی وضعیت کلید یا دریافت فرمان
o    امکان کنترل قطع و وصل به دو طریق: محلی (روی کلید) و راه دور یا شبکه های ارتباطی
•    کلید هوایی سری NW  
o    رنج جریانی ۸۰۰ تا ۶۳۰۰ آمپر
o    در دو مدل ثابت (Fixed) و کشویی
o    عرضه شده به صورت سه پل و چهار پل
o    نوع سه پل در رنج جریان ۸۰۰ تا ۶۳۰۰ آمپر و نوع چهار پل از ۸۰۰ تا ۴۰۰۰ آمپر
o    با قدرت قطع ۴۲ ، ۶۵ و ۱۰۰ کیلو آمپر
o    دارای واحد حفاظت دیجیتالی (میکرولوژیک)
o    دارای نرم افزار برای نمایش پارامترهای الکتریکی
o    امکان شارژ فنر به صورت دستی و موتور الکتریکی
o    امکان حفاظت نول در مدل های سه پل با نصب CT خارجی
o    قابلیت اتصال به شبکه های صنعتی و PLC، گزارش دهی وضعیت کلید

کلام آخر

کلیدهای هوایی دو عملکرد اصلی دارند. اولین وظیفه تعویض و وظیفه دوم محافظت از مدار است. به عبارت دیگر ،سوئیچ های هوا علاوه بر خرابی و اتصال خط ،از شبکه اصلی محافظت می کند و در صورت افزایش یا کاهش ولتاژ ، اتصال کوتاه شبکه یا فرکانس کاهش می یابد و بیش از حد افزایش می یابد.