دژنکتور زمینی نوعی قطع کننده مدارهای الکتریکی فشار متوسط است که برای استفاده در محیط داخل ساختمان‌ها، سوله‌ها و یا پست‌های توزیع و انتقال سرپوشیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه‌ها از مدار الکتریکی و تجهیزات متصل به آن در برابر جریان اضافه بار و یا بروز اتصال کوتاه محافظت می‌کنند. دژنکتور زمینی به محض ایجاد جریان مخرب، مدار را در کمترین زمان ممکن قطع می‌کند تا از تجهیزات و شبکه در برابر آسیب‌های جانبی و آتش سوزی‌های احتمالی محافظت نماید.
تفاوت دژنکتور زمینی با دژنکتورهای هوایی در چیست؟
با توجه به این که دژنکتور زمینی به طور اختصاصی برای فعالیت در فضای بسته طراحی شده است، برخلاف دژنکتور هوایی، محدودیت‌های بیشتری متوجه آن می‌شود. این محدودیت‌ها هم جنبه افزایش ایمنی دارند و هم این که سبب صرفه جویی در فضای عملیاتی اشغال شده توسط مدارشکن زمینی فشار متوسط می‌شوند. به همین منظور، استانداردهای رایج برای طراحی سیستم‌های توزیع و انتقال نیروی برق تنها استفاده از دژنکتور زمینی خلاء، مدارشکن زمینی SF6 و در برخی موارد محدود دژنکتور زمینی روغنی را مجاز می‌داند.
صرف نظر از تفاوت‌های مرتبط با محل نصب، دژنکتورهای زمینی و هوایی از نظر مکانیسم عملکرد و شیوه کنترل قوس الکتریکی به صورت یکسان عمل می‌کنند. هر دوی آن‌ها قادرند سلامت شبکه و ایمنی افراد را در ولتاژ‌های بین 0.4 الی 40 کیلو ولت تضمین نمایند. همچنین می‌توان برای کاربری‌های زیر 600 ولت از دژنکتور زمینی با سیستم سوئیچینگ دستی استفاده نمود اما برای کاربری‌های بالاتر از جریان ذکر شده باید از سیستم کنترل خودکار الکترونیکی، شیر‌های برقی و یا سایر روش‌های ذخیره انرژی استفاده کرد. نمونه‌های جدید دژنکتور زمینی که برای استفاده در فضای بسته طراحی شده‌اند بسیار قابل اعتماد، ایمن، مقرون به صرفه، با قابلیت حمل و نقل مناسب و امکان نصب و راه اندازی ساده هستند.
نقش دژنکتور زمینی فشار متوسط در مدارهای توزیع و انتقال نیروی برق چیست؟
تمامی سیستم‌های قطع کننده مدار فشار متوسط مانند فیوز‌ها، مدارشکن‌های هوایی و همچنین دژنکتورهای زمینی از نظر ویژگی‌های عملکردی مشابه یکدیگر عمل می‌کنند اما بسته به کلاس ولتاژ، درجه جریان، مکانیسم راه‌اندازی مجدد، کنترل قوس الکتریکی و نوع قطع کننده مدار با یکدیگر تفاوت دارند. به عنوان مثال فیوز‌ها را نمی‌توان برای راه‌اندازی مجدد تنظیم کرد و باید آن‌ها را تعویض نمود در حالی که دژنکتور‌ها این امکان را برای کاربران فراهم می‌کنند.
دژنکتور زمینی اغلب به ترانسفورماتورهای جریان، رله‌های محافظ، یک منبع تغذیه کنترل داخلی و یا سایر تجهیزات جانبی متصل می‌شود تا جریان‌های مخرب را در همان سیکل فرکانس ابتدایی و پیش از ورود به مدار شناسایی کند. به محض تشخیص خطا، کنتاکت‌ها از یکدیگر باز می‌شوند تا مدار را از چرخه خارج کنند.
اما قطع کردن مدارهای بالاتر از 400 ولت (فشار متوسط و فشار قوی) اثرات جانبی فراوانی دارد که می‌بایست توسط مدارشکن کنترل شود. به همین منظور دژنکتور زمینی دارای کنتاکت‌هایی است که می‌تواند گرما و انرژی یونیزاسیون بالای ناشی از قطع مدار و تولید قوس الکتریکی را تحمل نماید. علاوه بر این قوس الکتریکی ایجاد شده باید بدون آسیب زدن به تجهیزات مجاور و کارکنان، به صورت کنترل شده مهار، خنک و خاموش شود تا شکاف بین کنتاکت‌ها دوباره بتواند ولتاژ مدار را تحمل کند. در نهایت دژنکتور زمینی باید این قابلیت را داشته باشد که پس از رفع عوامل ایجاد کننده جریان خطا مجدداً کنتاکت‌ها را متصل کرده تا جریان برق به مدار قطع شده بازگردد. در ادامه برخی از مهم‌ترین کاربری‌های دژنکتور زمینی را ملاحظه می‌فرمایید.
- ایستگاه تولید برق
- پست‌های توزیع و انتقال نیروی برق
- ساختمان‌های تجاری و صنعتی
- فرودگاه‌ها
- تأسیسات هسته‌ای برق قدرت
- مراکز کنترل داده‌ها و سرور‌های دیتا
- کارخانه‌های صنعتی، پالایشگاه‌ها و تأسیسات مرتبط با آن‌ها
- زیرساخت‌های شهری و سایر پروژه‌های مهندسی بزرگ
انواع دژنکتور زمینی برای استفاده در فضای داخلی ساختمان‌ها و سوله‌ها
استانداردهای بین المللی مانند IEC 62271 قوانین مرتبط با مشخصات مدارشکن‌های زمینی فشار متوسط را تعیین می‌کنند. بر اساس این استانداردها دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط برای کاربری در مدارهای بین 0.4 الی 40 کیلوولت و مونتاژ در داخل محیط ساختمان طراحی شده است، به همین منظور می‌بایست مجهز به سنسورهای جریان مجزا و رله‌های محافظ باشند و محیط کنترل قوس آن‌ها با ویژگی‌های ایمنی داخل ساختمان مطابقت داشته باشد. بر این اساس دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط خلاء، قطع کننده‌های مدار گاز (معمولاً هگزا فلوراید گوگرد) و در برخی موارد محدود (ولتاژ‌های پایین) مدارشکن زمینی روغنی بیشتر از سایر انواع مدارشکن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط خلاء
در این نوع مدارشکن فشار متوسط، کنتاکت‌ها در محیط خلاء قرار می‌گیرند و به همین دلیل به هنگام وقوع قوس الکتریکی عملاً به جز کنتاکت‌ها چیزی برای یونیزه شدن وجود ندارد. در نتیجه قوس الکتریکی تنها به اندازه کمتر از 5 میلی‌متر امتداد یافته و سپس خاموش می‌شود. این قابلیت دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط خلاء را قادر می‌سازد تا در کاربری‌های نزدیک به 40 کیلوولت به کار گرفته شود.
دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط خلاء محبوب‌ترین نوع قطع کننده مدار فشار متوسط در تأسیسات داخل ساختمان است. اندازه جمع و جور و ویژگی‌هایی نظیر نرخ بازیابی بسیار بالا (حتی نسبت به نمونه‌های SF6)، عدم اشتعال و انفجار، عمر طولانی‌تر و نیاز‌های نگهداری پایین‌تر سبب شده است تا دژنکتور زمینی خلاء بیشترین کاربرد را برای مدارهای ذکر شده داشته باشد. علاوه بر این دژنکتور زمینی خلاء هیچ گونه آلودگی جوی ندارند و به سبب محیط وکیوم شده داخل مدارشکن، عملکرد آن‌ها به هنگام قطع/وصل کنتاکت‌ها بی صداست.
دژنکتور زمینی خلاء
دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط SF6
نماد SF6 نشان دهنده هگزا فلوراید گوگرد است. تفاوت عمده این نوع دژنکتور زمینی با نمونه‌های خلاء در این است که در دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط SF6، محفظه آب بندی شده مدار شکن که کنتاکت‌ها در آن قرار می‌گیرند، به جای خلاء با گاز پر فشار هگزا فلوراید گوگرد پر می‌شود. این گاز ویژگی‌های خنثی دارد و کاملاً نارساناست. همچنین یونیزه کردن آن عملاً غیر ممکن است. در نتیجه قوس الکتریکی ایجاد شده در هنگام قطع/وصل کنتاکت‌ها تحت تأثیر فشار بالای گاز SF6 مهار شده و خاموش می‌شود. قوس الکتریکی می‌تواند سبب افزایش دما و فشار گاز شود؛ به همین منظور یک مخزن جانبی برای دژنکتور زمینی SF6 درنظر گرفته شده است تا به منظور کنترل فشار و دمای دستگاه، گاز SF6 مازاد را جمع آوری کند و پس از رسیدن مدارشکن به شرایط عادی مجدداً آن را به تانک اصلی که کنتاکت‌ها در آن قرار دارند برگرداند.
از آنجایی که گاز هگزا فلوراید گوگرد یک گاز گلخانه‌ای بسیار قوی است و برای سلامتی انسان مضر است، در هنگام نصب و راه اندازی دژنکتور زمینی SF6 باید تمامی جوانب احتیاط و استانداردهای رایج را رعایت نمود تا از منتشر شدن این گاز در فضای بسته جلوگیری شود. هرچند فناوری‌های کنترل و رفع نشتی در ساختار این نوع مدارشکن فشار متوسط تعبیه شده است اما سرویس‌های دوره‌ای و چکاب‌های روتین بسیار ضروری می‌باشد. مجموع این عوامل به همراه نرخ بازیابی پایین‌تر از دژنکتور زمینی خلاء باعث شده است تا استفاده از مدارشکن زمینی SF6 در کاربری‌های بالاتر از 30 کیلوولت و مدارهای فشار قوی اولویت بیشتری داشته باشد. در اغلب موارد افراد ترجیح می‌دهند برای مدارهای زیر 30 کیلوولت از دژنکتور زمینی خلاء استفاده کنند.
دژنکتور زمینی ولتاژ متوسط روغنی
این نوع دژنکتور زمینی از نمونه‌های پیشین بسیار قدیمی‌تر است و امروزه برای ولتاژ‌های بیشتر از 3 کیلوولت عملاً کارایی ندارد. در مدارشکن زمینی ولتاژ متوسط روغنی، کنتاکت‌ها درون تانک حاوی روغن قرار می‌گیرند و بدین ترتیب اثرات جانبی قوس کنترل می‌گردد. ایراد آن‌ها در این است که روغن بسیار مشتعل و قابل انفجار می‌باشد و استفاده از آن برای محیط‌های بسته یک نقص ایمنی به شمار می‌رود. علاوه بر این عملکرد محیط‌های روغنی بسیار کند است (چیزی نزدیک به 20 سیکل تا خاموش کردن کامل قوس زمان نیاز دارد) در این صورت ممکن است جریان مخرب در ولتاژ‌های بالا پیش از قطع شدن مدار آسیب‌های جدی به تجهیزات وارد کند. اما از آن جایی که قیمت مدارشکن‌های روغنی در مقایسه با دژنکتور زمینی خلاء و SF6 بسیار پایین‌تر است برای کاربری‌های زیر 3 کیلوولت ترجیح داده می‌شود. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده آگهی‌های مربوط به دژنکتور زمینی، کلیک کنید.
شاید این مطلب هم برای شما مفید باشد:
دژنکتور هوایی ضامن عملکرد صحیح پست‌های توزیع و انتقال نیروی برق و حافظ جان افراد
371 بازدید
الهه زینالی
