دژنکتور زمینی چیست؟ راهنمای کامل انتخاب، انواع، عملکرد و خرید دژنکتور فشار متوسط
امروزه پایداری شبکه‌های توزیع و انتقال برق تا حد زیادی به تجهیزات حفاظتی وابسته است. یکی از مهم‌ترین تجهیزات حفاظتی در شبکه‌های فشار متوسط (MV)، دژنکتور زمینی یا کلید قدرت داخل سالن است. این تجهیز وظیفه دارد در صورت بروز اتصال کوتاه، اضافه‌بار یا سایر خطاهای الکتریکی، مدار را در کسری از ثانیه قطع کرده و از ترانسفورماتورها، تابلوهای برق، کابل‌ها و سایر تجهیزات ارزشمند شبکه محافظت کند.
دژنکتورهای زمینی در پست‌های برق، کارخانه‌ها، نیروگاه‌ها، صنایع نفت و گاز، مراکز داده، ساختمان‌های صنعتی و تابلوهای فشار متوسط کاربرد گسترده‌ای دارند و نقش مهمی در افزایش ایمنی افراد و کاهش خسارت‌های ناشی از خطاهای الکتریکی ایفا می‌کنند.
در این مقاله از تکه کابل با عملکرد، انواع، مزایا، کاربردها و نکات مهم انتخاب دژنکتور زمینی آشنا می‌شوید.
دژنکتور زمینی چیست؟
دژنکتور زمینی (Indoor Circuit Breaker) نوعی کلید قدرت فشار متوسط است که برای نصب در محیط‌های سرپوشیده طراحی شده است.
این تجهیز در شرایط عادی، جریان برق را عبور می‌دهد، اما به محض تشخیص خطا توسط رله‌های حفاظتی، مدار را در مدت‌زمان بسیار کوتاهی قطع می‌کند تا از آسیب به تجهیزات و خطرات ناشی از قوس الکتریکی جلوگیری شود.
دژنکتورهای زمینی معمولاً در شبکه‌های ۱ تا ۳۶ کیلوولت و در برخی مدل‌ها تا حدود ۴۰٫۵ کیلوولت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دژنکتور زمینی چگونه کار می‌کند؟
عملکرد این تجهیز بر پایه همکاری چند بخش اصلی است:
- رله حفاظتی وقوع خطا را تشخیص می‌دهد.
- فرمان قطع به مکانیزم دژنکتور ارسال می‌شود.
- کنتاکت‌های اصلی از یکدیگر جدا می‌شوند.
- قوس الکتریکی ایجادشده در محفظه مخصوص خاموش می‌شود.
- مدار از شبکه جدا شده و تجهیزات محافظت می‌شوند.
سرعت قطع در این تجهیزات بسیار بالا است و همین موضوع از آسیب دیدن ترانسفورماتورها، کابل‌ها و تابلوهای برق جلوگیری می‌کند.
تفاوت دژنکتور زمینی و دژنکتور هوایی
هر دو تجهیز وظیفه حفاظت از مدار را بر عهده دارند، اما محل نصب و شرایط کاری آن‌ها متفاوت است.
| دژنکتور زمینی | دژنکتور هوایی |
|---|---|
| نصب داخل ساختمان و تابلو | نصب در فضای باز |
| ابعاد جمع‌وجور | ابعاد بزرگ‌تر |
| مناسب تابلوهای فشار متوسط | مناسب پست‌های روباز |
| نیاز کمتر به حفاظت محیطی | مقاوم در برابر شرایط جوی |
انواع دژنکتور زمینی
دژنکتور خلأ (Vacuum Circuit Breaker)
امروزه رایج‌ترین نوع دژنکتور فشار متوسط، دژنکتور خلأ (VCB) است.
در این مدل، کنتاکت‌ها داخل محفظه خلأ قرار دارند و قوس الکتریکی در محیط خلأ به‌سرعت خاموش می‌شود.
مزایا:
- عمر مکانیکی بالا
- نیاز کم به سرویس
- سرعت قطع زیاد
- ایمنی بالا
- بدون آلودگی زیست‌محیطی
- مناسب بیشتر تابلوهای فشار متوسط
به همین دلیل، در بسیاری از پروژه‌های جدید، دژنکتور خلأ اولین انتخاب مهندسان است.
دژنکتور SF₆
در این مدل، گاز هگزا فلوراید گوگرد (SF₆) برای خاموش کردن قوس استفاده می‌شود.
مزایا:
- قدرت قطع بسیار بالا
- عملکرد مناسب در ولتاژهای بالا
- ابعاد فشرده
محدودیت‌ها:
- نیاز به کنترل نشتی گاز
- هزینه نگهداری بیشتر
- اثرات زیست‌محیطی گاز SF₆
به دلیل قوانین جدید زیست‌محیطی، استفاده از این نوع دژنکتور در بسیاری از پروژه‌ها با دقت بیشتری بررسی می‌شود و گرایش به سمت فناوری خلأ در حال افزایش است.
دژنکتور روغنی
این مدل از قدیمی‌ترین فناوری‌های قطع مدار است که امروزه کاربرد محدودی دارد.
در این نوع، روغن علاوه بر عایق بودن، وظیفه خاموش کردن قوس را نیز بر عهده دارد.
به دلیل نیاز به سرویس بیشتر، خطر آتش‌سوزی و هزینه‌های نگهداری، استفاده از آن در پروژه‌های جدید بسیار کمتر شده است.
کاربردهای دژنکتور زمینی
از مهم‌ترین کاربردهای این تجهیز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تابلوهای فشار متوسط
- پست‌های توزیع برق
- نیروگاه‌ها
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
- کارخانه‌های صنعتی
- معادن
- مراکز داده (Data Center)
- بیمارستان‌ها
- فرودگاه‌ها
- پروژه‌های زیرساختی
اجزای اصلی دژنکتور زمینی
یک دژنکتور فشار متوسط معمولاً از بخش‌های زیر تشکیل می‌شود:
- کنتاکت‌های اصلی
- محفظه خاموش‌کننده قوس
- مکانیزم قطع و وصل
- فنر ذخیره انرژی
- بوبین قطع و وصل
- کنتاکت‌های کمکی
- نشانگر وضعیت
- شاسی تست
- ترمینال‌های فرمان
نکات مهم هنگام انتخاب دژنکتور
پیش از خرید، این موارد را بررسی کنید:
- ولتاژ نامی
- جریان نامی
- قدرت قطع اتصال کوتاه
- تعداد دفعات قطع و وصل
- نوع تابلو
- شرایط محیط نصب
- برند سازنده
- دسترسی به قطعات یدکی
- خدمات پس از فروش
سرویس و نگهداری
برای افزایش عمر تجهیز، توصیه می‌شود:
- عملکرد مکانیزم قطع و وصل به‌صورت دوره‌ای تست شود.
- کنتاکت‌ها بررسی شوند.
- وضعیت عایق‌ها کنترل شود.
- اتصالات محکم شوند.
- عملکرد بوبین‌ها آزمایش شود.
- سرویس مطابق دستورالعمل سازنده انجام گیرد.
پرسش‌های متداول
دژنکتور خلأ بهتر است یا SF₆؟
در بسیاری از کاربردهای فشار متوسط، دژنکتور خلأ به دلیل نیاز کمتر به سرویس، عمر بالا و نداشتن گاز گلخانه‌ای، گزینه مناسب‌تری است. با این حال، انتخاب نهایی باید بر اساس مشخصات فنی پروژه انجام شود.
دژنکتور زمینی در چه ولتاژی استفاده می‌شود؟
بیشتر مدل‌ها برای شبکه‌های فشار متوسط بین ۱ تا ۳۶ کیلوولت طراحی شده‌اند و برخی مدل‌ها تا ۴۰٫۵ کیلوولت نیز کاربرد دارند.
آیا دژنکتور نیاز به سرویس دارد؟
بله، اگرچه مدل‌های خلأ نسبت به نمونه‌های قدیمی نیاز کمتری به نگهداری دارند، اما انجام بازرسی و سرویس دوره‌ای برای اطمینان از عملکرد صحیح ضروری است.
تفاوت دژنکتور و سکسیونر چیست؟
دژنکتور قابلیت قطع جریان در شرایط بار و اتصال کوتاه را دارد، اما سکسیونر برای ایجاد جدایی ایمن در مدار پس از قطع جریان توسط دژنکتور استفاده می‌شود و برای قطع جریان بار طراحی نشده است.
جمع‌بندی
دژنکتور زمینی یکی از مهم‌ترین تجهیزات حفاظتی شبکه‌های فشار متوسط است که با قطع سریع مدار در زمان وقوع خطا، از تجهیزات الکتریکی و جان افراد محافظت می‌کند. امروزه دژنکتورهای خلأ (VCB) به دلیل ایمنی بالا، عمر طولانی، نیاز کم به سرویس و سازگاری بیشتر با الزامات زیست‌محیطی، به انتخاب اصلی بسیاری از پروژه‌های جدید تبدیل شده‌اند، در حالی که دژنکتورهای SF₆ همچنان در برخی کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اگر قصد خرید، مقایسه مشخصات فنی یا ارتباط با تأمین‌کنندگان دژنکتور زمینی، تجهیزات فشار متوسط و تابلوهای برق را دارید، می‌توانید آگهی‌های تخصصی این حوزه را در تکه کابل مشاهده کرده و با فروشندگان معتبر ارتباط مستقیم برقرار کنید.
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
765 بازدید
الهه زینالی
