دژنکتور هوایی نقش بسیار مهمی‌در تضمین سلامت شبکه توزیع و انتقال نیروی برق و همچنین حفظ سلامتی پرسنل و سایر افراد مرتبط با خطوط برق فشار متوسط ایفا می‌کند. تنوع بالای این قطع کننده‌های مدار فشار متوسط به طراحان شبکه‌های توزیع و انتقال این امکان را می‌دهد تا به منظور دستیابی به حداکثر پتانسیل‌های مدار، بهترین گزینه را انتخاب نمایند.
دژنکتور هوایی چیست و چه کاری در مدار‌های فشار متوسط انجام می‌دهد؟
می‌توان گفت دژنکتور هوایی در مدار‌های فشار متوسط عملکردی مشابه فیوز‌ها دارد با این تفاوت که فیوز‌ها پس از یک بار قطع کردن مدار دیگر قابل استفاده نیستند و می‌بایست تعویض شوند اما دژنکتور هوایی را می‌توان مجددا (به صورت دستی یا خودکار) تنظیم کرد تا کار عادی خود را از سر بگیرد. بدین ترتیب قطع کننده مدار فشار متوسط از نوع هوایی برای محافظت از مدار الکتریکی در برابر آسیب‌های ناشی از جریان اضافه بار یا بروز اتصال کوتاه طراحی و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علت نامگذاری آن‌ها (قطع کننده مدار فشار متوسط هوایی از نوع هوایی) این است که بازه مفید برای عملکرد صحیح آن‌ها بین 0.4 الی 40 کیلوولت می‌باشد و به صورت اختصاصی برای عملکرد در فضای باز طراحی شده اند. می‌توان آن‌ها را در بالای تیرک‌ها و پایه‌های پست‌های توزیع و انتقال نیروی برق مشاهده نمود. برای پایین‌تر از بازه ذکر شده از قطع کننده‌های ولتاژ کم و برای بالاتر از این بازه می‌بایست از قطع کننده‌های فشار بالا استفاده نمود. مشکلات ناشی از عدم قطع کردن به موقع و ناتوانی در پذیرش قوس الکتریکی ایجاد شده به هنگام قطع سبب می‌شود تا دژنکتور هوایی فشار متوسط تنها برای بازه 0.4 الی 40 کیلو ولت کارایی داشته باشد.
چگونگی طبقه بندی دژنکتور هوایی فشار متوسط بر اساس پارامتر‌های مختلف
تنوع دژنکتور هوایی فشار متوسط بسیار بالاست و این تنوع را در سطوح مختلف می‌توان مشاهده نمود. برخلاف قطع کننده‌های ولتاژ کم که اغلب به صورت دستی قطع/وصل می‌شوند یا انواع فشار بالا که تنها به صورت خودکار امکان قطع/وصل آن‌ها وجود دارد، دژنکتور هوایی فشار متوسط را می‌توان هم به صورت دستی (برای ولتاژ‌های زیر 600 ولت) و هم به صورت خودکار (از 0.6 الی 40 کیلو ولت) مشاهده نمود. نمونه‌های خودکار دژنکتور هوایی از مکانیسم‌های متفاوتی مانند شیر‌های سلنوئیدی یا سایر روش‌های ذخیره انرژی به منظور قطع/وصل مدار استفاده می‌کنند.
علاوه بر روش و رسانه‌ای که برای قطع جریان در مدار فشار متوسط استفاده می‌شود، دژنکتور هوایی را می‌توان بر اساس عوامل دیگری نظیر کلاس ولتاژ، محل نصب آن‌ها و ویژگی‌های طراحی خارجی آن‌ها نیز طبقه بندی نمود. در ادامه با این معیار‌های طبقه بندی مدارشکن فشار متوسط هوایی بیشتر آشنا خواهیم شد.
طبقه بندی براساس کاربرد ولتاژ مورد نظر
طبقه بندی دژنکتور هوایی بر اساس کلاس ولتاژ آن‌ها یک شیوه کلاسه بندی لجستیکی است که بازه مناسب برای عملکرد صحیح مدارشکن هوایی را تعیین می‌کند. به طور معمول مدار شکن‌های هوایی فشار متوسط را می‌توان به دو گروه عمده زیر تقسیم بندی نمود.
- دژنکتور هوایی با عملکرد تا ولتاژ 1000 ولت AC یا 1500 ولت DC
- دژنکتور هوایی با عملکرد بیش از بازه ذکر شده در گروه اول تا 40 کیلوولت
البته باید توجه داشت که این شیوه طبقه بندی یک روش کلی است و با آنچه در عمل اتفاق می‌افتد تناقش دارد، زیرا نمی‌توان مدارشکن هوایی 10 الی 13 کیلوولتی را برای کاربردهای 37 الی 40 کیلیوولتی به کار برد. بنابراین بازه عملیاتی دژنکتور هوایی عملاً کمتر از بازه‌های ذکر شده در مقادیر بالاست. اما نکته مشترک مدارشکن‌هایی که در هر یک از این دو گروه قرار می‌گیرند، مکانیسم عملکرد مشابه آن‌ها در قطع و یا وصل کردن مدار و همچنین موقعیت نصب آن‌هاست که در ادامه بیشتر با آن آشنا خواهیم شد. همچنین باید توجه داشت که بازه فشار متوسط بر اساس استاندارد‌های مختلف ممکن است متفاوت باشد؛ به عنوان مثال بر اساس استاندارد IEC-56 هند تا ولتاژ 72.5 کیلوولت در رده فشار متوسط قرار می‌گیرد در حالی که در کشور ما چنین نیست.
طبقه بندی بر اساس شیوه‌های نصب
دژنکتور هوایی قطعاً برای پست‌های توزیع و انتقال که در فضای باز قرار دارند و برای قرارگرفتن در بالای تیر‌ها طراحی شده‌اند. اما شیوه نصب و همچنین محیط مناسب برای عملکرد صحیح و ایمنی آن‌ها کمی با یکدیگر تفاوت دارد. به عنوان مثال برخی از انواع مدارشکن‌های هوایی فشار متوسط حتماً باید در ارتفاع مناسبی از سطح زمین قرار داشته باشند تا قوس الکتریکی ناشی از قطع/وصل مدار، سلامت افراد را به مخاطره نیاندازد. همچنین تعدادی از انواع دژنکتور هوایی برای عملکرد صحیح زیر بارش مستقیم باران طراحی نشده‌اند و باید برای آن‌ها یک سایه بان در نظر گرفته شود. بر اساس این تفاوت‌ها می‌توان انواع مختلف دژنکتور هوایی را از یکدیگر متمایز نمود زیرا این تفاوت‌ها در شیوه قیمت گذاری مدارشکن هوایی نیز تأثیر مستقیم دارد.
طبقه بندی بر اساس انواع طراحی خارجی و شیوه عملکرد
پیکربندی و ساختار نمونه‌های مختلف دژنکتور هوایی نیز با یکدیگر متفاوت است. ساده‌ترین روش طبقه بندی مدارشکن‌های هوایی، کلاسه بندی آن‌ها بر اساس سوئیچ‌های مدار بیرونی آن‌هاست. بر این اساس دژنکتور هوایی را می‌توان به دو گروه عمده مدارشکن هوایی مخزن زنده و مدارشکن هوایی تانک مرده طبقه بندی نمود. در دژنکتور هوایی مخزن زنده، دستگاه سوئیچینگ نزدیک به مدارشکن و در بالای تیر‌ها قرار دارد، در حالی که در دژنکتور هوایی تانک مرده سیستم سوئیچینگ جریان با فاصله از مدار شکن و روی سطح زمین و یا ایستگاه‌های کنترل نصب می‌شود.
علاوه بر این شیوه عملکرد دژنکتور هوایی و مکانیسم کنترل قوس الکتریکی نیز می‌تواند به عنوان مهم‌ترین پارامتر طبقه بندی مدارشکن‌های هوایی فشار متوسط در نظر گرفته شود. در این شیوه طبقه بندی، دژنکتور هوایی را بر اساس محیطی که قوس الکتریکی ناشی از قطع/وصل جریان الکتریکی در آن می‌سوزد به پنج کلاسه زیر تقسیم بندی می‌کنند.
- دژنکتور هوایی ACB (کنترل قوس الکتریکی در هوای آزاد)
- دژنکتور هوایی روغنی (کنترل قوس الکتریکی در مخزن روغن)
- دژنکتور هوایی ایربلاست (کنترل قوس الکتریکی از طریق انفجار هوا)
- دژنکتور هوایی خلاء (کنترل قوس الکتریکی در تانک خلاء)
- دژنکتور هوایی SF6 (کنترل قوس الکتریکی در محیط حاوی گاز هگزا فلوراید گوگرد)
1. دژنکتور هوایی ACB (کنترل قوس الکتریکی در هوای آزاد)
دژنکتور هوایی ACB (Air Circuit Breaker) قدیمی‌ترین نوع مدارشکن هوایی فشار متوسط است که از طریق طولانی کردن قوس الکتریکی، انرژی آن را مهار می‌کند. این کار از طریق هدایت قوس الکتریکی به درون لوله‌های قوس انجام می‌شود. این لوله‌ها دارای صفحات شکاف دار هستند که کمک می‌کنند تا قوس الکتریکی ناشی از قطع/وصل مدار فشار متوسط شکسته و طولانی شود. همچنین صفحات شکاف دار با خنک کردن قوس سبب می‌شوند تا کانال‌های قوس توسط نیروی الکترومغناطیسی خودش، یونیزه شود. این فرایند با آزاد کردن انرژی به محیط اطراف به صورت حرارت همراه است، به همین دلیل فقط در کاربردهای ولتاژ پایین مفید است. امروزه دیگر شاهد نمونه‌های این نوع دژنکتور هوایی نیستیم، زیرا الزامات استاندارد خطوط توزیع و انتقال، استفاده از آن‌ها را ممنوع کرده است.
2. دژنکتور هوایی روغنی (کنترل قوس الکتریکی در مخزن روغن)
در این مدل از دژنکتور هوایی کنتاکت‌ها در حمام روغن قرار دارند. طی عملکرد این نوع مدارشکن‌ها، انرژی قوس الکتریکی صرف آزاد کردن هیدروژن از روغن می‌شود و بدین ترتیب اثرات جانبی قوس کنترل می‌گردد. روغن بدون شک دارای استحکام دی الکتریک و خواص عایق خوبی است، اما بسیار قابل اشتعال است. علاوه بر این عملکرد محیط‌های روغنی بسیار کند است و چیزی نزدیک به 20 سیکل تا خاموش کردن کامل قوس زمان نیاز دارد. در برخی از انواع دژنکتور هوایی فشار متوسط اگر روغن نتواند به موقع قوس الکتریکی را مهار کند سبب بروز آتش سوزی می‌شود. این مورد سبب شد در بسیاری از پست‌های توزیع و انتقال نیروی برق فشار متوسط استفاده از دژنکتور هوایی روغنی نیز مانند مدارشکن‌های ACB منسوخ شود و جای خود را به نمونه‌های پیشرفته امروزی مانند دژنکتور هوایی انفجار هوا، وکیوم و هگزا فلوراید سولفور بدهد.
3. دژنکتور هوایی ایربلاست (کنترل قوس الکتریکی از طریق انفجار هوا)
دژنکتور هوایی ABCB (Air Blast Circuit Breaker) نخستین گروه از نسل جدید مدارشکن‌های هوایی است که در شبکه‌های توزیع و انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع دژنکتور هوایی، خاموش شدن قوس به کمک جریان هوای با سرعت بالا انجام می‌پذیرد. در واقع قوس الکتریکی، با سرعت و فشار بسیار بالا به بیرون از ساختار تجهیزات دمیده می‌شود.
مدارشکن‌های هوایی ABCB قادرند جریان را تنها در نیم سیکل از فرکانس جریان مخرب قطع کنند و برخلاف نمونه‌های پیشین در برابر سوئیچینگ مکرر، مقاومت فوق العاده‌ای دارند. همچنین ضرورت‌های نگهداری از آن‌ها بسیار کم است و می‌توان آن‌ها را به سرعت برای قرارگیری مجدد در مدار آماده نمود. اما همواره باید مراقب بود تا فشار هوای تمیز و خشک برای انجام وظایف کلیدزنی مکرر در سطح مطلوبی قرار داشته باشد.
4. دژنکتور هوایی خلاء (کنترل قوس الکتریکی در تانک خلاء)
از سال 1960 تا کنون، دژنکتور هوایی خلاء به عنوان یکی از قابل اعتماد‌ترین انواع مدارشکن‌های هوایی فشار متوسط در شبکه‌های مختلف توزیع و انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مدار شکن‌ها، کنتاکت‌ها در تانک خلاء قرار دارند و در هنگام بروز قوس الکتریکی بخار فلزی تولید می‌کنند که به آن، قوس بخار فلزی می‌گویند. محیط خلاء سبب می‌شود تا دژنکتور هوایی نرخ بازیابی بسیار بالایی از قدرت دی الکتریک داشته باشد، در نتیجه یکی از بهترین گزینه‌ها برای عملکرد بدون ضربه مجدد در هنگام سوئیچینگ خازن در ولتاژ بالا به شمار می‌رود.
مدار شکن هوایی VCB (Vaccum Circuit Breaker) ویژگی‌های مثبت بسیار زیادی دارد که آن را از گزینه‌های قدیمی‌تر متمایز می‌کند. آن‌ها غیر قابل اشتعال هستند و به انرژی مکانیکی بسیار کمی برای راه اندازی مجدد نیاز دارند. علاوه بر این سرویس‌های دوره‌ای و نگهداری از آن‌ها نیز بسیار کم و ساده است. اما در کنار همه نکات مثبت، تکنیک‌های پیچیده طراحی، پردازش مواد و ساخت این نوع دژنکتور هوایی باعث می‌شود مدارشکن هوایی VCB گزینه چندان ارزانی نباشد؛ به همین دلیل در ولتاژ‌های کم (زیر 3 کیلوولت) کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5. دژنکتور هوایی SF6 (گاز هگزا فلوراید گوگرد)
در دژنکتور هوایی SF6 قوس الکتریکی در محیطی کنترل شده توسط گاز هگزا فلوراید گوگرد محاصره می‌شود. این گاز دارای خواص نارسانا است و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن به خاموش کردن و خاتمه سریع قوس کمک بسیاری می‌کند. باید توجه داشت که هرچه سریعتر قوس الکتریکی مهار شود، امکان بازیابی سریعتر مدار فراهم می‌شود. به همین دلیل دژنکتور هوایی SF6 بهترین گزینه برای شبکه‌هایی است که با ولتاژ نزدیک به 40 کیلوولت یا حتی در فشار قوی (تا 760 کیلوولت) کار می‌کنند. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده آگهی‌های مربوط به دژنکتور هوایی، کلیک کنید.
شاید این مقاله هم برای شما مفید باشد:
دژنکتور زمینی مناسب برای استفاده در محیط‌های داخل ساختمان
356 بازدید
الهه زینالی
