مقاله بررسی كلیدهای فشار قوی

مقاله بررسی كلیدهای فشار قوی

مقاله بررسی كلیدهای فشار قوی در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

كلیدهای فشار قوی تنها یك وسیلة ارتباط بر قرار كردن بین مولد ها و ترانسفورماتورها و مصرف كننده ها و سیمهای انتقال انرژی و یا جدا كردن آنها از یكدیگر نیستند . بلكه حفاظت دستگاها و وسایل و سیستمهای الكتریكی 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 كلیدهای فشار قوی بتوانند هر نوع جریانی را اعم از جریان كوچم بار سیمها ( جریان خازنی خطوط ) و یا جریان مغناطیسی ترانسفورماتور بدون بار تا بزرگترین جریانی كه ممكن است در شبكه بوجود آید ( جریان اتصال موتاه ) از خود عبور دهند بدون اینكه اثرات حرارتی و یا دینامیكی این جریانها خطراتی برای كلید فراهم سازد . در ضمن نوعی از كلیدها ، ( كلید قدرت ) باید قادر باشند هر نوع جریان با هر شدتی را ( جریانهای عادی و یا جریانهای اتصال كوتاه ) در كوتاه تذرین مدت قطع و وصل كنند و بالاخره كلیدهای فشار قوی باید قادر باشند در حالت قطع ( جدا بودن تیغه ها ) هر نوع ولتاژی كه بین دو سرباز كلید ( دو تیغه باز كلید ) بر قرار می شود بدون كوچكترین احتمال ایجاد قوس الكتریكی تحمل كنند .

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

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

انتخاب صحیحی مقاطع قسمتهای هدایت كننده جریان كلید در كم كردن مقاومت عبور بسیار موثر است .

2- در حالت بار (قطع مدار ): باید كلید قادر باشد اختلاف سطح الكتریكی موجود بین دو كنتاكت باز را به طور كاملاً مطمئن تحمل كند . مقدار و شدت این ولتاژ بستگی به وضعیت و كیفیت ومحل نصب كلید دارد ،مثلاً اگركلیدی وسیله ارتباط دو شبكه ای را فراهم می سازد كه ممكن است نسبت به هم آسنكرون نیز باشند در حالت قطع كلید هر دو طرف كلید زیر پتانسیل قرار دارد .

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

4- كلیدهای فشار قوی باید بتوانید مدار الكتریكی را از ولتاژ نامی نامی به بندید . البته در بعضی كلیدها (قطع كننده ها )این شرط بدون عبور جریان صادق است (بدون توجه به جریانهای كوچك بار سیمها) و در برخی دیگر (كلید قدرت) شرط محدودیت جریانی وجود ندارد و باید بتوان آنها را در زیر هر جریانی حتی جریان اتصال كوتاه موجود در شبكه نیز بست .

5- كلیدفشار قوی باید بتواند مدار الكتریكی رادر ضمن عبور جریان باز كند . این شرط فقط برای قطع كننده لازم نیست مراعات شود ( از جریان كوچك شارژ صرف نظر می شود).

نظر به اینكه شرایط 4و5 مشكلات اصلی كلیدهای قدرت فشارقوی را فراهم می كنند ، ساختمان و مكانیسم كلید و چگونگی قطع و وصل كلید با توجه با شرایطی كه در بند 4و5 به آن اشاره شد طرج ریزی می گردد .

از نظر كار با شبكه كمال مطلوب است ، اگر هر یك از كلید ای فشار قوی شامل كلیه شرایطی كه فوقاً به آن اشاره شد باشد . ولی چون از دیدگاه اقتصادی تجمع كلیه شرایط در یك كلید مقرون به صرفه نیست كلیدهای خاصی خاصی با شرایط به خصوص و محدودی طرح و ساخته می شود كه عبارتند از :

الف – قطع كننده یا سكسیونر

قطع كننده وسیله ای است برای ارتباط دستگاهها و سیستمهای برقی و اصولاً در جائی بكار برده می شود كه بدون ولتاژ كردن آن قسمت مورد نظر باشد . قطع و وصل این كلید در صورتیكه از جریان كوچك شارژها صرف نظر شود ، نباید باعث قطع جریان و یا برقراری جریان گردد . به عبارت دیگر قطع و وصل سكسیونر باید بدون ایجاد جرقه انجام گیرد و درحالت وصل بودن كلید و ارتباط بر قرار كردن بین دستگاهها نباید هیچ نوعی جریانی با هر شدتی (جریان بار ، جریان اتصال كوتاه ضربه ای و غیره ) به كلید آسیبی وارد كند و یا باعث گرم كردن ، ارتعاش كردن و یا باز شدن تیغه كلید شود و یا اثرات دینامیكی آن موقعیت كلید را به خطر بیاندازد .

در ضمن باید این كلید در حالت قطع دارای قدرت عایقی بسیار قوی در دو سر تیغه باز كلید باشد . زیرا سكسیونر باز در حقیقت حفاظت افرادی را كه در شبكه بدون ولتاژ شده كار می كنند نیز به عهده دارد .

2-قطع جریان مداری كه از مقاومت اهمی و سلفی موازی تشكیل شده است .

در چنین مداری در شكل زیر در لحظه عبور جریان از صفر و خاموش شدن قوس الكتریكی 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 كه برابر ولتاژ مولد در همین لحظه است .

این ولتاژ به علت وجود مقاومت اهمی R كه اینك با مقاومت انوكتیوL به صورت سری در می آید با ثابت زمانی به شكل یك تابع اكسپوننسیال به طرف صفر میل می كند . در نتیجه باعث می شود كه شبیه مدار كاپاسیتیو دو طرف كلید پتانسیل بگیرد كه یكی مربوط به مولد و دیگری مربوط به اندوكتیویته یعنی مصرف كننده است . تفاوت این دو پتانسیل ولتاژ برگشت در كلید 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 شكل ) و راه را برای برگشت جرقه مشكل می كند .

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