اجزای اصلی انواع دژنکتور عبارتند از مکانیزم قطع و وصل، محفظه قوس الکتریکی و واحدهای حفاظتی. البته سایر اجزا نیز در این کلید جا گرفتهاند که در ادامه، آنها را بهشکل مفصل بررسی خواهیم کرد.
1. مکانیزم قطع و وصل
مکانیزم قطع و وصل انواع دژنکتور، برای اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد در سیستمهای الکتریکی طراحی شده است. این سوئیچهای جداکننده از مکانیسمهای عملیاتی مختلفی استفاده میکنند؛ از جمله مکانیسمهای عملکرد مستقیم، مکانیزمهای چرخشی اتصال درب و مکانیسمهای عملکرد جانبی. همه این مکانیسمها امکان عملکرد دستی یا موتوری را فراهم میکنند و کاربران را قادر میسازند تا مدارها را با خیال راحت وصل یا جدا کنند.
در عملکرد دستی یا موتوری، اپراتور میتواند با استفاده از یک دسته یا محرک موتوری، بسته به طراحی کلید، سوئیچ را درگیر کند. این تعامل فرایند قطع ارتباط را آغاز میکند. با فعال شدن مکانیزم، کنتاکتهای داخل سوئیچ شروع به جدا شدن میکنند.
این عمل باعث قطع جریان الکتریکی در مدار میشود. پس از جدا شدن کامل، سوئیچ مدار را از منبع تغذیه ایزوله و ایمنی را برای پرسنل تعمیر و نگهداری تضمین کرده و از برقرسانی مجدد تصادفی جلوگیری میکند. در نهایت برای وصل کردن مجدد مدار، اپراتور عمل مکانیزم قطع را با درگیر کردن مجدد آن، معکوس میکند.
مکانیسم چرخشی نیز کنتاکت را به هم ترازهای خود باز میگرداند که به جریان الکتریکی اجازه میدهد یک بار دیگر جریان یابد.
پس از بسته شدن مدار، سیستم مجددا به فرایند عملیاتی خود باز میگردد و جریان الکتریکی مورد نیاز مدار را تامین میکند.
2. محفظه قوس الکتریکی
محفظه قوس الکتریکی از اجزای دژنکتور زیمنس محسوب میشود. این جز، دستگاههای ایمنی پیشرفتهای هستند که برای شناسایی و کاهش اثرات خطاهای قوس الکتریکی در سیستمهای الکتریکی طراحی شدهاند.
این محافظها در سیستمهای توزیع الکتریکی یکپارچه میشوند تا با تشخیص سریع عیوب قوس الکتریکی، ایمنی را افزایش دهند. این خطاها ممکن است بهدلیل خرابی عایق، نقص در عملکرد تجهیزات یا خطای انسانی رخ دهند که منجر به عواقب بالقوه فاجعه بار، از جمله سوختگی شدید یا آسیب به تجهیزات میشود.
اما محافظهای قوس الکتریکی زیمنس که در کلیدهای دژنکتور بهکار میروند، از فناوریهای تشخیصی پیشرفته مانند سنسورهای نقطهای و سنسورهای فیبر نوری استفاده میکنند.
3. واحدهای حفاظتی
بسیاری از قطعکنندههای مدار برند زیمنس مانند مدل VL1600H، دارای ظرفیت قطعی اتصال کوتاه (Icu) تا 70 کیلو آمپر در 415 ولت AC هستند.
بهدلیل قابلیتهای بسیار زیاد در زمینه نظارت انواع دژنکتورهای زیمنس، این واحدها بهطور گسترده در ساختمانهای تجاری، کاربردهای صنعتی و غیره استفاده میشوند.
انواع دژنکتور چیست؟
انواع دژنکتور زیمنس بر اساس مکانیزم قطع و ولتاژ کاری به چند دسته تقسیم میشوند که در ادامه، به هرکدام بهشکل کامل خواهیم پرداخت.
انواع دژنکتور بر اساس تکنولوژی قطع
تکنولوژی قطع، همان مکانیزم قطع مدار در دژنکتور است که انواع آن را در لیست زیر توضیح دادهایم.
دژنکتور هوایی (ACB)
مدار قطعکننده هوا زیمنس (ACB) دستگاهی است که در سیستمهای توزیع نیروی الکتریکی، برای قطع و وصل جریانهای الکتریکی در کاربردهای ولتاژ و جریان بالا استفاده میشود. ACBهای زیمنس میتوانند جریانهای الکتریکی پرقدرت را با بیش از 150 کیلو آمپر قطع کنند و برای کاربردهای سخت مناسب هستند. این دژنکتورها به کاربران امکان میدهند تا قابلیتهای کلید را برای جریان، ولتاژ و سطوح حفاظتی تنظیم کرده و از عملکرد مطلوب بر اساس نیازهای عملیاتی خاص اطمینان حاصل کنند.
ACBها بهطور مداوم جریان الکتریکی را که از مدار عبور میکند، زیر نظر میگیرند و بهطور مداوم بر آن نظارت میکنند. هرگونه شرایط غیرعادی مانند اضافه بار یا اتصال کوتاه، توسط این نوع تشخیص داده میشود.
هنگامی که اضافه بار یا اتصال کوتاه رخ میدهد، مکانیسمهای داخلی ACB فعال میشوند. این مکانیزم میتواند شامل واحدهای حرارتی مغناطیسی باشد که به شرایط اضافه بار طولانی مدت (حرارتی) یا افزایش ناگهانی جریان (مغناطیسی) پاسخ میدهد. واحد تریپ باعث میشود که کنتاکتهای اصلی باز شوند تا جریان الکتریکی قطع شود و مدار آسیبدیده را جدا کند.
با جدا شدن کنتاکتها در حین خاموش شدن، ممکن است یک قوس ایجاد شود. ACBهای زیمنس از هوا بهعنوان یک وسیله خاموشکننده قوس استفاده میکنند. این نوع شامل ویژگیهایی مانند شاخهای قوسدار است که به تخلیه ایمن انرژی قوس کمک میکند. پس از خاموش شدن، قطعکننده مدار را میتوان بهصورت دستی یا خودکار، پس از رفع مشکل تنظیم مجدد کرد.
دژنکتور گازی (SF6)
قطعکننده مدار SF6 (دژنکتور گازی) زیمنس نوعی کلید برق فشار قوی است که از گاز هگزا فلوراید گوگرد بهعنوان عایق و اطفا قوس استفاده میکند. این قطعکنندهها برای بهکارگیری در سیستمهای توزیع نیروی برق، بهویژه در محیطهای با ولتاژ بالا بیش از 72 کیلو ولت طراحی شدهاند.
گاز SF6 دارای خواص دی الکتریک عالی است که آن را به یک عایق ایدهآل تبدیل میکند. این خاصیت در مقایسه با هوا، عایق بهتری را ارائه میدهد و امکان طراحی فشردهتر و عملکرد بهتر را در کاربردهای ولتاژ بالا فراهم میکند.
همچنین کلیدهای مدار SF6 زیمنس اغلب دارای مکانیزم سیلندر قوی هستند که گاز SF6 را در حین کار فشرده میکند. با باز شدن کنتاکتها، پیستون متحرک گاز را فشرده میکند و سپس از طریق نازلها هدایت میشود تا قوس را بهطور موثر خاموش کند.
استفاده از SF6 امکان طراحی فشردهتری را در مقایسه با تابلو برق سنتی عایق هوا فراهم و آن را برای نصبهایی با فضای محدود مناسب میکند.
دژنکتور خلا
قطعکننده مدار وکیوم که با نام «دژنکتور خلا» در زبان فارسی و “VCB” در زبان انگلیسی شناخته میشود، نوعی قطعکننده مدار است که از فناوری خلا برای قطع و کنترل جریانهای الکتریکی در کاربردهای ولتاژ متوسط استفاده میکند. این بریکرها بهدلیل قابلیت اطمینان، طراحی فشرده و عملکرد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری شناخته شدهاند.
فناوری اصلی یک VCB شامل استفاده از قطعکنندههای خلا است که در آن کنتاکتها در یک محفظه خلا محصور میشوند. هنگامی که کنتاکتها باز میشوند، قوس حاصله بهدلیل عدم وجود هوا (یا گازهای دیگر) که بهطور معمول قوس را حفظ میکند، بهسرعت خاموش میشوند.
کمبود هوا در محفظه خلا، مانع حفظ قوس شده و الکترونهای تولیدشده در حین قوسبندی، با سرد شدن سریع در محیط خلا، دوباره روی کنتاکتها متراکم میشوند.
VCBهای زیمنس میتوانند جریانهای اتصال کوتاه را با قابلیتهایی بیش از 50 کیلو آمپر تحمل کنند که آنها را برای مصارفی همچون نیروگاههای صنعتی و حفاظت از ژنراتور مناسب میسازد. همچنین این دژنکتورها بهگونهای طراحی شدهاند که در طول عمر مفید خود، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری به عملکرد بهینه ادامه دهند. این نوع بسته به مدل خود، میتواند به 10000 سیکل کار یا بیشتر از این مقدار دست یابد.
دژنکتور روغنی
مدارشکن روغنی زیمنس (OCB) نوعی از انواع دژنکتور مدار است که از روغن بهعنوان عایق و خاموشکننده قوس استفاده میکند. این قطعکنندهها عمدتا در کاربردهای ولتاژ بالا مانند تاسیسات در فضای باز، جعبههای پستها و شبکههای توزیع برق مورد استفاده قرار میگیرند.
روغن بهعنوان یک عایق عالی عمل کرده و از ایجاد قوس الکتریکی بین کنتاکتها و اجزای اطراف جلوگیری میکند. همچنین به خنک شدن سیستم در حین کار نیز کمک میکند. هنگامی که قطعکننده مدار، جریان خطا را قطع میکند، یک قوس بین کنتاکتها ایجاد میشود. روغن بهدلیل گرمای تولیدشده توسط قوس تبخیر میشود و یک جت بخار ایجاد میکند. این جت به خاموش شدن سریع قوس کمک میکند.
OCBهای زیمنس معمولا در یک مخزن مهروموم شده پر از روغن عایق قرار میگیرند. این طراحی از اجزای داخلی در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت و گردوغبار محافظت میکند و قابلیت اطمینان را افزایش میدهد.
همچنین دژنکتورهای روغنی زیمنس میتوانند جریانهای اتصال کوتاه را قطع کنند و آنها را برای کاربردهای سخت که ممکن است جریانهای خطای قابل توجهی داشته باشند، مناسب میکند.
درحالیکه OCBها بهدلیل طراحی محکم و پایدار خود معمولا نیاز به تعمیر و نگهداری پایینی دارند، اما بازرسیهای منظم برای بررسی سطح روغن و اطمینان از عدم وجود نشتی آنها ضروری است.
انواع دژنکتور بر اساس ولتاژ کاری
انواع دژنکتور زیمنس بر اساس ولتاژ کاری به دژنکتورهای فشار ضعیف، متوسط و قوی تقسیم میشوند که در ادامه، به تفصیل هریک را مورد ارزیابی قرار خواهیم داد.
دژنکتورهای فشار ضعیف (LV)
قطعکننده مدار ولتاژ پایین (دژنکتورهای فشار ضعیف) زیمنس (LV) وسیلهای است که برای محافظت از مدارهای الکتریکی در کاربردهای مختلف از جمله محیطهای صنعتی، تجاری و مسکونی طراحی شده است. این قطعکنندهها برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان سیستمهای الکتریکی، با قابلیت جلوگیری از اضافه بار و اتصال کوتاه بسیار مهم هستند.
زیمنس طیف گستردهای از قطعکنندههای مدار ولتاژ پایین را با درجهبندی جریان از 3A تا 6000A ارائه میدهد که نیازهای باری مختلف را براورده میکنند.
این بریکرها میتوانند تا 200 کیلو آمپر در ولتاژ 480 ولت را تحمل کنند که آنها را برای کاربردهای با تقاضای بالا که ممکن است جریانهای خطای قابل توجهی رخ دهد، مناسب میکند.
همچنین زیمنس انواع مختلفی از قطعکنندههای مدار LV را ارائه میدهد؛ از جمله کلیدهای مدار مینیاتوری (MCB)، قطعکننده مدار قالبی (MCCB) و قطعکننده مدار هوا (ACB) که هر کدام برای کاربردها و نیازهای حفاظتی خاص طراحی شدهاند.
افزون بر آن، بسیاری از قطعکنندههای مدار LV زیمنس از یک مکانیسم تریپ حرارتی مغناطیسی استفاده میکنند که حفاظت حرارتی برای اضافه بار و حفاظت مغناطیسی برای اتصال کوتاه را ترکیب میکند و از قطع شدن سریع و مطمئن در شرایط خطا اطمینان میدهد.
دژنکتورهای فشار متوسط (MV)
قطعکننده مدار ولتاژ متوسط (دژنکتورهای فشار متوسط) زیمنس (MV) یک دستگاه الکتریکی است که برای محافظت و کنترل مدارهای الکتریکی که در سطوح ولتاژ متوسط، معمولا از 1 کیلو ولت تا 52 کیلو ولت کار میکنند، طراحی شده است.
این دژنکتورها میتوانند جریانهای خطای بالایی را با درجههای قطعی که اغلب بیش از 50 کیلو آمپر هستند، کنترل کنند. بنابراین این نوع دژنکتور را برای محیطهای صنعتی با فشارهای نسبتا قوی مناسب میدانند.
قطعکنندههای مدار MV زیمنس اغلب بهصورت فشرده طراحی میشوند که امکان ادغام آسان در مجموعههای تابلو برق و صرفهجویی در فضای محدود پستها و تابلوهای توزیع را فراهم میکند.
دژنکتورهای فشار قوی (HV)
قطعکننده مدار ولتاژ بالا (دژنکتورهای فشار قوی) زیمنس (HV) دستگاههای حیاتی هستند که در سیستمهای انتقال و توزیع برق برای محافظت از تجهیزات در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه در سطوح ولتاژ بالا، که معمولا بهعنوان 72.5 کیلو ولت و بالاتر تعریف شده، استفاده میشوند.
قطعکنندههای مدار HV زیمنس برای کار در ولتاژهای 72.5 کیلو ولت تا 1200 کیلو ولت طراحی شدهاند که آنها را برای طیف گستردهای از کاربردهای ولتاژ بالا مناسب میکند.
این دژنکتورها از رساناهای مختلفی مانند خلا و هگزا فلوراید گوگرد (SF6) برای خاموش کردن قوس استفاده میکنند.
دژنکتورهای HV زیمنس، مجهز به سیستمهای کنترل و مانیتورینگ پیچیدهای هستند که دادههای بلادرنگ را در مورد وضعیت عملیات ارائه میدهند و امکان مدیریت پیشرفته سیستم را فراهم میکنند.
