فروشگاه اینترنتی برق
فروشگاه اینترنتی برق
  1. الف
  2. ب
  3. پ
  4. ت
  5. ث
  6. ج
  7. چ
  8. ح
  9. خ
  10. د
  11. ذ
  12. ر
  13. ز
  14. ژ
  15. س
  16. ش
  17. ص
  18. ض
  19. ط
  20. ظ
  21. ع
  22. غ
  23. ف
  24. ق
  25. ک
  26. گ
  27. ل
  28. م
  29. ن
  30. و
  31. ه
  32. ی
کلیدهای قدرت روغنی Oil circuit breaker

کلیدهای قدرت روغنی Oil circuit breaker

چکیده :

در کلیدهای روغنی ماده ایزولاسیون جابجا شده در محفظه قطع، روغن می باشد. در این نوع کلیدها با طراحی خوب، بدلیل هماهنگ بودن جریان قابل قطع کلید و جابجایی ماده ایزوله، مساله Restrict به وجود نمی آید. 

 عملکرد کلیدهای روغنی 

در این نوع کلید با جدا شدن کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت و ایجاد جرقه، روغن اطراف جرقه تجزیه شده وگاز تولید می شود (میزان تجزیه روغن به مقدار شدت جریان قطع کلید بستگی داشته و در قطع جریان نامی، نسبت به جریان اتصالی، گاز کمتری تولید می گردد). تولید گاز باعث می شود که در داخل محفظه کوچک (محفظه ای در داخل محفظه قطع که کنتاکت متحرک مسافت D 2/3را در آن طی می کند) فشار بالا رفته و در لحظه خارج شدن کنتاکت متحرک از محفظه کوچک، روغن با فشار به قوس نازک شده اعمال و قوس را خاموش می کند (البته با این عمل علاوه بر خاموش شدن قوس، روغن تمیز جایگزین روغن تجزیه شده می شود و مانع از برگشت قوس، در اثر ولتاژ استقرار، می گردد). در این نوع کلید هماهنگی لازم بین جریان قطع و میزان جاری شدن روغن وجود داشته و کلید Restrict-Free می باشد.

در این نوع کلیدها گازهای تولید شده در بالای محفظه جمع شده و با سوپاپ به خارج هدایت می گردد همچنین کربن های ناشی از تجزیه روغن رسوب کرده و به صورت لجن از کلید تخلیه می شود.

در تصویر زیر کلیدهای روغنی در پست نشان داده شده است.

 کلید قدرت روغنی

 

انواع کلیدهای روغنی

-       (BOCB (Bulk Oil Circuit Breaker

BOCB از انواع مدارشکن ها هستند که از روغن به عنوان خاموش کننده آرک بخوبی عایق بین کنتاکت حامل جریان و قسمت های ارت بریکر استفاده می شود. روغن استفاده شده در اینجا مانند روغن عایق ترانسفورماتور است.

پایه و اساس ساخت Bulk Oil Circuit Breaker خیلی ساده است.

در اینجا کنتاکت ثابت و متحرک در روغن که در یک مخزن آهنی بسته قرار دارند غوطه ورند. هر زمان که کنتاکت حامل جریان در روغن شروع به باز شدن نماید آرک در بین کنتاکت های جدا تولید می شود.

 انواع کلیدهای روغنی

 

bulk-oil-circuit-breaker

Single Break Bulk Oil Circuit Breaker

در این نوع مدارشکن روغنی یک جفت کنتاکت حامل جریان برای هر فاز مدار قدرت وجود دارد. هر جفت کنتاکت حامل جریان در این نوع کلیدها شامل یک کنتاکت ثابت و یک کنتاکت متحرک می باشد. کنتاکت ثابت یک کنتاکت ساکن است و کنتاکت متحرک به دور کنتاکت ثابت در طول باز شدن بریکر حرکت می کند.

 کلید قدرت روغنی

 

Double Break Bulk Oil Circuit Breaker

 پیشرفت های مختلف در طراحی bulk oil circuit breaker خاموش کردن آرک  بطور ایمن و رضایت بخش  مخصوصاً در جریان های پایین تر از ماکزیمم جریان مشخص شده  پیشنهاد شده است. یک راه برای حل این مشکل استفاده از کنتاکت میانه بین دو کنتاکت حامل جریان می باشد. آرک در اینجا به دو بخش تقسیم می شود. هدف در اینجا خاموش کردن سریع آرک دوم با استفاده از فشار گاز و نیروی حرکت آنی روغن بسته به آرک اول می باشد. در Double Break Bulk Oil Circuit Breaker دو کنتاکت ثابت وجود دارد و توسط یک کنتاکت متحرک اتصال می یابد. کنتاکت متحرک متناسب با مکانیزم راه انداز کلیدهای قدرت روغنی با استفاده از یک میله عایق می باشد. همانطور که اتصال کنتاکت متحرک رو به پایین حرکت می کند شکاف های کنتاکت با کنتاکت های ثابت در دو انتهای میله ی کنتاکت متحرک ایجاد خواهد شد. از این رو آرک در هر دو شکاف کنتاکت تولید شده است.

-       (MOCB (Minimum Oil Circuit Breaker

در موقع جدا شدن دو کنتاکت کلید زیر بار در محفظه روغنی جریانی که از آخرین نقطه تماس فلزی کنتاکت‌ها می‌گذرد باعث گداخته شدن و تبخیر فلز (مس) می‌شود و با آن پایه و اساس جرقه یا قوس الکتریکی بین دو کنتاکت جدا شده گذاشته می‌شود. حرارت زیاد جرقه روغن اطراف قوس را تبخیر و ایجاد یک حباب گازی یا فشرده می‌کند. 

 minimum oil circuit breaker

 

انواع کلیدهای روغنی

این حباب گازی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده است که از دیدگاه روغن به طرف مرکز قوس عبارتند از:

 1- لایه بخار مرطوب روغن

 2- لایه بخار داغ و خشک

 3- لایه اطراف قوس مرکب از  C2-H2 و H و  H2 با حرارتی در حدود 1000 تا 5000 درجه کلوین و وجود همین اتم ها و ملکول های هیدروژن است که با خواص خوب حرارتی که دارند روغن را برای قطع جریان مناسب می‌کنند.

 

در وسط حباب، جریان بصورت یک قوس الکتریکی عبور می‌کند و قوس قسمتی از گاز است که بعلت درجه حرارت زیادی که دارد (K10000-5000) باعث یونیزاسیون حرارتی می‌شود و قسمتی از اتم های هیدروژن را یونیزه کرده و یک مجرای هادی بین دو کنتاکت کلید برای عبور جریان بوجود می‌آورد. حرارت شدید قوس توسط گازهای مجاور که بیشتر از ملکول و اتم هیدروژن تشکیل شده و دارای قابلیت هدایت حرارتی بسیار زیاد است (20 برابر هوا ) به خارج یعنی روغن مجاور پس داده می‌شود. این عمل (تبادل حرارتی) را می‌توان با به جریان انداختن گاز که داری فشار P و درجه حرارت T  است به محفظه دیگری با درجه حرارت T0 و فشار P0 تشدید نمود.

در این موقع هدایت حرارت بخار به خارج بسیار سریع انجام می‌گیرد، حرارت اطراف جرقه با صفر شدن جریان آنقدر پایین می‌آید كه قوس هدایت الكتریكی خود را به كلی از دست می‌دهد و الزاماً ‌جرقه خاموش می‌شود اما برای این تبادل حرارتی فقط یک فرصت بسیار کوتاهی که جریان از صفر و یا حوالی صفر می‌گذرد موجود است. به این ترتیب باید عناصری که جرقه را در بر دارند، دارای آنچنان قابلیت هدایت حرارتی باشند که بتوانند سریع و بی درنگ حرارت را بخارج منتقل کنند. خوشبختانه هیدروژن متصاعد شده از روغن، مناسبترین عنصر برای این منظور است. در یک زمان بسیار کوتاه که قابلیت هدایت قوس الکتریکی بسیار کم است (مقاومت الکتریکی زیاد) فقط یک جریان ناچیزی از این دو کنتاکت می‌گذرد که اگر در این موقعیت حرارت خارج شده به اندازه ای نباشد که هدایت الکتریکی بین دو الکترود را به صفر برساند،  امیشن حرارتی ادامه پیدا می‌کند و قوس با نیم موج بعدی جریان بر می‌گردد و جریان اتصال کوتاه ادامه پیدا می‌کند. این برگشت مجدد جرقه را برگشت حرارتی قوس می‌نامیم.

به فرض اینکه هدایت حرارت با موفقیت انجام گیرد و جرقه هم قطع شود، برای نگهداشتن این وضعیت و جلوگیری از برگشت مجدد جرقه شرط دیگری نیز لازم است و آن استقامت الکتریکی بین دو کنتاکت است. بدین معنی که حباب گازی که هنوز بین دو کنتاکت موجود است، گرچه دیگر هادی نیست ولی باید دارای آن چنان استقامت الکتریکی باشد که در اثر برگشت ولتاژ شبکه به محض صفر شدن جریان بین دو کنتاکت، باعث انهدام الکتریکی و در نتیجه باعث برگشت مجدد قوس الکتریکی و عبور جریان نشود. در اغلب كلیدها برای كوتاه كردن زمان جرقه در جریان كم قسمت فوقانی محفظه را خیلی كوچك درست می‌كنند. در نتیجه تراكم گاز زیاد شده و جرقه زودتر قطع می‌گردد.

به همین منظور با خارج شدن میله كنتاكت دهنده از محفظه جرقه‌گیر، به اندازه فضای هم حجم آن روغن از مجراهای عرضی وارد محفظه می‌شود در بعضی از كلیدها كم روغن برای قطع سریع جریان كم از یك پمپ مخصوصی استفاده می‌شود.

 Operating-Principle-of-Minimum-Oil-Circuit-Breaker

 

 اختلاف سطحی که باعث جرقه مجدد می‌شود و ما به آن اختلاف سطح شکست الکتریکی عایق می‌گوییم برای گازها در فاصله ثابت بین دو الکترود معین بستگی به تراکم گاز دارد و یا به عبارت دیگر متناسب با P/T است. بدین جهت اگر خواسته باشیم جرقه در اثر برگشت ولتاژ برنگردد و عایق دچار شکست الکتریکی نشود باید تراکم گاز در زمانی که جریان به حوالی صفر می‌رسد خیلی زیاد باشد، تا فاصله دو کنتاکت که هنوز خیلی زیاد نشده استقامت الکتریکی مناسب و کافی را پیدا کند. یعنی در همان موقعی که جریان به صفر می‌رسد جرقه برای بار قطع می‌شود باید تراکم گاز داخل محفظه خیلی زیاد باشد و چون این تراکم زیاد را نمی توان فقط با ازدیاد فشار P بدست آورد، باید همزمان با به جریان انداختن و خارج کردن گاز گرم در خنک کردن گاز نیز کوشید.

چنانچه مشاهده می‌شود روغن در كلید كم روغن به عنوان ایزولاسیون و عایق كننده بین فازها و یا فاز و زمین بكار برده نمی‌شود. بلكه از آن فقط به عنوان خاموش كننده جرقه استفاده می‌شود و به همین جهت مقدار روغنی كه در كلیدهای كم روغن بكار برده می‌شود نسبت به كلیدهای پر روغن خیلی كمتر است مثلاً مقدار روغن در یك كلید روغنی 10 كیلوولت و 200 مگاولت آمپر در حدود 70 كیلوگرم است در صورتی كه در كلید كم روغن با همان مشخصات فقط 6 كیلوگرم روغن كافی است.

 

كلید كم روغن برای ولتاژی تا 765 كیلوولت و قدرت قطع خیلی زیاد ساخته می‌شود كلیدهای ولتاژ زیاد اغلب دارای قطع متوالی هستند و محفظه احتراق آنها معمولاً مجزا است و در ایزولاتورهایی به شكل V قرار دارند.

 كلیدهای كم روغن در پست‌های فوق توزیع 20/63 كیلوولت و كلیدخانه‌های 63 كیلوولت ساخت دهه 50 و 60  بیشتر نصب گردیده است و تعداد پست‌هایی كه از این نوع كلید استفاده می‌كنند بسیار زیاد هستند.

تصاویر زیر مربوط به خرابی مدارشکن روغنی در سال 2008 می باشد.

کلید قدرت یا مدارشکن روغنی

 

کلید قدرت یا مدارشکن روغنی

کلید قدرت یا مدارشکن روغنی

 

 استانداردهای مربوط به کلیدهای قدرت 

 

استاندارد تست مدارشکن های فشارقوی IEEE37.09

 

 

استاندارد مدارشکن های فشار قوی IEEE C37.04) AC)

 

استاندارد IEC 60898-1 برای مدارشکن های AC

 

استاندارد IEC 60898-2 برای مدارشکن های AC و DC

 

استاندارد IS 13118 مشخصات مدارشکن های فشار قوی AC

 

پیشنهاد میکنیم از نشریه مشخصات فنی عمومی و اجرایی کلید قدرت در پست های فشار قوی1-403 دیدن نمایید

 

همچنین از فیلم های آموزشی کلیدهای قدرت زیر دیدن نمایید

 

وسایل و لوازم جانبی در مدارشکن های هوایی

 

اجزای کلیدهای قدرت و عملکرد آن

 

انواع مدارشکن هوایی

 

مدارشکن خلاء vaccum circuit breaker

 

مدارشکن روغنی oil circuit breaker

 

مدارشکن SF6

 

کلید قدرت با مکانیزم شارژ فنری

 

مکانیزم فنری یا شارژر فنری کلیدهای قدرت

 

برای مطالعه بیشتر برروی مقاله معیارهای انتخاب یک کلید فشار قوی کلیک نمایید.

منابع

http://www.electrical4u.com/oil-circuit-breaker-bulk-and-minimum-oil-circuit-breaker/

http://www.mehrshadpower.blogfa.com/post-22.aspx

http://ethw.org/ 

این مطلب را به اشتراک بگذارید
  • ۱۳۹۵/۰۷/۲۷
  • 0
avatars
نویسنده : تیم تولید محتوای ایکهربا

`
نظرات خود را با ما درمیان بگذارید