play_arrow درباره کلید هوایی (ACB)

(نمایش توضیحات) (بستن توضیحات)

کلید هوایی (ACB) چیست؟

کلید هوایی (Air Circuit Breake) با نام دیگر بریکر هوایی و همچنین مدارشکن هوایی شناخته می شود. بریکر هوایی، یک کلید برق اتوماتیک الکتریکی است که به طور خودکار عمل می کند. این تجهیز از هوا برای محافظت از مدار الکتریکی یک تابلو برق در برابر آسیب ناشی از جریان اضافی یا اتصال کوتاه محافظت می کند. این بریکرها با عنوان کلید هوایی نام‌گذاری شده‌اند، زیرا عملیات اطفاء جرقه یا آرک (Arc) هنگام کلیدزنی، در محفظه‌ هوا انجام می‌شود. بنابراین وظیفه اصلی کلید اتوماتیک هوایی قطع جریان پس از تشخیص عیب است.

 ویژگی های کلید هوایی ACB 

• ظرفیت شکست بالا

ACB ها برای کاربردهای سنگین در محیط های صنعتی و تجاری عالی هستند زیرا می توانند جریان های خطای عظیمی را مدیریت کنند.

•  زمان پاسخگویی

ACB ها زمان خاموشی را به حداقل می رسانند و با زمان خاموش شدن قوس و خاموش شدن سریع خود در برابر آسیب تجهیزات در هنگام خطاهای الکتریکی محافظت می کنند.

•  عملکرد قابل اعتماد

با ارائه عملکرد ثابت و قابل اعتماد، ACB ها از یکپارچگی و ایمنی سیستم های الکتریکی محافظت می کنند.

•  مکانیک ساده

ACB دارای مکانیک نسبتاً ساده ای است که امکان سرویس و تعمیر سریع را فراهم می کند و نگهداری آنها را آسان می کند.

•  دوام

با تعمیر و نگهداری منظم، ACB ها می توانند برای مدت طولانی دوام بیاورند و محافظت مقرون به صرفه ای ارائه دهند.

ساختمان کلیدهوایی ACB

1. ترمینال مدار ثانویه
2.  گهواره بیرون کش
3.  نشانگر خطا / دکمه تنظیم مجدد
4.  قفل 
5. Switch-off - دسته ذخیره انرژی
6.   دکمه بستن
7. I.  دکمه خاموش کردن
8. O.  نشانگر ذخیره انرژی
9.  نشانگر موقعیت تماس اصلی
10.  تریپر هوشمند
11. راکر و محل نگهداری آن
12.  عملکرد، تست و نشان دادن موقعیت خروج
13. موقعیت قرار دادن راکر
14. موقعیت قفل برای دویدن، خروج و تست قفل موقعیت
15. دستگاه قفل برای موقعیت های عملیات، خروج و تست
16.  قفل رهاسازی در موقعیت های دویدن، خروج و تست

1.  باس پایین
2. ترانسفورماتور
3.  مخاطب متحرک
4.  باس بالایی (کنتاکت استاتیک)
5.  قطعه ماشه قوس تماس ایستا
6. مدار شکن پشتی
7. پوشش خاموش کننده قوس 
8.  پایه قطع کننده مدار
9.  کم ولتاژ، آزادسازی شنت
10.  انتشار بسته
11.  شفت اصلی
12.  مکانیزم عملیاتی
13.  ماسک
14. فنر ذخیره انرژی مکانیزم

مکانیزم عملکرد کلید هوایی ACB
هنگامی که اضافه بار اتفاق می افتد، یک قوس الکتریکی بین کنتاکت هایی که مدار را شکسته اند ظاهر می شود. کلید هوایی از هوای فشرده برای دمیدن قوس استفاده می کنند. همچنین ممکن است به طور متناوب، کنتاکت ها به سرعت در یک محفظه مهر و موم شده کوچک چرخانده شوند و هوای جا به جا شده خارج شود و در نتیجه قوس تخلیه می شود. این نوع مدارشکن هوا با فشار اتمسفر کار می کند. 

هدف اصلی انواع کلیدهای برق، جلوگیری از برقراری مجدد قوس پس از جریان صفر با ایجاد شرایطی است که در شکاف تماسی در برابر ولتاژ بازیابی سیستم مقاومت کند. کلید هوایی همین کار اما به روشی متفاوت انجام می دهد. برای قطع قوس، این وسیله ولتاژ قوس بیش از ولتاژ تغذیه ایجاد می کند. ولتاژ قوس به عنوان حداقل ولتاژ مورد نیاز برای حفظ آرک تعریف می شود. این کلید ولتاژ قوس را عمدتاً به سه روش مختلف افزایش می دهد.

• خنک کردن پلاسمای قوس
  ممکن است کلید هوایی با خنک کردن پلاسمای قوس، ولتاژ قوس را افزایش دهد. با کاهش دمای پلاسمای قوس، تحرک ذره در پلاسمای کاهش می یابد. بنابراین گرادیان ولتاژ بیشتری برای حفظ قوس مورد نیاز است.
• افزایش طول مسیر قوس
  ممکن است بریکر هوا با طولانی کردن مسیر قوس، ولتاژ قوس را افزایش دهد. با افزایش طول مسیر قوس، مقاومت مسیر افزایش می یابد و از این رو برای حفظ جریان قوس یکسان، ولتاژ بیشتری در مسیر قوس اعمال می شود. یعنی ولتاژ قوس افزایش یافته است.
• تقسیم کردن قوس
  تقسیم قوس به تعدادی قوس سری نیز ولتاژ قوس را افزایش می دهد.

1.  بار باس
2.  اتصال نرم
3.  مخاطب متحرک
4.  تماس استاتیک
5.  فنر تماسی
6.  شاتون
7.  شفت اصلی 

انواع  مدار شکن هوایی ACB از لحاظ نوع نصب

• نوع ثابت : این نوع از پانل های جانبی نصب شده در دو طرف بدنه تشکیل شده است.
• نوع کشویی: در حالی که نوع کشو بر روی پایه کشوی مخصوص نصب می شود.

کاربرد کلید هوایی ACB

• سوئیچینگ ورودی یا اصلی در تابلوهای توزیع فشار ضعیف و حفاظت از مدار

 کلید هوایی به دو صورت مغناطیسی و حرارتی از مدار الکتریکی حفاظت می کند این کلید پس از عمل کردن می تواند به صورت دستی یا اتوماتیک دوباره وارد مدار شود.ACB ها در تابلو برق صنعتی  تا ولتاژ 15 کیلو ولت کاربرد دارد. کلید هوایی نسبت به سایر کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف، رنج جریانی بالاتری را پوشش می دهد و لذا بیشتر در ورودی تابلوها به کار می رود.

• عملکردهای حفاظتی، محافظت از شبکه درشرایط زیر:
  • محافظت در صورت اضافه بار(در صورت اضافه بار یا خطای جدی در خطوط برق یا تجهیزات الکتریکی، کلید هوایی بلافاصله مدار را قطع می‌کند.)
  • محافظت از شبکه در صورت افزایش ویا کاهش بیش از حد ولتاژ
  • محافظت از شبکه دربرابر اتصال کوتاه
  • محافظت از شبکه در صورت کاهش ویا افزایش بیش از حد فرکانس 
  • محافظت در صورت  افزایش حرارت تجهیزات در برابر عبور جریان زیاد
  • حفاظت ژنراتورها در برابر خروج از سنکرون 
  • حفاظت تجهیزاتی یا فیدرها در برابر اضافه بار یا افزایش حرارت
• عملکرد کنترلی 
  •  کلید هوایی می‌تواند نقش کنترلی هم ایفا کند به این صورت که جهت اطمینان از عملکرد عادی تجهیزات الکتریکی، بار الکتریکی را از مدار قطع و مجدد به آن متصل کند.
  •  به دلیل ساختمان کامپکت و کوچکِ کلید هوایی، نصب و راه‌اندازی آن کار دشواری نیست و بسیاری از صنایع برای کنترل ترانسفورماتورهای قدرت از این کلید استفاده می‌کنند.
• اندازه گیری پارامترهای مختلف شبکه به طور مثال هارمونیک، ولتاژ، جریان و غیره.
• کلیدهای هوایی برای جلوگیری از خطر آتش سوزی روغن در کلید روغنی، به عنوان یک جایگزین مناسب به کار گرفته می شوند.
• ثبت تمامی خطاها و پارامترهای مهم و اعلام از طریق آلارم
• حفاظت از ترانسفورماتورها، ژنراتورها، خازن ها، مولدها، ماشین های الکتریکی و ایستگاه‌های توزیع برق در شرکت‌های صنعتی-معدنی
• امکان نصب تجهیزات مختلف جانبی برای اجرای فرمان های مختلف از قبیل کنتاکت های کمکی و خطا،رله های شنت و آندر ولتاژ موتور و اینترلاک و غیره.
•  کلید هوایی در مقایسه با سایر قطع‌کننده‌ها قابلیت تحمل جریان نامی بالاتری دارد؛ پس برای حفاظت موتوری هم استفاده می‌شود.

انواع  کلیدهای قدرت هوایی ACB 

• مدار شکن هوایی مسطح یا ساده (Plain air Circuit Breaker)
• مدار شکن هوایی با هوای دمیده شده یا ایر بلاست یا انفجاری  (Air blast Circuit Breaker)

کلید هوایی Air Blast
این نوع کلید هوایی ایر بلاست برای ولتاژ سیستم 245 کیلوولت، 420 کیلو ولت و حتی بیشتر استفاده می شد، به خصوص در مواردی که نیاز به عملکرد سریع تر قطع کننده بود.

 مقایسه کلیدهای قدرت هوایی ایربلاست  با مدار شکن روغنی 

• احتمال خطر آتش سوزی ناشی از روغن وجود ندارد.
• سرعت شکست مدار شکن در حین کار با کلید ایر بلاست بسیار بالاتر است.
• خاموش کردن قوس در هنگام کار با AIR BLAST بسیار سریع تر است.
• مدت قوس برای تمام مقادیر وقفه های جریان های کوچک و همچنین زیاد یکسان است.
• از آنجایی که مدت قوس کوچک تر است، بنابراین مقدار کمتری از گرما از قوس به کنتاکت های حامل جریان دریافت می شود، بنابراین عمر مفید کنتاکت ها

طولانی تر می شود.

• پایداری سیستم را می توان به خوبی حفظ کرد زیرا به سرعت عملکرد قطع کننده مدار بستگی دارد.
• نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمتری نسبت به قطع کننده مدار روغن دارد.

انواع مدار شکن Air blast Circuit Breaker

• Axial Blast ABC مدارشکن هوایی با هوای دمیده شده بصورت محوری
• Axial Blast ACB with side moving contact مدارشکن هوایی با هوای دمیده شده بصورت محوری با کنتاکت متحرک جانبی(با تماس متحرک جانبی)
• Cross Blast ACB  مدارشکن هوایی انفجاری از طرفین

مقایسه کلید هوایی نسبت به کلیدهای اتوماتیک کمپکت

• قابلیت سلکتیویتی بالا

در کلیدهای هوایی، تشخیص تقدم قطع یا سلکتیویتی (Selectivity) بین کلیدهای ورودی و خروجی بیشتر از نوع کلیدهای اتوماتیک هستند.

• عمر بالاتر

عمر کلیدهای هوایی دو  برابر عمر کلیدهای اتوماتیک کمپکت می باشد.

• قدرت قطع بالاتر

قدرت قطع کلیدهای هوایی بین 55 تا 200 کیلو آمپر می باشد که  در مقایسه با کلیدهای اتوماتیک کمپکت از قدرت قطع بالاتری برخوردار می باشند. 

• رنج جریان بالاتر

کلیدهای اتوماتیک تا رنج 1600 آمپر، کلیدهای هوایی از 630 تا 6300 آمپر ساخته می شوند به دو صورت ثابت و کشویی هستند.

• دقت و حفاظت بالاتر

کلیدهای هوایی از رله های الکترونیکی و میکرو پروسسوری بهره می برند بنابر این دقت و انعطاف بیشتری جهت حفاظت از شبکه دارند.