سکسیونر (کلید غیرقابل قطع زیر بار)
سکسیونر باید در حالت بسته یک ارتباط محکم و مطمئن در کنتاکت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ شود، لذا باید مقاومت عبور جریان در محدوده سکسیونر کوچک باشد تا حرارتی که در اثر کار مداوم در کلید ایجاد میشود از حد مجاز تجاوز نکند. این حرارت توسط ضخیم کردن تیغه و بزرگ کردن سطح تماس در کنتاکت و فشار تیغه در کنتاکت دهنده کوچک نگهداشته می شود. در ضمن موقع بسته بودن کلید نیروی دینامیکی شدیدی که در اثر عبور جریان اتصال کوتاه بوجود می آید باعث لرزش تیغه یا احتمالا باز شدن آن نگردد. از این جهت در موقع شین کشی و نصب سکسیونر دقت باید کرد تا تیغه سکسیونر در امتداد شین قرار گیرد. بدین وسیله از ایجاد نیروی دینامیکی حوزه الکترومغناطیسی جریان اتصال کوتاه جلوگیری بعمل آید.
موارد استفاده سکسیونر
مطابق استاندارد IEC-62271-103، سکسیونر یا دیسکانکتور وسیله مکانیکی قطع و وصل است که در حالت قطع، فاصله جدایی لازم بین کنتاکت ها را مطابق الزامات معین به وجود می آورد.
کلید جداکننده قادر است فقط هنگامی یک مدار را قطع و وصل کند که جریان های قابل ملاحظه برقرار شده یا قطع شوند و
یا تغییر قابل ملاحظه ای بین ولتاژ دو سر هر یک از قطب های کلید جدا کننده ایجاد نشود.
همانطور که گفته شد اصولاً سکسیونرها وسایل ارتباط دهنده مکانیکی قطعات و سیستمهای مختلف می باشند و در درجه اول بمنظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق گرفتگی بکار برده میشوند. بدین جهت طوری ساخته میشوند که در حالت قطع یا وصل محل قطع شدگي یا چسبندگی بطور واضح و آشکار قابل رویت باشد.
از آنجاییکه سکسیونر باعث بستن یا باز کردن مدار الکتریکی نمیشود برای باز کردن یا بستن هر مدار الکتریکی فشار قوی احتیاج به یک کلید دیگری بنام کلید قدرت خواهیم داشت كه قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند و سکسیونر وسیله ای برای ارتباط کلید قدرت و یا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است به شین میباشد. طبق قوانین متداول الکتریکی جلوی هر کلید قدرتی از 1 کیلوولت به بالا و يا هر دو طرف در صورتیکه آن خط از هر دو طرف پتانسیل می گیرد سکسیونر نصب می گردد.
برای جلوگیری از قطع و یا وصل بی موقع و در زیر بار سکسیونر معمولاً بین سکسیونر و کلید قدرت چفت و بست (مکانیکی یا الکتریکی) بنحوی برقرار می شود که با وصل بودن کلید قدرت نتوان سکسیونر را قطع و یا وصل کرد.
بر خلاف کلیدهای هوایی، سکسیونرها قادر به قطع هیچ جریانی نیستند. آنها فقط در جریان صفر باز و بسته می شوند . این کلیدها اصولاً جدا کننده هستند که ما را به جدا کردن کلیدهای قدرت روغنی، ترانسفورماتوها، خطوط انتقال و امثال آنها از شبکه زنده قادر می سازند. سکسیونرها از لوازمات تعمیراتی و تغيير مسير جریان میباشند.
همچنین کلید جدا کننده می تواند جریان هایی را در شرایط عادی از مدار عبور دهد و برای زمانی مشخص جریان هایی را در شرایط غیر عادی مانند اتصال کوتاه تحمل کند.
تفاوت دژنکتور با سکسیونر
دژنکتور و سکسیونر هردو در دسته مدارشکن ها قرار می گیرند، ولی دژنکتور به عنوان یک کلید قابل قطع زیر بار، در ولتاژهای بالا توانایی قطع مدار را تحت بار دارد، یعنی هنگامی که در خط ولتاژ داریم، می تواند مدار را قطع کند، ولی سکسیونر بنا به تعریف یک کلید غیرقابل قطع زیر بار به شمار می رود و دارای انواع مختلفی است.
ریشه واژه سکسیونر یا همان سکشنر، مانند دژنکتور یک واژه فرانسوی است (Sectionneur) و ترجمه آن به انگلیسی Sectioner یا جدا کننده (ایزولاتور) می باشد.
با قرار دادن سیستم شارژ فنری در آنها، به سکسیونرهای قابل قطع زیر بار تبدیل می شوند و از این طریق می توان قدرت قطع آنها را افزایش داد. چون مصرف کننده هایی با قدرت کمتر نیز در شبکه وجود دارند که لزوما احتیاجی به دژنکتور ندارند و با سکسیونر نیز می توان عمل سوییچینگ آنها را به طور معمولی انجام داد.
مثلا در ترانس های کاهنده روی تیر برق ها که ولتاژ 20 کیلوولت را به 400 ولت تبدیل می کنند، برای قطع بار مدار از همان سکسیونر استفاده می کنند. عملکرد دیگر سکسیونرها به عنوان ایزولاتور برای دژنکتورهاست؛ به این صورت که در ورودی و خروجی دژنکتورها قرار می گیرند و در مواقع لزوم می توان دژنکتور را به طور کامل از شبکه خارج و تعمیر یا تعویض کرد.
در اصل برای تخلیه شارژ خازنی و تأمین ایمنی مدار از سکسیونر استفاده می کنند.
شارژ خازنی یعنی هنگامی برق را برق قطع کردیم، هنوز در سیستم بنابر خاصیت خازنی مدار به صورت ذخیره انرژی الکتریکی وجود دارد که این بسیار خطرناک است.
در پست های فشار قوی، برای ورود یا خروج صحیح تجهیزات در مدار و دسترسی پرسنل تعمیر و نگهداری به تجهیزات، به اینترلاک های مناسب، نیاز می باشد. اینترلاک، عملیاتی متناسب با عملکرد مدار و کلیدزنی در سیستم است و مجموعه ای از کلیدزنی های مناسب را انتخاب می نماید. این نوع اینترلاک از کلیدزنی غیر مجاز در پست جلوگیری به عمل آورده و ایمنی پرسنل برای دسترسی به پست، تضمین می گردد.
در تاسیساتی که هم دژنکتور داریم و هم سکسیونر، نمی توان سکسیونر را به عنوان کلید قطع زیر بار به کار برد و هربار بخواهیم آن را از مدار خارج کنیم، ابتدا باید برق اصلی و یا همان بار مدار توسط دژنکتور قطع شده باشد. در موقع نصب این دو به شبکه نیز، عکس همین موضوع صادق است و ابتدا باید سکسیونر نصب شود و سپس دژنکتور. این توالی برای قطع و وصل آنها به شبکه باید حتما رعایت شود تا ایجاد مشکل نکنند. چون موقع قطع کلید، کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت جدا می شود و کلید قطع می شود و چون در ساختمان سکسیونرها برعکس دژنکتورها هیچ گونه وسیله قطع جرقه در نظر گرفته نشده است؛ از این رو، موقع قطع، نباید از کنتاکت های آن جریانی عبور کند. در صورتی که اگر سکسیونر در زیر بار (یعنی موقعی که از آن جریان می گذرد) باز شود، جرقه ایجاد شده در موقع قطع کلید، فضایی برای خاموش شدن ندارد و ممکن است باعث ذوب شدن کلید و صدمه به اپراتور شود.
اینترلاک سبب می شود که اگر سهواً ابتدا دستور بازشدن سکسیونر صادر شد، عمل نکند . مدار را از خرابی و خطر برای اپراتور حفظ می کند.
انواع سکسیونر
- قابل قطع زیر بار
- غیر قابل قطع زیر بار
- سکسیونر با ارت قابل قطع
سکسیونر غیر قابل قطع زیر بار فقط قبل از دژنکتور و به منظور ایمن سازی به هنگام تعمیرات (به عنوان ایزولاتور) در پست ها استفاده می شود.
هم چنین سکسیونر نمی تواند مدار را هنگام وقوع خطا قطع کند؛ در حالی که دژنکتور قادر است هنگام بروز خطا مدار را قطع کند.
یکی از کاربردهای سکسیونر جهت تست بی برق بودن مدار در حین تعمیرات و غیره است، چرا که کنتاکت های آن به خوبی قابل مشاهده است و با بررسی آنها از بی برق بودن مدار مطمئن خواهیم شد.
سکسیونرهای فشار متوسط 1 تا 52 کیلوولت عمدتاً به صورت قابل قطع زیر بار تولید گردیده و در انواع داخلی (تابلویی) و یا بیرونی (هوای آزاد) مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین به تعداد کمتری سکسیونر غیر قابل قطع زیر بار در شبکههای فشار متوسط مورد استفاده قرار می گیرند. محیط قطع در سکسیونرهای قابل قطع زیر بار متنوع بوده که از انواع قطع تحت سرعت بالا (سکسیونرهای خشک) و سکسیونرهای روغنی، گازی و خلاء می توان یاد کرد.
سکسیونرهای فشار قوی بیش از 52 کیلوولت عمدتاً به صورت غیر قابل قطع زیر بار مورد استفاده قرار می گیرند. تولید و استفاده از سکسیونرهای فشار قوی قابل قطع زیر بار عمدتاً در آمریکا و کانادا متداول بوده ولی در اغلب کشورهای دیگر (از جمله ایران) این نوع سکسیونرها مورد استقبال قرار نگرفته اند. از سکسیونرهای غیر قابل قطع زیر بار میتوان در قطع و وصل جریانهای کوچک استفاده کرد.
از آنجایی که تمام سکسیونرها قابلیت قطع و وصل جریان خطا را نداشته و سکسیونرهای غیر قابل قطع زیر بار حتی قابلیت قطع و وصل جریان بار را نیز ندارند، برای باز کردن یا بستن مدار الکتریکی خصوصاً تحت شرایط خطا، احتیاج به کلید دیگری با قابلیتهای بالاتر به نام کلید قدرت وجود دارد که قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز یا بسته نماید.
مطابق عرف رایج، در بالا دست هر کلید قدرت از یک عدد سکسیونر غیر قابل قطع زیر بار برای انجام ایزولاسیون استفاده میگردد.
کلید های فشار قوی در صنعت برق علت بدون جریان بودن در کلیدهای فشار قوی سکسیونر در هنگام قطع و وصل برق ، مجهز نبودن سکسیونر بوسیله جرقه خاموش کن است. بنابراین در کلید های فشار قوی سکسیونر یک کلید نیست بلکه یک ارتباط دهنده یا قطع کننده مکانیکی بین سیستم های جریان الکتریکی است، بدون اینکه مداری بسته شود.
در بسیاری موارد به منظور تعمیر و نگهداری از تجهیزات فشار متوسط باید همه یا بخشی از مدار بی برق شود، به عبارتی باید یک کلید فشار قوی تعبیه کرد که توسط آن بتوان بخشی از مدار را از شبکه تغذیه جدا کرد، برای این کار از کلیدهای قدرت فشار متوسط استفاده می شود.
در ولتاژهای متوسط (بالای 1 کیلو ولت) قطع جریان بالا بین کنتاکت ها به سادگی قطع و وصل کلیدهای فشار ضعیف نبوده و دشوار و پیچیده است. به همین منظور تجهیزات مختلف با کارکردها و هدف های متفاوتی به منظور قطع جریان بین دو بخش از مدار فشار متوسط طراحی و تولید می شوند. کلیدهای قدرت از نظر کارکرد به دو دسته کلی زیر تقسیم می شوند:
نماد مداری دژنکتور و سکسیونر به این صورت می باشد
1.کلید های قابل قطع زیر بار
این کلیدها در حین عبور جریان قادر به قطع توان هستند. از این رو در این موارد با پدیده قوس الکتریکی روبه رو می شویم که به روش های مختلفی خنثی خواهد شد. به این نوع کلید ها در اصطلاح بهره برداری شبکه های برق دژنکتور (بریکر) گفته می شود.
2.کلیدهای غیر قابل قطع زیر بار
کلید غیر قابل قطع زیر بار به کلیدی اطلاق می گردد که فقط توانایی قطع ولتاژ را دارد و ادواتی جهت خاموش نمودن قوس در اختیار ندارد.
از این کلیدها فقط به عنوان جداکننده و نقاط تضمین ایمنی استفاده می گردد.
برحسب این تعریف در صورتی که اختلاف پتانسیلی بین دو کنتاکت کلید ظاهر نشود، قطع و وصل کلید بلامانع است.
به این نوع کلید ها در اصطلاح بهره برداری شبکه های برق سکسیونر گفته می شود.
نحوه عملکرد:
به طور کلی یک سکسیونر شامل یک اهرم و دو کنتاکت است که اهرم عمل قطع و وصل بین دو کنتاکت را انجام می دهد. اگرچه برخی از طراحی ها جریان خطا را ایجاد می کنند؛ اما سکسیونرها برای قطع جریان خطا طراحی نشده اند. این تجهیزات با قابلیت کنترل دستی یا موتوری طراحی و ساخته می شوند که روش درایو باید متناسب با کاربرد مورد نظر انتخاب شود.
به عنوان مثال در یک ایستگاه فرعی بدون اپراتور با کنترل از راه دور، سکسیونرهای با مکانیسم محرک موتوری مورد استفاده قرار می گیرند. ارتینگ سوئیچ ها معمولاً با سکسیونرها در ارتباط هستند. این تجهیزات توسط مکانیسمی جداگانه اما مشابه با مکانیسم مورد استفاده برای سکسیونر کنترل می شوند.
سکسیونرهای زمین:
معمولاً در هنگام تعمیرات به منظور تخلیه بارهای الکتریکی و جلوگیری از القای الکتریسیته از خطوط مجاور و بی خطر کردن عملیات تعمیراتی روی دستگاه ها از این سکسیونرها استفاده می شود. ممکن است در اثر سهل انگاری یا ناآگاهی، در هنگام عبور جریان سکسیونر زمین سوئیچ شود که منجر به بروز اتصال کوتاه و آسیب های جبران ناپذیری خواهد شد. به منظور جلوگیری از اتفاقات از سیستم اینترلاک استفاده می شود و فقط زمانی که سکسیونر قطع باشد امکان وصل سکسیونر زمین فراهم خواهد شد.
اینترلاک ها:
همان طور که می دانیم اغلب کلیدهای قدرت به کمک سکسیونر به شین وصل می شوند و چون سکسیونر را نمی توان زیر بار قطع یا وصل نمود، باید قطع و وصل سکسیونر تابعی از وضعیت دژنکتور مربوطه به آن باشد. همچنین سکسیونر ارت تابعی از سکسیونر مربوطه به آن می باشد. این تابعیت ها توسط اینترلاک کلید ها که ممکن است مکانیکی یا الکتریکی باشند، برقرار می گردد.