کلید قدرت چیست؟

کلید قدرت چیست؟

کلیدهای قدرت برای قطع و وصل انواع بار و یا ایجاد تغییر در مسیر اصلی مدارها استفاده می شوند. کلیدها را می توان بر اساس سطح ولتاژ، توانایی قطع و وصل جریان، نوع و میزان بار متصل شده به آن، عملکرد، شرایط نصب و … دسته بندی کرد. در نظر داشته باشید که عبارت کلید بیشتر برای تجهیزاتی به کار می رود که فاقد سیستم حفاظتی مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار هستند. ادوات قطع کننده و حفاظتی بیشتر با عنوان بریکر یا مدار شکن شناخته شده و دارای مکانیزم پیچیده تری هستند. با توجه به تنوع مدارها و کلیدها، هنگام طراحی تاسیسات الکتریکی چند سوال بسیار مهم مطرح می شود:

  • مشخصات یک کلید قدرت چیست؟
  • مزایای کلید قدرت چیست؟
  • چگونه یک کلید مناسب انتخاب کنیم؟
  • در صورت انتخاب اشتباه کلید، ممکن است چه پیامدهایی ایجاد شود؟

اطلاعات لازم برای انتخاب کلید مناسب

با توجه به حساسیت و قدرت مدار، انتخاب اشتباه کلید یا هر تجهیز دیگری می تواند باعث افزایش هزینه های تعویض، سرویس و نگه داری های بعدی و بروز حوادثی مانند انفجار، آتش سوزی و یا برق گرفتگی در حین بهره برداری شود. برای رفع این مشکلات و انتخاب یک کلید مناسب، باید اطلاعات کافی در چهار زمینه های زیر داشته باشیم:

  • شرایط مدار: در اولین مرحله باید شرایط الکتریکی مدار را مشخص کنیم. سطح ولتاژ، نوع بار و میزان جریان عبوری از المان های مهم در انتخاب کلیدها هستند. باید دقیقا مشخص کنیم که کلید در چه قسمتی از مدار قرار خواهد گرفت و وظیفه ای اصلی و فرعی آن چیست. کلید ممکن است به عنوان قطع و وصل کننده ی بار، کلید اصلی، اضطراری و یا ترکیبی از تمام موارد باشد.
  • شرایط محیط: بعد از مشخص کردن کمیت های الکتریکی باید کمیت های محیطی را بررسی کنیم. کلید در چه محلی، با چه روشی و در چه شرایطی نصب خواهد شد. نوع نصب کلید، سیم بندی ها، درجه حرارت، آلودگی ها، نوع بهره برداری، تعداد عملکرد کلید و … در انتخاب مدل کلید بسیار مهم هستند.
  • نیازهای متقاضی: کلید باید به گونه ای انتخاب شود تا بعد از قرار گیری در محل خود، تمام نیازهای فعلی و احتمال توسعه های بعدی را برآورده کند. در انتخاب کلید، نوع بهره برداری، شخص بهره بردار، نوع نصب، سادگی، ایمنی و … را حتما در نظر داشته باشید.
  • استانداردها: در انتها با توجه به محل جغرافیایی، نظر متقاضی و سیستم نظارت بر پروژه، نوع استاندارد مرجع را مشخص کنید. در استانداردهای متفاوت، المان های مختلفی برای انتخاب کلیدها در نظر گرفته شده است. قابل ذکر است که استانداردها در قوانین اصلی و ایمنی اختلاف زیادی با هم ندارند و فقط نوع تست ها و برخی کمیت ها در آن ها متفاوت است.

در ادامه موارد مهم در انتخاب کلیدهای قدرت فشار ضعیف مانند نوع بار، توانایی قطع و وصل جریان و مدل کلیدها به صورت کامل بررسی شده است.

مشخصه ی الکتریکی بار یا Load Characteristics

ممکن است در یک مدار، مصرف کننده های مختلف با مشخصه های الکتریکی متفاوتی وجود داشته باشد. علاوه بر ولتاژ و اندازه ی بارها، مشخصه های الکتریکی آن ها نیز در انتخاب صحیح کلید قدرت بسیار مهم است. به عنوان مثال یک بار کاملا اهمی، مشخصه های ولتاژی و جریانی متفاوتی نسبت به یک بار سلفی دارد. این تفاوت باعث بروز حالت های مختلفی در پلاتین های کلید هنگام قطع و وصل و یا کنترل بار می شود. با توجه به موارد ذکر شده، نمی توان از هر نوع کلیدی برای کنترل هر نوع باری استفاده کرد. باید قبل از تهیه ی کلید نوع ولتاژ AC/DC، سطح ولتاژ، میزان جریان، و نوع بار را مشخص کنیم.

استانداردهای مختلف از جمله IEC در جهت ساده تر کردن انتخاب کلیدها، انواع بار را دسته بندی کرده اند. دسته بندی بارها بر اساس نوع ولتاژ و مشخصه های الکتریکی بوده و جهت انتخاب تجهیزات فشار ضعیف مانند انواع کلیدهای قدرت مانند ایزولاتور، قطع کننده ی بار، بریکرها و کنتاکتورها استفاده می شود. اطلاعات مربوط به این دسته بندی ها را می توانید در بخش جداول و علائم الکتریکی مطالعه کنید.

انواع کلید قدرت

تجهیزات زیادی برای کلید زنی در مدارهای قدرت وجود دارد که تحت استانداردهای مختلف طراحی و تست شده اند. یکی از مهم ترین گروه بندی ها در کلیدهای قدرت توانایی قطع و وصل جریان در آن ها است. کلیدهای قدرت در استاندارد IEC از نظر توانایی قطع و وصل جریان به چهار گروه دیسکانکتور، سوئیچ ، سوئیچ-دیسکانکتور و بریکر تقسیم می شوند. در تصویر زیر علامت مداری چهار گروه ذکر شده را به ترتیب از چپ به راست مشاهده می کنید.

دیسکانکتور، سوئیچ

در ادامه به معرفی و بررسی انواع کلید قدرت از نظر توانایی قطع و وصل جریان می پردازیم.

دیسکانکتور یا ایزولاتور

دیسکانکتور یا Isolator, Disconnector  یک کلید مکانیکی بوده که جهت ایزوله کردن تمام یا قسمتی از تجهیزات از منبع اصلی استفاده می شود. استفاده از این کلید فقط جنبه ی ایمنی داشته و نکته ی اصلی در آن، فاصله ی بین کنتاکت ها است. هنگامی که این کلید در وضعیت باز یا قطع قرار می گیرد، فاصله ی ایجاد شده بین کنتاکت ها باید عایقی کامل بین ورودی و خروجی را تضمین کند.

قطع کامل دیسکانکتور با دو روش مشاهده ی فاصله ی ایجاد شده بین کنتاکت ها به صورت مستقیم و یا مشاهده ی نشانگر مکانیکی وضعیت کلید مشخص می شود. قابل ذکر است که نشانگر مکانیکی باید با یک مکانیزم قابل اعتماد به پلاتین های متحرک کلید متصل شده باشد. نشانگر باید تضمین کند که تنها هنگامی حالت قطع را نشان می دهد که تمام پلاتین های متحرک باز شده باشند. دیسکانکتور از گروه کلیدهای غیرقابل قطع و وصل تحت بار بوده و طبق استاندارد فقط در حالتی می تواند قطع و وصل شود که جریان عبوری بسیار ناچیز و یا صفر باشد. این کلید وقتی در حالت بسته است می تواند طبق مشخصه های خاصی، جریان های اضافه بار و اتصال کوتاه را نیز از خود عبور دهد. دیسکانکتور در مدل های مختلفی مانند دیسکانکتور معمولی، فیوز-دیسکانکتور، سوئیچ-دیسکانکتور، فیوز-سوئیچ دیسکانکتور و بریکر با قابلیت جدا سازی عایقی وجود دارد.

دیسکانکتور

کلید قطع و وصل بار یا سوئیچ

کلید قطع بار یا سوئیچ LBS: load Break Switch, Switch, Load Switch یک کلید مکانیکی بوده که می تواند جریان نرمال مدار را وصل کرده، از خود عبور داده و قطع کند. این کلید وقتی در حالت بسته است می تواند طبق مشخصه های خاصی، جریان های اضافه بار و اتصال کوتاه را نیز از خود عبور دهد. قابل ذکر است که میزان جریان ها و زمان مجاز عبور آن ها از کلید، در کاتالوگ و یا پلاک آن مشخص شده است.  برخی از سوئیچ ها علاوه بر قطع و وصل در حالت نرمال، به خاصیت وصل جریان اتصال کوتاه نیز مجهز شده اند. این کلیدها را می توان تحت جریان اتصال کوتاه بست اما نمی توان آن ها را تحت همین شرایط قطع کرد. کلید قطع بار در دو مدل سوئیچ معمولی و فیوز-سوئیچ ساخته می شود.

سوئیچ

مطالبی که در حال مطالعه ی آن هستید به صورت تصویری در دوره ی جامع آموزش مدار فرمان شرح داده شده است. در این دوره با تجهیزات پایه مانند انواع کلیدها، کنتاکتورها، تایمرها، ساعت ها و غیره آشنا شده و نحوه ی سیم بندی آن ها را فراخواهیم گرفت. یک فصل از دوره ی آموزش مدار فرمان مربوط به شناخت سمبل های الکتریکی، مدارک مهندسی، نقشه ها و ترسیم مدارها در محیط اتوکد الکتریکال است. پس از فراگرفتن نحوه ی ترسیم مدارها و سیم بندی قطعات پایه وارد بخش های پیچیده تر مانند طراحی سیستم های چنج آور می شویم. در این فصل یک پروژه ی چنج آور با 3 ورودی توسط کلیدهای چنج آور موتور دار سوکومک و برد دیتا کام 207 طراحی و ساخته می شود. تابلوی فوق به یک دیزل موتور سازان تبریز متصل شده و تنظیم پارامترها صورت می گیرد.

سوئیچ دیسکانکتور

این کلید مکانیکی حاصل از ترکیب تمام خصوصیات دیسکانکتورها و سوئیچ ها شامل: قابل مشاهده بودن وضعیت پلاتین ها یا وجود نمایشگر مکانیکی متصل شده به پلاتین های متحرک، قابلت قطع و وصل جریان نرمال و عبور جریان اضافه بار و اتصال کوتاه در حالت بسته بودن می باشد. سوئیچ دیسکانکتورها Switch-Disconnector در دو مدل سوئیچ دیسکانکتور معمولی و فیوز-سوئیچ دیسکانکتور ساخته می شوند. قابل ذکر است که استفاده از فیوز-سوئیچ دیسکانکتور در تمام کشور ها مجاز نبوده و قبل از نصب آن، حتما باید مقرارت محلی را مد نظر قرار داد.

سوئیچ دیسکانکتور

در تصویر زیر یک نمونه فیوز-سوئیچ-دیسکانکتور را مشاهده می کنید.

کلید فیوز سوئیچ دیسکانکتور

جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات آموزش مدار فرمان را مشاهده کنید.

بریکر

بریکر یک جداکننده مکانیکی بوده که می تواند جریان نرمال، اضافه بار و اتصال کوتاه با مشخصه های خاص را وصل کرده، از خود عبور داده و قطع کند. بریکر بر خلاف دیسکانکتور، سوئیچ و سوئیچ-دیسکانکتور مجهز به سیستم های حفاظتی است. از سیستم های حفاظتی بکار رفته در بریکرهای معمولی می توان به رله های حفاظتی اتصال کوتاه و اضافه بار اشاره کرد. این رله ها جهت تشخیص جریان خطا و قطع مدار به شکل های مختلف مانند اولیه و ثانویه در بریکرها استفاده می شوند. در نظر داشته باشید که پلاتین های بریکر باید برای قطع و وصل جریان های بسیار بزرگ مقاوم باشند. در بریکرها علاوه بر مقاومت پلاتین ها، از مکانیزم های خاصی برای قطع و وصل بسیار سریع و پایداری در برابر صدمات نیز استفاده می شود. بریکر را می توان به عنوان سیستم حفاظتی و کلید قطع و وصل بار استفاده کرد.

بریکر قدرت

وظایف کلید قدرت

کلیدهای قدرت از نظر عملکرد در دو گروه قطع و وصل کننده و کنترل کننده دسته بندی می شوند. کلیدهای قطع و وصل تنها دارای دو حالت بوده و می توانند مسیر اصلی جریان را باز یا بسته کنند. این کلیدها در مدارهای جریان مستقیم، متناوب تک فاز و سه فاز با تعداد پل های متفاوت استفاده می شوند. کلیدهای قطع و وصل در مدل های متنوعی مانند ایزولاتور، قطع بار، اضطراری و … ساخته شده و هریک مزایا و توانایی های خاص خود را دارند. در نظر داشته باشید که هر مدل از کلیدها دارای خصوصیات متفاوتی بوده و نوع آن با توجه به محل قرار گیری در مدار مشخص می شود.

کلیدهای کنترل کننده ی بار نیز در مسیر اصلی جریان قرار می گیرند اما کار آن ها تنها یک قطع و وصل ساده نیست. این کلیدها ممکن است از چند کلید قطع و وصل با مکانیزم های پیچیده تری تشکیل شده باشند. از انواع کلیدهای کنترل بار می توان به چنج آورهای گردان؛ چنج آور قدرت دستی؛ چنج آور قدرت موتوردار؛ چنج آور خودکار و بای پس ها اشاره کرد. این گروه از کلیدها در بخش های بعدی به صورت کامل بررسی شده اند.

این مقاله تا چه حد برای شما مفید بود؟

میانگین امتیاز 3 / 5. تعداد رای: 2

8 پاسخ
  1. Kamranian
    Kamranian گفته:

    باسلام و تشکر بابت سایت خوبتون

    “عبارت کلید، به تجهیزاتی گفته می شود که فاقد سیستم حفاظتی مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار هستند.”
    این جمله شما با قسمت اخر مقاله که بریکر رو به عنوان کلید معرفی کرده است در تناقض است؟؟؟

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام. از نظر لطف شما ممنون هستیم. بریکر در واقع یک کلید مقاوم در برابر تنش های شدید جریانی بوده که به سیستم تشخیص خطا مجهز شده. ما می تونیم بریکر رو برای قطع و وصل بارها مثل دیگر کلیدها استفاده کنیم و به همین علت می تونه در گروه بندی کلیدها هم قرار بگیره.

      پاسخ
  2. Bahmanyasbahman@gmail.com
    Bahmanyasbahman@gmail.com گفته:

    سلام

    لطفا به این دو سوال پاسخ دهید
    ۱)چطور میتوانیم فیوز مینیاتوری و فشنگی ، را برای وسایلی که جریان هجومی دارن مثل کولرها ، پمپ ها با توان بالا ، و….انتخاب کنیم که هم ایمنی رعایت شود و هم در حین راه اندازی فیوز ها نپرد یا نسوزد ( لطفا هم تئوری و هم در عمل بفرمایید )

    مثلا برای کولر ی که ۳۰ آمپر جریان کارکرد آن است واقعا یک فیوز مینیاتوری ۳۲ آمپر تیپ c
    کفایت میکند و یک فیوز فشنگی ۳۲ آمپر ؟؟؟ ( یعنی در حین استفاده و روشن شدن کولر فیوز مینیاتوری نمی پرد و فیوز فشنگی نمی سوزد ؟؟؟ )

    با تشکر فراوان برای راهنمایی هایتان

    پاسخ
    • مثلث زرد
      مثلث زرد گفته:

      سلام. وقت بخیر. برای فیوزها و بریکرها تیپ های عملکردی وجود داره که منحنی های مختلفی از نظر میزان جریان قابل تحمل و زمان اون دارن. مثلا مینیاتوری تیپ C با جریان نامی ۳۲ آمپر ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی رو بالافاصله قطع میکنه اما در تیپ D این مقدار میشه ۱۰ تا ۲۰ برابر. برای کنترل ایمنی اینکه فیوز عمل می کنه یا نه باید امپدانس مدار اندازه گیری بشه و ببینیم در مواقع بروز اتصال کوتاه چه جریانی از مدار عبور می کنه. این مسائل در دوره های تصویری بریکرهای فشار ضعیف و تست های الزامی که به زودی عرضه خواهد شد به صورت کامل شرح داده شده.

      پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *