تفاوت کلید هوایی کشویی و فیکس در چیست ؟

از لحاظ ظاهری، کلید های هوایی در دو نوع فیکس یا ثابت (Fix type) و کشویی (Draw-out type) تولید می شوند. کلید هوایی نوع ثابت، متشکل از پنل هایی  است که در دو طرف بدنه نصب شده اند؛ در حالی که کلید هوایی کشویی روی یک پایه مخصوص کشویی نصب می شود.

کلید هوایی فیکس و کشویی

به طور کلی کلید های هوایی به دو دسته تقسیم می شوند:

۱) کلید هوایی ساده یا plain air circuit breaker

این دسته کلید های هوایی سه تیپ متفاوت دارند:

a- کلید هوایی از نوع قطع ساده

 (plain break type circuit breaker )

b- کلید هوایی از نوع قطع کننده با دمنده مغناطیسی

(magnetic blow out type circuit breaker)

c- کلید هوایی از نوع قطع کننده با کانال هوا

(air chute air break circuit breaker)

۲) کلید انفجار هوایی یا Air blast circuit breaker

کلید انفجار هوایی برای حفاظت در مدارهای ولتاژ بالا (بیشتر از ۴۵۰ کیلو ولت) است و سه تیپ کلی دارد:

a- کلید انفجار هوایی محوری

(axial air blast ACB)

b- کلید انفجار هوایی محوری با کنتاکت متحرک کشویی

(axial air blast ACB with side moving contact)

c- کلید انفجار هوایی صلیبی

(cross blast ACB)

در ادامه نحوه عملکرد هر کدام از این کلید ها را توضیح می دهیم.

 کلید هوایی ساده ACB

 کلید هوایی از نوع قطع ساده

کلید هوایی از نوع قطع ساده، ساده ترین نوع کلید هوایی است که در آن کنتاکت ها به شکل دو شاخک ساخته می شوند. ابتدا آرک در کوتاه ترین فاصله بین شاخک ها بوجود می اید سپس این آرک به طور پیوسته توسط جریان های همرفتی ناشی از گرم شدن هوا و برهم کنش میدان های مغناطیسی و الکتریکی، به سمت بالا هدایت می شود. در هنگام حرکت آرک به سمت بالا مسیر آرک بین کنتاکت ها طولانی تر شده و در نتیجه آرک سرد می شود. این کلید هوایی برای حفاظت در مدار های LV یا ولتاژ پایین (Low voltage) (در حدود ۵۰۰ ولت) مورد استفاده قرار می گیرد. در شکل زیر تصویری از عملکرد این کلید نشان داده شده است.

کلید هوایی از نوع قطع ساده

شکل ۱۱- کلید هوایی از نوع قطع ساده

کلید هوایی از نوع قطع کننده با دمنده مغناطیسی

کلید هوایی از نوع خاموش کننده با نیروی مغناطیسی این قابلیت را دارد که هنگام بروز خطا، با کنترل میدان مغناطیسی، جرقه را خاموش کند. این کار به کمک سیم پیچ هایی که به مدار اصلی متصل هستند، انجام می شود. در واقع سیم پیچ ها از طریق تولید میدان مغناطیسی به هدایت جرقه کمک می کنند. طبیعتاً این میدان مغناطیسی نیست که می تواند جرقه را داخل کلید کنترل کند، بلکه تنها آن را به داخل مجاری می فرستد. جرقه، داخل مجاری سرد شده و در نهایت خاموش می شود. این نوع کلید هوایی قابلیت استفاده در مدارهایی با ولتاژی به بزرگی ۱۱ کیلو ولت را دارد.

کلید هوایی از نوع خاموش کننده با نیروی مغناطیسی

کلید هوایی از نوع قطع کننده با کانال هوا

این کلید یک کنتاکت اصلی و یک کنتاکت کمکی دارد. کنتاکت اصلی از جنس مس است و در کنار آن صفحاتی از جنس نقره با مقاومت کمتر وجود دارد. کنتاکت کمکی نیز از جنس آلیاژ مس است. جنس کنتاکت کمکی دو مزیت قابل توجه برای کلید هوایی فراهم می کند:

۱) مقاومت بالا در برابر گرما و در نتیجه جلوگیری از استهلاک کنتاکت اصلی

۲) قابلیت تعویض کنتاکت کمکی

کنتاکت کمکی قبل از کنتاکت اصلی بسته و بعد از کنتاکت اصلی باز می شود.

انفجار در این کلید ناشی از ورود صفحات فولادی به محفظه آرک است. به کمک میدان مغناطیسی، آرک با سرعت بیشتری به سمت بالا حرکت می کند و در نهایت صفحات فولادی آرک را به تعداد زیادتری تقسیم یا تجزیه می کنند. توزیع ولتاژ در طول آرک، خطی نیست، اما با افت آند و کاتدِ نسبتاً بزرگ همراه است. در صورتی که مجموع ولتاژ کل آندها و افت ولتاژ تمام آرک های کوچک تجزیه شده، از ولتاژ سیستم بیشتر شود، شرایط برای خاموش شدن آرک به طور خودکار ایجاد می شود. هنگامی که آرک با صفحات فولادی برخورد می کند، به طور موثری خنک می شود. این برخورد می تواند به صورت آهسته و یا به کمک میدان مغناطیسی، سریع و انفجاری انجام شود.

در شکل زیر عملکرد کلید انفجار هوایی با کمک مجاری نشان داده شده است.

کلید انفجار هوایی قطع کننده با کانال هوا

۱- محل اولیه آرک

۲- آرک در میان محفظه انحراف دهنده

۳- آرک تجزیه شده در میان صفحات فولادی

i- مسیر جریان

 کلید انفجار هوایی ABCB

 کلید انفجار هوایی محوری

هنگامی که خطا رخ می دهد، هوا با فشار بالا وارد محفظه آرک می شود. فشار هوا با فشار فنر مقابله می کند و فنر تغییر شکل می دهد، بنابراین کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت جدا شده و سوراخ نازل باز می شود. در همین حین، هوا با فشار بالا در امتداد آرک و کنتاکت ثابت شروع به جریان می کند.

کلید هوایی اشنایدر را مبتوانید به عنوان برترین برند کلید هوایی که مدل های مختلف کشویی و فیکس را به بازار عرضه کرد است خریداری کنید.

 این جریان محوری هوا در امتداد آرک، آرک را طولانی تر و خنک تر می کند، بنابراین ولتاژ آرک بسیار بالاتر از ولتاژ سیستم می شود، به این معنی که ولتاژ سیستم برای تحمل آرک کافی نیست و در نتیجه جرقه خاموش می شود. در واقع هنگامی که ولتاژ آرک از ولتاژ سیستم بیشتر شد، شرایط قطع مدار یا break ایجاد می شود.

عملکرد کلید انفجار هوایی محوری

کلید انفجار هوایی محوری با کنتاکت متحرک کشویی

در این نوع کلید انفجار محوری، کنتاکت متحرک روی یک پیستون با یک فنر پشتیبان، نصب می شود. برای باز کردن کلید، هنگامی که فشار به مقدار از پیش تعیین شده ای برسد، هوا وارد محفظه آرک شده، کنتاکت متحرک را فشار می دهد و آرک در میان کنتاکت های ثابت و متحرک کشیده می شود. جریانِ هوا بلافاصله آرک را به محفظه جرقه الکتریکی منتقل می کند. در نتیجه آرک توسط جریان محوری هوا خاموش می شود.

عملکرد کلید انفجار هوایی با کنتاکت کشویی

کلید انفجار هوایی صلیبی

عملکرد ACB انفجار هوایی صلیبی بسیار ساده است. در این کلید، لوله انفجار به صورت عمود بر حرکت کنتاکت متحرک، در محفظه آرک ثابت می شود. در طرف مقابل محفظه آرک نیز یک محفظه دود تعبیه شده است. هوای حاصل از انفجار می تواند مستقیماً از طریق شکافی که روی بریکر تعبیه شده وارد محفظه دود شود. در محفظه دود اسپیلیترهایی (Splitter) قرار دارند.

هنگامی که کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت خارج می شود، یک جرقه بین کنتاکت ها به وجود می آید. در این لحظه، هوا با فشار زیاد از شکاف عبور کرده و آرک را به زور وارد محفظه دود می کند. در این محفظه، آرک به کمک اسپلیترها تجزیه شده و در نهایت خاموش می شود.