کلید هوایی چیست و چه کاربردی در صنعت دارد

نوشته شده در تاریخ1 سال پیش توسط

کلیدهای هوایی، دستگاه‌های الکتریکی هستند که از تجهیزات شما محافظت می‌کنند. برای مدارهای الکتریکی بیش از ۸۰۰ تا ۱۰ کیلو آمپر، این کلید می‌تواند مانع آسیب ناشی از اتصال کوتاه و جریان بیش از حد شود. این مدارشکن دارای مزایای فراوانی است، برای همین کاربرد زیادی در صنعت برق دارد. اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری از این کلید به‌دست آورید، در این مقاله می‌خواهیم بررسی کنیم کلید هوایی چیست، از چه اجزایی تشکیل شده است و چه کاربردی دارد. پس با ما همراه باشید.

منظور از کلید هوایی چیست؟

اصل کار مدارشکن هوایی یا ACB، کمی با انواع دیگر مدارشکن‌های مدار متفاوت است. عملکرد اصلی هر مدارشکن این است که در صورت قطع‌شدن اتصال بین کنتاکت‌ها که در برابر بازیابی ولتاژ سیستم مقاومت می‌کنند، قوس بازیابی را متوقف کند.

این همان کاری است که کلید هوایی نیز انجام می‌دهد، اما متفاوت عمل می‌کند. این کلید با کنتاکت‌های خود در هوای آزاد کار می‌کند. آن‌ها عمدتاً برای قطعی ولتاژ پایین استفاده می‌شوند و محبوبیت زیادی دارند و جایگزین مدارشکن‌های روغنی فشار قوی شده‌اند.

هدف اصلی از به‌کاربردن این کلید، توزیع انرژی الکتریکی و محافظت از خطوط و تجهیزات منبع تغذیه در هنگام اضافه‌بار، اتصال‌کوتاه و زیر ولتاژ است.

اجزای کلید هوایی چیست؟

اجزای داخلی این کلید شامل موارد زیر است:

کنترل باز و بسته‌شدن کلید

واحد تریپ حفاظتی

محفظه قوس

تعدادی صفحه برای حرکت کنتاکت‌های قوس

تعداد صفحه برای کنتاکت‌های متحرک اصلی

تعدادی صفحه برای کنتاکت‌های ثابت اصلی

ترمینال‌های افقی

ترانسفورماتور جریان برای واحد تریپ حفاظتی

کلید هوایی

کلید هوایی چگونه کار می‌کند؟

همان‌گونه که اشاره کردیم، این کلید با انواع دیگر کلیدهای قطع‌کننده مدار کمی تفاوت دارد. هدف اصلی این کلید این است که مانع از ایجاد قوس مجدد، بعد از جریان صفر و در لحظه‌ای که کنتاکت در مقابل ولتاژ بازیابی سیستم از خود مقاومت نشان می‌دهد، شود. مدارشکن هوایی نیز همین کار را انجام می‌دهد، اما روش آن متفاوت است. روند کار آن به این‌صورت است که وقتی قوس قطع می‌شود، یک ولتاژ قوس به‌جای ولتاژ تغذیه ایجاد می‌کند. منظور از ولتاژ قوس، حداقل ولتاژ لازم برای حفظ قوس است. این کلید، ولتاژ را به سه شیوه گوناگون افزایش می‌دهد:

افزایش ولتاژ قوس از طریق خنک‌کردن پلاسمای قوس. بلافاصله پس این‌که دمای حرکت پلاسمای قوس ذره، کاهش پیدا کرد، برای حفظ قوس، گرادیان ولتاژ بیشتری لازم است. 

وقتی قوس را به تعدادی سری تقسیم کنیم، موجب افزایش ولتاژ قوس می‌شود.

از طریق طولانی‌کردن مسیر قوس، می‌توان ولتاژ آن را افزایش داد. هنگامی‌که طول مسیر قوس را افزایش می‌دهیم. مسیر مقاومت نیز افزایش پیدا می‌کند. بدین ترتیب ولتاژ قوس بالاتری در مسیر قوس ایجاد و سبب افزایش ولتاژ قوس می‌شود.

این عملکرد تا سطح یک کیلو ولت است. در کلید، دو جفت کنتاکت وجود دارد. جفت کنتاکت اصلی که از مس ساخته شده‌اند، جریان را حمل می‌کنند. جفت کنتاکت دیگر به‌عنوان کنتاکت‌های اضافی شناخته می‌شوند و از کربن ساخته شده‌اند. وقتی کلید هوایی باز می‌شود، موجب بازشدن کنتاکت اصلی می‌شود. در حین بازشدن کنتاکت اصلی، کنتاکت قوس در حالت بسته می‌ماند. هنگامی‌که کنتاکت قوس از هم جدا می‌شوند، قوس ایجاد می‌شود. 

کلید هوایی چگونه کار می‌کند؟

همان‌گونه که اشاره کردیم، این کلید با انواع دیگر کلیدهای قطع‌کننده مدار کمی تفاوت دارد. هدف اصلی این کلید این است که مانع از ایجاد قوس مجدد، بعد از جریان صفر و در لحظه‌ای که کنتاکت در مقابل ولتاژ بازیابی سیستم از خود مقاومت نشان می‌دهد، شود. مدارشکن هوایی نیز همین کار را انجام می‌دهد، اما روش آن متفاوت است. روند کار آن به این‌صورت است که وقتی قوس قطع می‌شود، یک ولتاژ قوس به‌جای ولتاژ تغذیه ایجاد می‌کند. منظور از ولتاژ قوس، حداقل ولتاژ لازم برای حفظ قوس است. این کلید، ولتاژ را به سه شیوه گوناگون افزایش می‌دهد:

افزایش ولتاژ قوس از طریق خنک‌کردن پلاسمای قوس. بلافاصله پس این‌که دمای حرکت پلاسمای قوس ذره، کاهش پیدا کرد، برای حفظ قوس، گرادیان ولتاژ بیشتری لازم است. 

وقتی قوس را به تعدادی سری تقسیم کنیم، موجب افزایش ولتاژ قوس می‌شود.

از طریق طولانی‌کردن مسیر قوس، می‌توان ولتاژ آن را افزایش داد. هنگامی‌که طول مسیر قوس را افزایش می‌دهیم. مسیر مقاومت نیز افزایش پیدا می‌کند. بدین ترتیب ولتاژ قوس بالاتری در مسیر قوس ایجاد و سبب افزایش ولتاژ قوس می‌شود.

این عملکرد تا سطح یک کیلو ولت است. در کلید، دو جفت کنتاکت وجود دارد. جفت کنتاکت اصلی که از مس ساخته شده‌اند، جریان را حمل می‌کنند. جفت کنتاکت دیگر به‌عنوان کنتاکت‌های اضافی شناخته می‌شوند و از کربن ساخته شده‌اند. وقتی کلید هوایی باز می‌شود، موجب بازشدن کنتاکت اصلی می‌شود. در حین بازشدن کنتاکت اصلی، کنتاکت قوس در حالت بسته می‌ماند. هنگامی‌که کنتاکت قوس از هم جدا می‌شوند، قوس ایجاد می‌شود. 

سیم و کابل

سیم و کابل محصولاتی هستند که جریان الکتریکی را از منبع برق به دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی منتقل می‌کنند. سیم، یک هادی مفتولی یا رشته‌ای است که توسط عایق محافظت می‌شود. کابل شامل یک یا چند هادی است که در یک غلاف پیچیده شده‌اند. غلاف، سیم‌های داخلی را به یکدیگر متصل می‌کند و علامت‌های بیرونی آن، تعداد سیم‌ها و اندازه یا گیج (AWG) سیم درون غلاف را نشان می‌دهد. هرچه گیج کمتر باشد، سیم ضخیم‌تر و ظرفیت آن برای جریان الکتریکی بیشتر می‌شود. رنگ روکش کاربردهای توصیه شده را نشان می‌دهد. جنس سیم و کابل معمولا مس است.

جعبه‌ و تابلوی برق

این تجهیزات صنعتی برقی، اتصالات سیم و کابل و ترمینال‌ها را مخفی نگه می‌دارند تا از آسیب یا تماس تصادفی با آن‌ها محافظت کنند. هنگام سیم‌کشی، تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، باید مرتب و منظم باشند و از آسیب‌های مختلف محافظت شوند. از طرف دیگر در دسترس بودن آن‌ها نیز اهمیت دارد. تابلوهای برق، راه‌حل مناسبی برای این امر هستند و در سایزهای مختلفی از آلومینیوم یا فولاد ضدزنگ ساخته می‌شوند. می‌توانید برحسب نیاز، این تابلوها را خریداری و تجهیزات الکتریکی را در آن‌ها نصب کنید.

تجهیزات اتصال به زمین

این تجهیزات، به جلوگیری از تجمع ناایمن الکتریسیته ساکن کمک می‌کنند و خطر برق گرفتگی افراد و آسیب به تجهیزات در اثر انفجار یا آتش‌سوزی را کاهش می‌دهند. میله‌های زمین و لوازم جانبی آن، سیستم‌های الکتریکی را به زمین متصل می‌کنند تا برق به‌طور ایمن به زمین منتقل و از اتصال کوتاه به تجهیزات متصل به آن جلوگیری شود. این میله‌ها معمولاً برای کاربردهای تابلوهای برق در فضای باز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ترانسفورماتور از تجهیزات صنعتی برقی

تجهیزات صنعتی همیشه بر اساس نوع مداری که یک ساختمان صنعتی ارائه می‌دهد، کار نمی‌کنند. به‌همین‌دلیل است که کاربردهای صنعتی برای ارسال ولتاژ مناسب به تجهیزات الکتریکی خود به ترانسفورماتورها متکی هستند. شرکت‌های صنعتی و فناوری امروزی برای عملکردهای مختلف خود به ترانسفورماتورها نیاز دارند.

کاندوئیت و اتصالات از تجهیزات صنعتی برقی

کاندوئیت‌ها تجهیزات صنعتی برقی هستند که اتصالات و داکت‌ها، سیم‌ها و کابل‌ها را سازماندهی، مسیریابی و محافظت می‌کند. کاندوئیت، یک لوله پلاستیکی یا فلزی است که از سیم و کابل در برابر آسیب‌های محیطی و ضربه محافظت می‌کند و مانع تماس افراد با سیم می‌شود. آن‌ها در کاربردهای ساختمانی، سازه‌ای و صنعتی استفاده می‌شوند. هر نوع کاندوئیت دارای اتصالات خاصی است که آن‌ها را به یکدیگر یا به محفظه‌ها و دستگاه‌ها متصل می‌کند. گیره‌ها و پایه‌ها، از کاندویت‌ها و کابل‌ها در هنگام نصب پشتیبانی می‌کنند. آن‌ها برای اتصال کاندوئیت‌ها به سطوح موردنظر استفاده می‌شوند.

یوپی‌اس

اما وظیفه یو‌پی‌اس به عنوان یکی از تجهیزات صنعتی برقی چیست؟ منبع تغذیه بدون وقفه (UPS)، برق پشتیبان قابل اعتماد، ایمن و مقرون‌به‌صرفه را برای تجهیزات حیاتی فراهم می‌کند. این نوع منبع می‌تواند برق پشتیبان کافی در هنگام قطعی برق را تامین کند. همچنین سیستم‌های پیشرفته‌تر UPS دارای نرم‌افزاری برای مدیریت و کنترل کامل برق شبکه هستند.

سنسور سوئیچ، لیمیت سوئیچ و اسنپ‌اکشن سوئیچ

این سوئیچ‌ها، سیگنال‌هایی را برای روشن یا خاموش کردن ماشین‌آلات یا راه‌اندازی مرحله بعدی در یک فرآیند ارسال می‌کنند. آن‌ها در طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند ناوگان، ماشین‌ابزار، جابجایی مواد مختلف و فلزکاری برای ایمن نگه داشتن کارگران و جلوگیری از آسیب به تجهیزات استفاده می‌شوند.

منبع تغذیه

منابع تغذیه صنعتی می‌توانند برق DC پایدار را برای کاربردهای کنترل صنعتی و کنترل فرآیند از جمله شیر برقی ورودی DC، شیرها، سوئیچ‌ها، رله‌ها، PLC‌ها و سنسورها تامین کنند. بسیاری از این منابع تغذیه دارای قابلیت نصب ریل DIN برای فضاهای محدود هستند و می‌توانند به‌صورت موازی متصل شوند.

انواع کلید هوایی

چهار نوع از این کلید وجود دارد که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

مدارشکن هوایی ساده یا Cross-Blast

این کلید محفظه‌ای دارد که کنتاکت را در بر می‌گیرد و به آن چاله قوس می‌گویند. قوس می‌تواند در این محفظه ایجاد شود. همچنین یک کانال قوس وجود دارد که به خنک‌سازی آن کمک می‌کند. همچنین یک ناوردان قوس که از مواد نسوز درست می‌شود، در این نوع کلید دیده می‌شود. دیواره‌های درونی ناوردان قوس، به‌نحوی ساخته می‌شوند که قوس به کانال مارپیچی که روی دیواره ناودان وجود دارد، هدایت می‌شود. کانال قوس الکتریکی به‌وسیله یکسری صفحات فلزی، به چند محفظه کوچک تقسیم می‌شود. این صفحات به‌نام شکافنده‌های قوس مشهور هستند و هرکدام از این محفظه‌های کوچک، عملکردی مثل یک کانال قوس کوچک دارند. بنابراین قوس اولیه، به چند قوس تقسیم و باعث می‌شود که کلیه ولتاژهای قوس، بیشتر از ولتاژ سیستم شوند. این نوع کلید برای کاربردهای ولتاژ پایین مناسب است.

قطع‌کننده مدار هوایی Air Chute

در این نوع کلید دو نوع کنتاکت دیده می‌شود که شامل کنتاکت اصلی و کمکی هستند. به کنتاکت کمکی، کنتاکت قوس نیز می‌گویند. جنس کنتاکت‌های اصلی از مس است و به‌همین دلیل مقاومت پایینی دارند و در حالت بسته، جریان را هدایت می‌کنند. کنتاکت‌های قوس یا کمکی از جنس آلیاژ مس ساخته می‌شوند تا در مقابل حرارت مقاوم باشند و از آسیب به کنتاکت‌های اصلی در برابر قوس محافظت کنند. کنتاکت‌های کمکی را می‌توان به‌راحتی تعویض کرد. وقتی مدارشکن هوایی فعال می‌شود، کنتاکت‌های کمکی قبل و بعد از کنتاکت اصلی باز می‌شوند.

کلید هوایی مغناطیسی انفجاری

این نوع کلید، یک کنترل مغناطیسی در لحظه ایجاد قوس برای خاموش‌کردن آن ایجاد می‌کند. خاموش‌شدن قوس به‌وسیله میدان مغناطیسی، از طریق جریان سیم‌پیچ‌های انفجاری که به‌شکل سری نصب شده‌اند و همزمان با مدار قطع می‌شوند، انجام می‌شود. میدان مغناطیسی باعث کنترل و خاموش‌شدن قوس نمی‌شوند، بلکه آن را به کانال‌هایی انتقال می‌دهند که در آن کانال‌ها، قوس خنک و خاموش می‌شود. این کلید برای ولتاژهای تا ۱۱ کیلوولت مناسب است.

کلید انفجاری

این نوع کلید برای ولتاژهای چند صد کیلوولتی استفاده می‌شود. کلید انفجاری دو دسته است که عبارتند از:

بریکر انفجاری محوری

یک روزنه در کنتاکت ثابت در شرایط NO کلید وجود دارد. هنگامی‌که یک خطا رخ می‌دهد، فشار زیادی به محفظه وارد می‌شود و هوای پرفشار از طریق روزنه ولتاژ جریان می‌یابد.

انفجاری محوری با کنتاکت متحرک کشویی

کنتاکت متحرک روی پیستونی که توسط فنر پشتیبانی می‌شود، نصب می‌شود. انفجار، قوس را به الکترود قوس الکتریکی منتقل می‌کند.

ویژگی‌های بریکر هوایی

این کلیدها در سیستم‌های قدرت از جمله ترانسفورماتورها، ایستگاه‌های توزیع نیرو، شرکت‌های صنعتی و معدنی به‌دلیل مزایای متعدد از جمله قابلیت مقطعی بالا، عملکرد عالی و ساختار فشرده استفاده می‌شوند.

کاربردهای قطع‌کننده مدار هوایی

از کاربردهای این کلید می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

کاربردهای ولتاژ پایین و جریان کم / زیاد

تاسیسات الکتریکی با ولتاژ پایین تا متوسط داخلی مانند اتاقک‌های کنترل برق و اتاقک‌های کنترل موتور

کاربردهایی که خطر آتش‌سوزی بالایی وجود دارد، زیرا این کلیدها زمان قوس بسیار کوتاهی دارند.

راه‌اندازی موتور و خازن و کاربردهای حفاظتی، زیرا برای عملیات مکرر و با سرعت بالا مناسب هستند.

قطع‌کننده‌های مدار نوع انفجار هوا به‌طور گسترده در برق‌رسانی راه‌آهن استفاده می‌شود.

مزایای کلید هوایی چیست؟

این کلیدها دارای مزایای بسیاری هستند که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

سخن پایانی

در این مقاله در مورد کلید هوایی صحبت کردیم و عملکرد آن را مورد بررسی قرار دادیم. همچنین در مورد ویژگی‌ها و مزایا و معایب آن سخن گفتیم. این کلید، کاربردهای زیادی در صنعت دارد و برای حفاظت از مدار در برابر اتصال‌کوتاه و جریان بیش از حد مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته مکانیسم عملکردی آن با دیگر کلیدهای قطع‌کننده مدار متفاوت است. اگر قصد خرید این کلید را دارید و به‌دنبال یک کلید باکیفیت می‌گردید، ما تجهیزات الکتریکی هیمل را به شما معرفی می‌کنیم. گروه فنی مهندسی صباصنعت نماینده رسمی برند هیمل در ایران، این تجهیزات الکتریکی باکیفیت را با ضمانت معتبر و بهترین قیمت و خدمات پس از فروش گسترده، در اختیار شما قرار می‌دهد. برای مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

ارسال نظر
پاسخ دهید

اشتراک گذاری

فهرست

یک حساب کاربری رایگان برای ذخیره آیتم‌های محبوب ایجاد کنید.

ورود به سیستم

یک حساب کاربری رایگان برای استفاده از لیست علاقه مندی ها ایجاد کنید.

ورود به سیستم