روش‌هاي مختلف جهت قطع و خاموش كردن سريع جرقه در کلیدهای قدرت


خاموش‌كردن جرقه در كليدهاي قدرت:

قطع جريان در كليدهاي قدرت جهت خاموش‌كردن هر چه سريعتر جرقه يكي از مسائل مهم در كليدهاي قدرت است . زيرا با كوچك كردن مدت زمان قوس اولاً كاري كه در كليد انجام مي‌شود كوچك مي‌گردد ثانياً با قطع سريع قوس ، دستگاه‌هايي كه اين كليد براي حفاظت آن بخصوص درموقع اتصال كوتاه و جريان زياد بكار برده شده كمتر آسيب خواهند ديد . درموقع قطع كليد و ايجاد جرقه كار انجام شده بصورت حرارت ظاهر مي‌شود .

قسمت اعظم اين كار در طول قوس و قسمت ناچيز آن در پايه قوس در كنتاكت‌ها مؤثر واقع مي‌شود و لذا در كليدهاي قدرت جريان متناوب بايد سعي گردد زمان قوس كوچك نگهداشته شود . پس درنتيجه كوچك شدن اختلاف سطح قوس مي‌باشد كه زمان جرقه كوتاه مي‌گردد ، و از چند ميلي‌ثانيه تجاوز ننمايد .

 روش های خاموش‌كردن جرقه در كليدهاي قدرت:

الف: ازدياد طول قوس

ب: موازي‌كردن خازن‌ها با كنتاكت‌هاي كليد

ج: خاموش‌كردن جرقه در نقطه صفر

د: خاموشي جرقه در بار سلفي

ه: خاموش‌كردن جرقه بوسيله روغن

ز: خاموش‌كردن جرقه بوسيله گاز S.F.6

ح: خاموش‌كردن جرقه بوسيله خلأ

ي: بوسيله تشديد خنك كردن

« از روش‌هاي ذكر شده فقط به شرح تعدادي از آن‌ها اكتفا مي‌نماييم »

الف) ازدياد طول قوس :

 يك قوس الكتريكي هميشه سعي مي‌كند از محل اوليه خود دور شده كه عامل دور شدن و حركت كردن قوس يكي حرارت و ديگري نيروي حوزه الكترومغناطيسي است .

در اثر حرارت قوس هواي اطراف قوس گرم شده و به بالا صعود مي‌كند و قوس را نيز به دنبال خود مي‌كشد گرچه اثر حرارت در جابه‌جا شدن قوس نسبت به تأثير حوزه الكترومغناطيسي به‌خصوص اگر شدت جريان زياد باشد كم و ناچيز است ولي بايد كنتاكت‌هاي كليد در تحت هر شرايطي قادر باشند حرارت زياد در پايه قوس را تحمل نمايند .

ب) موازي‌كردن خازن با كنتاكت‌هاي كليد

در اين روش با باز كردن كنتاكت‌هاي كليد ، خازن به عنوان ذخيره‌كننده الكتريكي تمام انرژي مغناطيسي را كه مي‌بايد در قوس از بين برود در خود ذخيره مي‌كند و در فاصله زماني كه ولتاژ خازن به ماكزيمم مي‌رسد فاصله كنتاكت‌ها آنقدر از هم دور مي‌شوند كه ديگر اين ولتاژ نمي‌تواند باعث برگشت جرقه گردد .

لازم به ذكر است ؛ موازي بستن خازن با مدار جرقه در كليد قدرت به هنگام بازگشت ولتاژ خلي مؤثر است زيرا تا موقعي كه جرقه ادامه دارد خازن اتصال مي‌باشد و به محض قطع جرقه و برگشت ولتاژ بايد خازن با اين ولتاژ بار الكتريكي بگيرد .

ج) خاموش‌كردن جرقه در نقطه صفر

در جريان متناوب اگر كنتاكت‌ها درست درموقع عبور جريان از صفر از هم جدا شوند و خيلي سريع آنقدر از هم فاصله بگيرند كه برگشت ولتاژ نيز باعث جرقه نشود قطع كليد كاملاً بدون جرقه انجام مي‌گيرد ، چون حوزه مغناطيسي مدار جريان همزمان با جريان ساخته مي‌شود و يا از بين مي‌رود .

قطع جريان بدون جرقه در ضمن صفر شدن جريان باعث ايجاد اختلاف سطح شديد القائي نيز نمي‌شود .

كليدهائي كه مدار جريان متناوب را بدون جرقه و يا قوس الكتريكي و بدون ازدياد ولتاژ قطع مي‌كنند بنام كليدسنكرون معروف هستند در اين كليد به كمك يك تكنيك خاص جريان براي مدت كوتاهي در نقطه صفر نگهداشته مي‌شود .

د) خاموش شدن جرقه در بار سلفي :

خاموش شدن جرقه در بار سلفي كه جريان از صفر مي‌گذرد و جرقه خود به خود خاموش مي‌گردد و ولتاژ شبكه كه عامل برگشت مجدد جرقه است در ماكزيمم مقدار خود نمايان مي‌شود .

اكنون عاملي كه باعث قطع جرقه مؤثر است مورد بحث قرار مي‌دهيم در اثر حرارت زياد جرقه تعداد زيادي از مولكول‌هاي موجود در بين كنتاكت‌ها يونيزه مي‌شوند بدين معني كه مولكول‌ها به يون مثبت و الكترون منفي تجزيه شده و درموقع عبور جريان از صفر اين ذرات باردار به سرعت به هم مي‌پيوندند (يونيزه مي‌شوند) زيرا فاصله بين دو كنتاكت به سرعت خنك شده و به فرض نبودن ولتاژ عاملي براي برقراري آن‌ها وجود ندارد .

اگر در مدار سلفي ولتاژ برگردد در اثر برگشت ولتاژ يون هاي مثبت در يك جهت و الكترون‌هاي منفي در جهت ديگر سرعت مي‌گيرند كه دائماً سرعت آن‌ها با ازدياد ولتاژ زياد مي‌گردد .

ه) خاموش‌كردن جرقه بوسيله روغن

روغن به علت خواص عايقي بسيار خوب و اختلاف سطح جرقه‌اي بالا در كليدها به‌خصوص در كليدهاي قدرت فشار قوي مورد استفاده قرار مي‌گيرند ، و در موقع جدا شدن دو كنتاكت ، روغن اطراف جرقه به علت حرارت زياد قوس تجزيه و بخار مي‌شود . درنتيجه اطراف جرقه را حبابي از گاز مي‌پوشاند كه متناسب با شدت جرقه از لايه‌هاي مختلفي تشكيل شده است . در اثر آزمايش‌هاي متعدد معلوم شده كه گاز داخل حباب تقريباً 70ـ75% از هيدروژن و 20ـ25% از استيلن تشكيل شده است و مقدار كمي نيز گاز متان و اتيلن در حباب يافت مي‌شود و بقيه ذرات موجود در حباب در اثر تبخير الكترودها و قطعات عايقي ديگر و ناخالصي‌هاي موجود در روغن بوجود مي‌آيد ، كه مقدار آن بسيار ناچيز و در قطع جرقه بي‌ارزش است .

يكي ديگر از مزاياي قطع و وصل در روغن اين است كه اصولاً در روغن حامل هاي بار وجود ندارد و يا خيلي كم است و به اين جهت يك قوس الكتريكي قوي نمي‌تواند در روغن ظاهر شود و درنتيجه كار كليد ساد‌ه‌تر و انرژي جرقه كمتر مي‌شود .

برتري خنك كنندگي روغن نسبت به هوا به خاطر وجود همين H2 است زيرا همانطور كه مي‌دانيم قابليت هدايت حرارتي هيدروژن در حدود 8برابر قابليت هدايت ازت N2 مي‌باشد .

در ضمن اينكه حرارت مخصوص هيدروژن CP نيز به 14 برابر حرارت مخصوص N مي‌رسد بطوريكه كاملاً در حدود 86ـ93% انرژي حرارتي قوس به روغن تحويل مي‌گردد ، كه تأثير بسياري در خاموش شدن قوس دارد .

حال اگر يك قوس الكتريكي بدون تأثير نيروي ديناميكي در روغن بوجود آيد (قوس‌ساكن) شدت حوزه قوس متناسب با شدت جريان به V/cm 70ـ60 مي‌رسد كه تقريباً 4 تا 6 برابر شدت حوزه در هواست اين ازدياد شدت حوزه همانطور كه گفته شد اولاً به خاطر بهتر خنك شدن قوس توسط H2 و در ضمن به خاطر فشار زياد گاز اطراف قوس مي‌باشد .

 ز) خاموش‌كردن جرقه بوسيله گاز S.F.6

گاز S.F.6 (سولفوز 6 ظرفيتي فلوئور) به هنگام باز شدن كليد قدرت الكترون‌هاي آزاد را جذب مي‌كند و ايجاد يون منفي بدون تحرك مي‌نمايد درنتيجه مانع ايجاد ابر بهمني الكترون‌ها كه باعث شكست عايق و ايجاد جرقه مي‌شود مي‌گردد .

همچنين گاز S.F.6 از نظر شيميايي كاملاً باثبات است و ميل تركيبي آن خيلي كم و غيررسمي مي‌باشد و تقريباً 5برابر هوا وزن دارد و در مقابل حرارت زياد پايدار و غيرقابل اشتعال مي‌باشد ؛ درضمن اين گاز داراي قابليت هدايت حرارتي بسيار زيادي است لذا علاوه بر اينكه در خاموش‌كردن جرقه بسيار مؤثر واقع مي‌شود عايق بسيار مؤثري نيز هست .

.

مطالب مرتبط با روش‌هاي مختلف جهت قطع و خاموش كردن سريع جرقه در کلیدهای قدرت

ارسال نظر برای این مطلب

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.