گزارش فنی – تخصصی پایانی طرح ها رشد و ارتقاء برق صنعتی

word قابل ویرایش
283 صفحه
30000 تومان
300,000 ریال – خرید و دانلود

گزارش فنی – تخصصی پایانی طرح ها رشد و ارتقاء برق صنعتی

 

خلاصه گزارش
در این گزارش سعی شده است که با رعایت اختصار گوشه ای از قسمت عظیم و گسترش انتقال الکتریکی تشریح شود .در مقدمه این گزارش آشنایی با مشخصات کلی الکتریکی پست ۶۳ کیلو ولتی کمال آباد کرج آمده است . در بخش نخست گزارش دلایل وجود پستهای فشار قوی و همچنین انواع آنها با توجه به استانداردهای موجود شرح داده شده دربخش دوم گزارش مهمترین و اساسی ترین تجهیزات تشکیسل دهنده پست به تفصیل شرح و بررسی گردیده است . همچنین

در مورد رله هایی که محافظت خطوط و ترانسفورماتورها و دیگر تجهیزات مهم یک مجموعه را عهده دارند توضیحاتی داده شده است دربخش بعدی اصول و روشهای بهره برداری بهینه از پستهای فشار قوی بطور اعم شرح داده شده است که این توضیحات در جهت بهره وری بیشتر و همچنین راندمان بالاتر و جلوگیری از بروز هر گونه خطر و یا اشال احتمالی به کلیه دست اندرکاران یک پست فشار قوی توصیه می شود . بخش بعدی مربوط به شرح و توضیح اشکالات احتمالی که ممکن است در پست ۶۳کمال آباد بروز کند و همچنین شرح کارهایی که برای رفع این عیوب باید انجام شود . بخش آخر نیز مربوط به نحوه بهره برداری از مدارهای اینترلاک پست ۶۳ کمال آباد می باشد که در آن نحوه برق دار کردن خط با در نظر گرفتن کلیه اصول فنی برای جلوگیری از بروز هر گونه نارسایی در سیستم و شبکه شرح گردیده است .
مقدمه
پست ۶۳ کمال آباد در غرب تهران در ۵۰ کیلومتری تهران واقع در کرج قرار دارد . پست توسط ۴ ترانس اصلی التا ساخت آلمان هر یک بقدرت نامی ۱۵MVA تغذیه می شود دارای ۴ ترانس داخلی ساخت UNELEC هر یک بقدرت نامی ۱۰۰KVA با گروه برداری PYNU یا پست تبدیل ولتاژ نامی ۲۰/۰٫۴KV با نسبت تبدیل ( جریان نامی )۲٫۸۸/۱۴۴٫۳,A می‌باشد .
و دارای ترانسفورماتور ولتاژ ۶۳ کیلو ولت P.T خطوط سازنده کارخانه SPANNUN GSWANPLER می باشد با قدرت ۲۵۰,VA و کلاس ۰٫۵ می باشد . دارای دوبی ورودی۶۳ از طریق پست ۲۳ کیلو ولتی کمال آباد به فاصله ۲ کیلو‌متری از پست به کدهای ۶۰۶,۶۰۵ و یک بی خروجی به پست

اختصاصی بی‌سیم واقع در ۱ کیلومتری پست که در مواقع مانور از این خط استفاده می شود . و در حال حاضر ۱۲ خط خروجی به شرح ذیل می باشد:

ماهواره ۲۰kv نان شهر ۲۰kv بوستان ۲۰kv
عرب آباد // استناد // فرهنگ //
پدم // قزوین // مردآباد //
علومی // زندان // پارک شهر //
هر بی ورودی شامل تجهیزات زیر می باشد :
۱ـ برقگیر ۲ـ ترانس ولتاژ ۳ـ سکسیونر سرخط ( عمودی ) ۴ـ سکسیونر زمین
۵ـ ترانس جریان ۶ـ بریکر ۶۳ ۷ـ سکسیونر یا سیار ۸ـ سکسیونر ارتباط با سیار ۹ـ بریکر ۶۳ ۱۰ـ ترانس جریان ۱۱ـ ترانسفورماتور قدرت ۱۲ـ سکسیونر اتصال زمین ترانس ۱۳ـ ترانسفورماتور داخلی ۱۴ـ ترانسفورماتور نوتر

دستگاههای اندازه گیری
این دستگاهها عبارتند از : ولتمتر ، آمپر متر ، واتمتر ، وارمتر ، کنتور اکتیو و راکتیووسازنده‌این‌دستگاهها‌B.B.C‌می باشد‌و‌دستگاههایشان الکترومغناطیسی می‌باشد .

رله های حفاظت خط
۱ـ رله دیستانس اولیه ، ساخت آلمان B.B.C دارای سه زون
۲ـ رله رکلوزتیک ( دوباره وصل کن ) ، ساخت آلمان B.B.C
3ـ رله جریان زیاد ، ساخت آلمان B.B.C

رله های حفاظتی خط ۲۰c
1ـ رله اضافه جریان
۲ـ رله اتصال زمین
ضمناً کلیه اتفاقات در پست توسط دستگاه ثبت می گردد و در حادثه ای که درخطهای خروجی رخ دهد توسط مودم ارسال و ثبت می گردد .

مشخصات باطریهای ۱۲۷v
پست شامل ۲ دسته باطری با مشخصات زیر می باشد که توسط دو دستگاه باتری شارژ که سازنده کشور آن آلمان غربی می باشد ، شارژ می شود .
این باطری از نوع باتری اسیدی و تهویه اش توسط فن انجام می شود تعداد هر ست آن ۱۰ عدد است که هر کدام ۱۲ ولت و ۴۰ آمپر می باشد .

مشخصات باطریهای D.c 48v
همچنین این پست دارای یکدست باطری ۴۸v است که توسط یک ست باطری شارژ ۴۸v است که با Type 48 ساخت آلمان می باشد . مشخصات این باطری ۴۸v به قرار زیر است از نوع اسیدی ظرفیت باطری آن ۲۰۰ Ah و تعداد آن ۴ عدد ولتاژ هر باطری ۱۲V است .

۱) مبانی و تعاریف مربوط به پست فشار قوی
با توجه به اینکه قدرت تولیدی نیروگاههای بزرگ تماماً در محل مصرف نخواهد شد به منظور انتقال انرژی تولید شده از محل تولید به مکانهای دیگر ، نیاز به انتقال انرژی توسط هادیهای الکتریکی می باشد . با توجه به اینکه ولتاژ خروجی ژنراتورها در ایران حداکثر۲۰KV می باشد با توجه به قدرت تولیدی کل این نیروگاه ( مثلاً نیروگاه نکاء :۴۴۰MW ) جریان انتقالی خیلی زیاد خواهد بود و دراین صورت سطح مقطع هادی مورد نیاز و افت ولتاژ و توان انتقالی خیلی زیاد خواهد بود .
بطور خلاصه می توان گفت از آنجاییکه انرژی الکتریکی بصورت متمرکز و به توسط

نیروگاههای بزرگ با قدرت خیلی زیاد تولید می گردد و محل احداث این نیروگاهها بر حسب نوع نیروگاه ( آبی ، بخاری ، هسته ای ) از مراکز مصرف فاصله زیادی دارند لذا انتقال این انرژی در فواصل زیاد با افت ولتاژ و تلفات خط غیر قابل قبول همراه می باشد . هرگاه این انرژی با سطح ولتاژ بالاتری منتقل گردد طبق رابطه : مقدار جریان‌الکتریکی که با ولتاژ مسبت عکس دارد کاهش می یابد در نتیجه مطابق روابط زیر افت ولتاژ و تلفات قدرت در طول خط کاهش می یابد :
امپدانس هادی :V=ZI ( Z ) : افت ولتاژ
مقاومت هادی : P= RI (R) : تلفات قدرت
از طرفی درخطوط انتقال فشار قوی ، بخاطر اندوکتیویته زیاد ، جریان کور زیادی وجود دارد که خود باعث تلفات زیاد حرارت می شود :
معمولاً تلفات را از نیروگاه تا مصرف کننده حدوداً ۱۰% در نظر می گیرند و ای مقدار قابل نلاحظه می باشد مثلاً برای انتقال ۵۰۰MW نیرو حدوداً ۵۰MW آن تلف می شود .
بنابراین با کاهش جریان می توان سطح مقطع هادی را نیز کاهش داده و از این راه هزینه خط انتقال را کم نمود ولی از طرفی بالا رفتن ولتاژ نیز مستلزم عایق بندی بیشتر و استفاده از دکلهایی با ارتفاع بلندتر بمنظور رعایت فواصل مجاز با زمین و همچنین فاصله فازها از همدیگر می باشد و این موضوع بر هزینه احداث خط انتقال می افزاید .پس با توضیحات فوق روشن می گردد که میزان افزایش ولتاژ نیز حدی دارد و بالا بردن بیش از حد ولتاژ نیز عملاً مقرون به صرفه نخواهد بود بنابراین بمنظور انتخاب ولتاژ مناسب جهت انتقال میزان معینی انرژی الکتریکی به فاصله معینی می بایست محاسبات اقتصادی کامل انجام شده و مناسب ترین و اقتصادی ترین ولتاژ انتخاب گردد .
معمولاً در انتخاب ولتاژ انتقال موارد زیر مورد توجه و اهمیت قرار می گیرد :
۱ـ ولتاژ خطوط مشابهی که قبلاً در شبکه و حوالی خط مورد نظر وجود داشته است .
۲ـ طول خط

۳ـ قدرت مورد نظر که می بایست انتقال داده شود .
۴ـ افت ولتاژ و افت قدرت
۵ـ افت کرونا که ازافزایش ولتاژ ناشی می گردد .
۶ـ تنظیم ولتاژ درحالت بی باری و در بار کامل که معمولاً در طراحی شبکه این رقم بین +۱۰% و-۵% می باشد .
۷ـ بررسی اقتصادی ومقایسه خطوط با ولتاژهای مختلف .
روابط تجربی برای تعیین ولتاژ انتقال اقتصادی :
روابط تجربی زیر بمنظور تعیین حدود ولتاژ و کمک به طرح دریافتن میزان مبنا برای انتخاب بهترین ولتاژ از نظر اقتصادی می باشد .
۱ـ رابطه تجربی استیل :
قدرت بر حسب کیلو وات : p طول خط بر حسب مایل :L ولتاژ بر حسب کیلو ولت :V
2ـ رابطه کلون :
قدرت بر حسب کیلو ولت 😛 طول خط بر حسب کیلومتر : L ولتاژ بر حسب کیلو ولت :V
روابط استیل و کلون برای مسافتهای کوتاه مفید است .
این رابطه هم برای فواصل نزدیک و هم برای فواصل دور صدق می کند

و از آن استفاده می شود :
قدرت بر حسب مگا وات 😛 ولتاژ بر حسب کیلو ولت : V

ولتاژهای استاندارد :
ولتاژهای استاندارد در شبکه ایران به شرح زیر می باشد :
۱ـ ولتاژهای انتقال :۱۳۲٫۲۳۰٫۴۰۰(KV)
2ـ ولتاژهای فوق توزیع :۶۳٫۳۳٫۱۰(KV)
3ـ ولتاژهای توزیع :۲۲۰ تک فاز و ۴۰۰V سه فاز
ولتاژهای خروجی ژنراتور در نیروگاهها معمولاً در حد ۱۱(KV) ،۶۶ حداکثر ۳۳KV می باشد و افزایش ولتاژ ژنراتور بیش از این مقدار از نظر عایق بندی و هزینه های مربوط اقتصادی نمی باشد . بنابراین توسط پستهای بالابرنده سطح ولتاژ بمیزان مناسب افزایش می یابد .

تعریف پست فشار قوی:
باتوجه به‌مطالب گفته شده یک‌پست فشار قوی مجموعه ای از تجهیزات می‌باشد
که به منظور تغییر سطح ولتاژ با بوجود آوردن امکان تغذیه نقاط مختلف و تقسیم انرژی الکتریکی بین آنها مورد استفاده قرار می گیرد .

انواع پستهای فشار قوی بر حسب نوع کار :
۱ـ پستهای نیروگاهی یا بالا برنده ولتاژ (Step Up Substation) :
وظیفه این پستها افزایش ولتاژ خروجی ژنراتورها به سطح ولتاژ انتقال می‌باشد.
۲ـ پستهای انتقال (High Voltage Substation) :
وظیفه پستهای انتقال ، کاهش ولتاژ الکتریکی به سطح ولتاژ فوق توزیع و همچنین تقسیم این ولتاژ به خروجی های متعدد می باشد .
۳ـ پستهای توزیع(Distributio Substation) :
وظیفه این پستها پایین آوردن ولتاژ از سطح فوق توزیع به سطح توزیع بوده و انرژی الکتریکی در این سطح را زا طریق فیدرهای مختلف تحویل می دهد .
۴ـ پستهای فشار ضعیف(Low Voltage Substation) :
که وظیفه آن تبدیل ولتاژ توزیع به ولتاژ فشار ضعیف است که قابل استفاده در مصارف صنعتی و خانگی باشد .
۵ـ پستهای کلیدی یا کوپلاژ(Switching Substation) :
در این پستها سطح ولتاژ تغییر ننموده و صرفاً بعنوان یک تقسیم کننده ولتاژ ثابت را در فیدرهای مختلف و متعدد تغذیه می نماید .
در عمل ممکن است یک پست ترکیبی از دو یا چند ن

وع فوق الذکر باشد که هم
افزاینده و هم کاهنده و هم بصورت یک پست کلیدی باشد . انواع پستها از لحاظ استقرار فیزیکی :
پستهای فشار قوی از لحاظ وضعیت استقرار آنها به دو دسته تقسیم می‌گردند:
۱ـ پستهای باز یا خارجی (Out door s/s) : در این گونه پستها تجهیزات فشار قوی در معرض شرائط جوی محیط از قبیل گرد و خاک ، باد ، باران ، رعد و برق و غیره بوده و عایقی بین آنها و هوا نمی باشد .
۲ـ پستهای بسته یا داخلی (in door S/S) : در این گونه پسته

ا تجهیزات فشار قوی در داخل اطاق یا سالن سر پوشیده قرار دارند .

پستهای باز نیز به چند دسته تقسیم می شوند :
۱ـ پستهای معمولی (conventional) :
این پستها در جاییکه محدودیت زمین وجود نداشته باشد احداث می گردد و عایق بین فازها و تجهیزات و زمین ، هوا می باشد و از این نظر می بایست فاصله ایمنی و مجاز کاملاً رعایت گردد . این پستها از نظر هزینه از بقیه پستها ارزانتر می باشد .

۲ـ پستهای گازی یا (Gas Insulated Substation) :
کلیه تجهیزات فشار قوی در پستهای گازی در داخل محفظه فلزی قرار دارند که بوسیله گاز SF6 یا هگزافلوئور گوگرد که دارای خاصیت عایقی خوبی می باشد تحت فشار معینی پر شده است و چون خاصیت عایق گاز SF6 تقریباً سه برابر هوا می باشد درنتیجه فضای پستهای گازی بمراتب کوچکتر از پستهای معمولی می‌باشد و در جاییکه محدودیت زمین مطرح باشد خیلی مناسب است .
از مزایای دیگر پستهای GIS اینست که چون درمعرض مستقیم عوامل جوی نمیباشد لذا امکان آلودگی و رطوبت وجود نداشته و بروز اتصالی و حوادث دیگر به مراتب کمتر می باشد و از طرفی به علت ایزوله بودن قسمتهای برقدار وتحت ولتاژ از افراد ایمنی آن در حد بسیار بالایی می باشد . یکی از معایب پستهای گازی مایع شدن گاز به هنگام برودت هوا در درجه حرارتهای خیلی پایین می باشد از طرفی هزینه این پستها خیلی بالا می باشد .

۳ـ پستهای سیار (Mobiel Substation) :
این پستها نیز بصورت GIS بوده تا از نظر حجم تجهیزات و وزن کل پست
کاهش پیدا نماید ترانسفورماتور و سایز تجهیزات بر روی یک یا دو تریلر که می توان توسط یدک کش مخصوص حمل و جابجا کرد نصب گردیده است . قدرت این پستها که درحدود ۳۰ تا ۴۰(MVA) می باشد و معمولاً بصورت ۶۳٫۲۰, ۱۳۲٫۲۰, ۲۳۰٫۲۰, ۲۳۰٫۶۳ کیلو ولت در ایران مورد استفاده قرار می‌گیرند .
مزیت این نوع پست در جابجایی سریع و استقرار آن در نقاط جدید و مورد نیاز می باشد .

پستهای بسته یا داخلی نیز خود به سه نوع تقسیم می گردد :
۱ـ پستهای فشار قوی باز :
به پستهای اطلاق می شود که علاوه بر شینها سکسیونرها و دیژنکتورها نیز پشت دربهای توری حداقل از یک طرف قابل رؤیت باشد .

 

۲ـ پست فشار قوی نیمه باز :
در این نوع پستها قطعات زیر فشار تا ارتفاع دسترسی از هر جهت محفوظ و پوشیده هستند و از آنجا به بعد ( اغلب سکسیونرها و شین ها ) آزاد و قابل
رؤیت باشد .

۳ـ پست فشار قوی بسته :

در این پست تمام قسمتهای زیر ولتاژ حتی شین ها در یک محفظه کاملاً بسته و پوشیده با دربهای فلزی نصب شده اند ( پستهای تابلویی و یا قفسه ای ) نظر به اینکه این پست از همه طرف کاملاً مسدود است . می توان حتی آن را تحت شرایطی در هوای آزاد نیز قرار داد ( مانند کیوسکهای فشار قوی توزیع برق شهری )
بد نیست در اینجا اشاره ای هم به انواع خطوط انتقال بکنیم این خطوط جهت انتقال انرژی الکتریکی از محل تولید کننده به مصرف کننده ساخته شده اند و چون در طی این مسافت زیاد افت ولتاژ به وجود می آید باید ولتاژ خطوط را بالا برد این خطوط همگی به صورت سه فاز می باشد و از نظر قرار گرفتن هادیها روی برج به سه دسته تقسیم می شود :
۱ـ خطوط تک مداره (single circuit) :
در این نوع خطوط شکل دکل یا برج یا پیلون یا تاور طوری است که در هر
فاز خط تنها یک هادی الکتریکی قرار گرفته است .

۲ـ خطوط دو مداره (Double circuit) :
در این نوع خطوط دو مداره سه فازه و هر دو مدار روی یک برج قرار گرفته‌اند.

۳ـ خطوط باندل (Bundle) :
در این نوع خطوط هر فاز مرکب از چند هادی که ازلحاظ اندازه کاملاً مساوی
هستند تشکیل می شود . بکاربردن سیستم باندل بخاطر ظرفیت انتقال زیادتر و پایین آوردن ولتاژ بحرانی کرونا می باشد .
بطور کلی پست ها یکی از قسمتهای مهم شبکه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی می باشند زیرا وقتیکه بخواهیم انرژی الکتریکی را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال دهیم برای اینکه بتوانیم از افت ولتاژ جلوگیری نماییم بایستی بطریقی ولتاژ تولید شده ژنراتور را بالا برده و سپس آنرا انتقال داده تا به مقصد مورد نظر برسیم و در آنجا دوباره ولتاژها را پایین آورده تا جهت توزیع آماده شود کلیه این اعمال در پستهای انتقال و توزیع انجام می شود .

در یک پست فشار قوی وظیفه اصلی نبدیل ولتاژ می باشد که وظیفه را المنت اساسی پست یعنی ترانسفورماتور قدرت انجام می دهد .
جهت اندازه گیری پارامترهای اساسی انرژی الکتریکی نیاز به مبدلهای جریان و ولتاژ می باشد (VT,CT) و همچنین جهت قطع و وصل مدار نیاز به کلیدهای فشار قوی نظیر سکسیونر و دیژنکتور می باشد بعلاوه یکسری وسایل دیگر نظیر برقگیر، لاین تراپ و… جهت حفاظت و … مورد نیاز می‌باشد . جهت حفاظت خطوط و وسایل نصب شده در پست نیاز به رله های حفاظتی و همچنین در مواقعی که برق پست قطع می شود نیاز به یک ولتاژ ثابت و ذخیره شده می باشد که آن توسط سیستم باطریخانه تأمین می شود .

۲) تجهیزات پست
یک پست فشار قوی ممکن است شامل تمامی یا قسمتی از تجهیزات زیر باشد .
۱ـ سوئیچگیر (switch hear)
2ـ ترانس قدرت (power tranformer)
3ـ ترانس زمین(Ground tr)
4ـ ترانس تغذیه داخلی (server tr)

 

۵ـ جبران کننده (Compensa tors)
الف : خازنی Capacitor(s)
ب : سلفی Inductor (s) ابتدا توضیح مختصری در مورد هر کدام از موارد فوق داده می شود سپس نکات مهم به تفصیل شرح داده می شود .

۱ـ۲) سویچگیر :
عبارتست از مجموعه ای از عناصر و تجهیزات که به منظور ارتباط فیدرهای مختلف در یک ولتاژ معین مورد استفاده قرار می گیرند و خود شامل اجزاء زیر می باشد :
۱ـ باسبار یا شینه (Bus Bar) – [B.B]
2ـ کلیدهای قدرت (Circuit Breaker )- [D.S]
3ـ سکسیونر یا جدا کننده (Disconector Swich )-[D.S]
4ـ ترانسفورماتور جریان(C.T) (Current transformer)
5ـ ترانسفورماتور ولتاژ (T.V) (Noltage trnsformer)
6ـ برقگیر (P.I) (Post Insulation)
7ـ تکه موج (L.A) (Ligting Arestor)
8ـ تکه منطبق کننده خط Line trap) یا (Ware trap
9ـ مقره Post insukator P.I

ترانسفورماتور قدرت :
برای بالا بردن ولتاژ بمنظور انتقال انرژی الکتریکی به فواصل دور ( برای انتقال برق به فواصل دور ـ همانطور که گفته شد ـ ولتاژ را بالا می برند تا تلفات خط انتقال پایین بیاید ) و همچنین برای پایین آوردن ولتاژ بمنظور رساندن آن به سطح قابل مصرف بوسیله مصرف کننده ها و همچنین برای اتصال دادن دو شبکه فشار قوی بکار می رود . ترانسفورماتور اول را افزاینده ، ترانسفورماتور دوم را کاهنده و ترانسفورماتور آخری را کوپلاژ می نامند . تفاوت ترانس یا ولتاژ با ترانس قدرت در آن است که درترانس ولتاژ یا جریان نمونه ای از ولتاژ یا جریان مورد نظر گرفته می شود و مقدار آن کاهش داده می شود و در هر لحظه ولتاژ یا جریان ثانویه تابع ولتاژ یا جریان اولیه می باشد . ولی در ترانسفورماتور قدرت چون ثانویه به بار متصل است که تعیین کننده است توان تأمین شده توسط اولیه ، بستگی به توان خواسته شده در ثانویه دارد .

۳ـ۲) ترانس زمین :
هرگاه شبکه ای از یک مثلث یک طرف ترانسفورماتوری تغذیه نماید برای ایجاد
نقطه نوترال و زمین نمودن آن از ترانسفورماتور زمین که بصورت زیگزاک سیم پیچی شده است استفاده می گردد .

۴ـ۲) جبران کننده ها :

در جریان متناوب هادیهای منتقل کننده انرژی الکتریکی ، ترانسفورماتورها، مصرف کننده از قبیل موتورها ، کوره های الکتریکی لامپهای گازی و حتی بوبین ها کم و بیش یک نوع مصرف کننده سلفی هستند و باعث ایجاد اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ می شوند . با بالا رفتن اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ ( ) شبکه ، ضریب توان ( ) شبکه کم شده و کاهش ( ) تأثیرات زیر را برجای می گذارد .
۱ـ درانتقال یک توان ثابت با کوچک شدن ضریب توان ، توان دواته بزرگ شده در نتیجه مقدار مؤثر جریان خط I افزایش پیدا می کند که این افزایش جریان اثرات زیانباری بدنبال خواهد اشت : الف : بزرگ شدن سطح مقطع رسانه ها و کابلهای انتقال انرژی و در نتیجه بالارفتن هزینه ب: حجیم شدن دیگر تجهیزات از قبیل کلیدها و فیوزها ، دستگاههای امدازه گیری و وسائل حفاظتی و .. متعاقب آن افزایش هزینه .
۲ـ عدم توانایی استفاده از تمام قدرت ترانسفورماتور ، زیرا برای تأمین توان دواته (pw) باید : ( ظاهری ) داشته باشیم که هرقدر کمتر باشد نیاز به ps بیشتری داریم .
۳ـ افزایش افت اختلاف سطح درترانسفورماتورها و در نتیجه مشکل شدن کار رگولاتور ولتاژ در ترانسفورناتور و ثابت نگهداشت ولتاژ در نیروگاه می شود .
۴ـ افزایش تلفات در ترانسفورماتورها
۵ـ کاهش راندمان ترانسفورماتورها و ضریب بهره تأسیسات الکتریکی
به دلیل فوق سعی بر این است که تأسیسات الکتریکی با ضریب توان خوب و حتی الامکان نامی خودشان کار کنند برای تصحیح و اصلاح ضریب توان
راههای ذیل موجود است :
الف : محدود کردن توان دواته : در این روش قدرت موتورها متناسب با قدرت ماشینهای افزار انتخاب شوند . بعبارت دیگر قدرت موتورها بزرگتر از قدرت مکانیکی که از موتور گرفته می شود و کاری که انجام می دهد نباشد .
ب: جبران توان دواته توسط همفاز کننده دوار که خود بردو نوع است . همفاز کننده سنکرون و همفاز کننده آسنکرون که هر دوی آنها قابل استفاده جهت بهبود بخشیدن به وضع ضریب توان در شبکه بدون بار یا با بار ـ استفاده کرد .
ج: جبران کننده توسط خازن : یکی از راههای فنی ـ اقتصادی جهت اصلاح ضریب قدرت شبکه استفاده از خازن می باشد بدین ترتیب که بصورت موازی با بار قرار داده می شود .
بدنیست در اینجا اشاره ای هم به راکتورها شود اصولاً راکتورها در پستهای فشار قوی به دو صورت نصب می گردد :
۱ـ سری : برای محدود کردن جریان اتصال کوتاه
۲ـ موازی برای تغییر ضریب قدرت و اصولاً برای کاهش ولتاژ در شرایط اضطراری شبکه استفاده می شود . یا درمواقعیکه خطوط طولانی فشار قوی بدون بار بوده و بخاطر خاصیت خازنی ، ولتاژ شبکه بمقدار زیادی افزایش یافته باشد که

 

در این حالت از راکتور استفاده می شود .

۵ـ۲) تأسیسات جانبی
تأسیسات جانبی پست شامل موارد زیر می باشد :
۱ـ اطاق فرمان (Control room)
2ـ اطاق رله (Relay room)
3ـ اطاق باطریخانه (Battry room)
4ـ دیزل ژنراتور اضطراری (Emergency generator)
5ـ تابلوی توزیع AC (A.C distribution)
6ـ تابلوی توزیع DC (D.C distribution)
7ـ باتری شارژر (Battry charger)
8ـ روشنائی اضطراری (Emergency lighting)
9ـ روشنایی محوطه (Switch yard lighting)
10ـ تأسیسات زمین کردن و حفاظت در مقابل صاعقه(shield wire)

۳) سوئیچگیر
اساسی ترین قسمت یک پست فشار قوی سوئیچگیر می باشد که اکنون به شرح مفصل قسمتهای مختلف سوئیچگیر می پردازیم .

۱ـ۳) باسبار یاشین (BUS BAR)
تعریف شین : وسیله ایست جهت جمع و توزیع انرژی الکتریکی بصورت همزمان بدین معنی که فیدرهای ورودی و خروجی و سیم ها و کابلهای یک پست و همچنین ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات یک سوئیچگیر تحت یک ولتاژ ثابت بوسیله یک هادی به نام شین در هر فاز به هم اتصال می یابند . می توان گفت که تمام انرژی ها و ترانسفورماتورها و سیمها و کابلهای یک نیروگاه یا یک تبدیلگاه که ولتاژ مساوی دارند با یک شمش یا یک رسانا بنام شین در هر فاز بهم وصل می‌شوند . شین وسیله جمع آوری و پخش انرژی در آن واحد است .
جنس شین ممکن است از نس یا آلومینیم باشد آلومینیم در برابر مس دارای خواص به شرح زیر است ک استقامت استاتیکی آلومینیم از مس بیشتر است . تحمل مکانیکی مس و آلومینیم باهم برابر است .
ازدیاد درجه حرارت به واسطه ازدیاد شدت جریان و یا جریان اتصال کوتاه در
آلومینیم کمتر است . آلومینیم درموقع جرقه زدن و سوختن ایجاد خاکستر زیاد نمی کند و چون جسم باقیمانده هادی الکتریسیته نمی باشد به مقر

ه ها و پایه های عایقی شین آسیب نمی رساند .
مس درمقابل بخار گوگرد خیلی حساس است و … معایب مهم آلومینیم : اکسیداسیون سطحی ، فرورفتن در اثر فشار و اثر الکترولیتی شدید . در جداول۱و۲ مهمترین مشخصات و خواص فلز و آلومینیم و مس آورده شده است .

۱ـ۱ـ۳) انواع شین از نظر شکل ظاهری

۱ـ شین تخت یا تسمه ای که معمولاً از جنس مس می باشد و بیشتر در سطح ولتاژ ۲۰kv مورد استفاده قرار می گیرد از مزایای این توع شین این است که اتصالات و برقراری انشعابات به سهولت و بدون استفاده از کلمپ مخصوص انجام می پذیرد .
۲ـ شین طنابی : که هم جنس مس و آلومینیم ساخته می شود . شکل ظاهری آن شبیه سیم های مورد استفاده در خطوط هوایی می باشد لیکن برعکس خطوط هوایی در ساختمان آن از رشته های فولادی استفاده نشده است . از این نوع شین در سطوح ولتاژ :۶۳ , ۱۳۲ ,۲۳۰ (kv) استفاده می شود . ازمزایای آن سهولت احداث و سرعت در تعمیرات می باشد .
۳ـ شین لوله ای : این نوع شین غالباً از جنس آلومینیم می باشد و برای سطوح ولتاژ ۴۰۰kv و بالاتر بکار می رود زیرا در ولتاژهای بالا بعلت اثر پدیده پوسته ای در شینهای طنابی جریان در مرکز سیم حداقل می باشد واکثر جریان از سطح خارجی سیم عبور می نماید بنابراین با لوله ای ساختن شین می توان وزن باسبار و در نتیجه هزینه آنرا کاهش داد . مزیت دیگر این نوع باسبار این است که تغییرات شکم سیم نسبت به درجه حرارت چندان محسوس نیست .

۲ـ۱ـ۳) شینه بندی
نحوه ارتباط الکتریکی فیدرهای مختلف یک سوئیچگیر را به یک باسبار شینه بندی می گویند . عوامل مؤثر در نوع ترتیب و آرایش باسبار یا B.B Arogment به
شرح زیر می باشند :
۱ـ هر پست با توجه به ظرفیت و ولتاژ دارای شینه بندی خاص خود می باشد .
۲ـ میزان ضریب اطمینان در تأمین بار مصرف کننده و اینکه هرگاه عیبی در باسبار پیش آید آیا کل پست و فیدرها ، بی برق می شود یا فقط قسمتی که معیوب است خارج شده و بقیه در مدار باقی می ماند .
۳ـ تعداد فیدرها : در صورتیکه تعداد فیدر ها بالا باشد می بایست آرایش مناسب ایجاد گردد .
۴ـ وضعیت پست از نظر توسعه آینده
۵ـ اقتصادی بودن آرایش طراحی شده

۳ـ۱ـ۳) انواع شینه بندی :
شینه ها بطور کلی به دونوع تقسیم می شوند : شین ساده و شین مرکب
الف ـ۳ـ۱ـ۱) شینه بندی ساده :

شین ساده ، ساده ترین نوع جمع و پخش انرژی است در شینه بندی ساده به ازای هر فاز یک شین وجود دارد ( در شبکه سه فاز ، سه شین )
در این شینه بندی تقسیم برق با همان ولتاژ ژنراتور صورت گرفته است و هر یک از ژنراتورها و خطوط انتقال دارای دیژنکتور مخصوص بخود می باشد . در دو طرف کند شین ۶۰kv نیز جهت انتقال به راه دور در نظر گرفته شده است . هنگامیکه ژنراتورها با تمام بار کار می کنند سکسیونر های طولی باز بوده و هر دسته از مولد ها مصرف کننده های خود را به طور مستقل تغذیه می کنند در هنگام بروز اتصالی جریان اتصال کوتاه نصف حالتی است که سکسیونرهای طولی بسته هستند و ژنراتورها موازی کار می کنند . در مواقعی هم که بار کم باشد با بستن سکسیونرهای ( وصل) طولی می توان ژنراتورهای اضافی را زا مدار خارج کرد پس در قطع

شین توسط سکسیونرهای مقسم شین ، اشکال اول حل می شود ( با توجه به سیستم مشروحه فوق ) و برای حل مشکل دوم باید برای برقراری ارتباط بین شین ها از دیژنکتور استفاده کرد .
ب) قطع طولی شین بوسیله دیژنکتور :
همانطور که گفته شد برای رفع اشکال دوم در شینه بندی ساده در تقسیم ‌شین از دیژنکتور استفاده می شود تا در هنگام بروز اتصالی در شین باعث قطع تمام ژنراتورها نمی شود . همچنین برای ارتباط طولی بین شین ها لزومی به بی بار کردن شین نمی باشد . این نوع دیژنکتورها به باس سکشن (Bus section) معروف
می باشد .

ب ـ ۳ـ۱ـ۳) شینه بندی چند تایی یا مرکب :
نوع دوم شینه بندی ، شینه بندی مرکب می باشد . برای برطرف کردن معایب مربوط به شین ساده تز شین مرکی استفاده می شود . ساده ترین ومتداولترین گونه شین مرکب باسبار دوبل می باشد . در سیستم باسبار دوبل ( دوشین بازای هر فاز ) معمولاً یک شین زیر بار است و شین دیگر به عنوان رزرو بکار گرفته می شود . ارتباط ورودی و خروجی با هر یک از شین ها به کمک یک سکسیونر برقرار می گردد . لذا در حالت کار عادی شبکه ، نیمی از سکسیونرها باز و نیم دیگر بسته هستند باید توجه داشت که تعویض بار از یک شین به شین دیگر از طریق قطع و وصل سکسیونرها می‌بایست بدون بار انجام گیرد . لذا موقع تبدیل بار از یک شین به شین دیگر باید کاملاً مطمئن بود که شین تازه وارد با وصل کردن اولین سکسیونر جریان نمی کشد . به همین دلیل است که در سیستم شین دوبل ، ارتباط دو شین بوسیله یک کلید قدرت بنام کلید کوپلاژ ( کوپلاژ ارزی ) یا Bus coupler انجام میگیرد .
ترتیب کار بدین گونه است که برای تبدیل بار از یک شین به شین دیگر ابتدا کلید کوپلاژ بسته شده و دو باسبار هم پتانسیل می گردند و سپس سکسیونرهای باز را بسته و پس از آن سکسیونرهای بسته را باز می نماییم و در پایان کار کلید کوپلاژ را نیز باز می کنیم و با بکار بردن این روش هیچکدام از سکسیونرها زیر با قطع و وصل نمی شوند استفاده از سیستم شین دوبل و کلید کوپلاژ قسمت بیشتر معایب شین ساده را برطرف نموده و امکان

تمیز کردن تأسیسات و گرفتن انشعاب جدید آنرا بدون قطع برق تمام یا قسمتی از پست میسر می سازد لکن برای تعمیر یا سرویس دیژنکتورها راهی جز قطع برق وجود ندارد . از اینرو برای رفع این نقیصه با استفاده از سکسیونر موازی با هر یک ازدیژنکتورها می توان اقدام کرد. هر دیژنکتور . دو سکسیونر وجود دارد . وجود این سکسیونر ها به این خاطر است که هرگاه بخواهیم دیژنکتوررا تعمیر یا سرویس بکنیم بطور کامل از شبکه خارج نمائیم ا

لبته گاهی در خطوط انتقالی که بصورت باز ( شعاعی ) باشد یک طرف دیژنکتور . سکسیونر نصب می شود . از مزایای این نوع شینه بندی می توان ارزانی و سهولت در بهره برداری را نام برد لکن دارای معایب زیر می باشد :
۱ـ تعمیرات بر روی شین بدون قطع بار امکان ندارد .
۲ـ توسعه پست بدون قطع بار عملی نمی باشد .
۳ـ بروز اتصالی بر روی باسبار باعث قطع کامل برق می شود .
۴ـ خراب شدن دیژنکتور یکی از خطوط باعث قطع برق آن خط می گردد .
بطور کلی دو عیب : عدم توانایی انشعاب گیری و جدا نمودن خط و قطع برق
کل باسبار هنگام بروز اتصال کوتاه از معایب مهم شینه بندی ساده می باشد که برای رفع اشکالات فوق مدارات زیر طرح شده است :

الف) قطع طولی شین بوسیله سکسیونر تقسیم کننده باس بار :
دراین روش‌شین‌بوسیله یک یا چند سکسیونر به دو یا چند قطعه تقسیم می‌شود
که درحالت عادی هر چند کدام مولدها ، شین های مربوط به خود را که دارای خروجی های مشخص می باشد اغذیه می کند و در موقع کم باری می توان با بستن سکسیونر یا سکسیونرها یک یا چند ژنراتور را از مدار خارج نمود بدون اینکه برق تعدادی از خطوط قطع گردد . بطور کلی در این روش عیب اول مطروحه ـ یعنی انشعاب گرفتن و جدا کردن امکان پذیر است همزمان که نیمی از باسبار در مدار بوده و دارای برق خواهد بود . شین ۶kv خروجی ژنراتور است و مصارف الکتریکی اطراف نیروگاه را هم تأمین می نمود . این سکسیونر اصطلاحاً به سکسیونر ( بای پاس ) معروف می باشد . این سکسیونرها در حالت عادی شبکه باز هستند . بهنگام خارج نمودن یکی از دیژنکتورها بشرط آنکه فقط یکی از شین ها زیر بار باشد . ابتدا کلیه کوپلاژ را بسته و پس از آن سکسیونر مربوط به باس رزرو را وصل می نمائیم و سکسیونر باس اصلی را باز می کنیم و سپس سکسیونر بای پاس را می بندیم وپس زا قطع دیژنکتور سکسیونرهای طرفین آن را باز می کنیم . در این حالت کلید دیژنکتور Bus coapler جانشین کلید دیژنکتور مدار خروجی می گردد و حفاظت آنرا نیز به عهده می گیرد و تمامی رله های حفاظتی خط بوسیله یک رله کمکی فرمانهای قطع را از دیژنکتور مربوط به دیژنکتور کوپلاژ تغییر می‌دهند .
با توجه به اینکه در سیستم شین دوبل بطور کلی و در سرایط عادی فقط از یکش ین استفاده می شود ، لذا بر اساس آنچه که در شین ساده به آن اشاره شد برای کوچک کردن جریان اتصال کوتاه و به خاطر اینکه هر اتصال کوتاهی در برق باعث قطع کامل برق نیروگاه نشود باید بخصوص در نیروگاههای با ژنراتورهای بزرگ و متعدد که دارای شین دوبل می باشند ، نیز از قطع طولی شین استفاه شود.
برای تعمیر با سرویس در دیژنکتورها بدون قطع برق غیر از روش فوق دو راه دیگر نیز وجود دارد که ذیلاً به آن اشاره می شود :

الف ـ روش دو دژنکتوری :
در این روش برای هر خط خروجی دو دیژنکتور پیش بینی شده است و در موقع بهره برداری از خطوط یکی از دیژنکتورها بسته و دیگری باز است این روش بیشتر در شین های دوبل با دیژنکتور کشویی استفاده می شود در این سیستم نیاز به کلید کوپ

لاژ و سکسیونر بای پاس نمی باشد .

ب ـ روش یک ونیم دیژنکتوری :
با استفاده از این روش نیز می توان هر یک از دیژنکتورها را بدون قطع جریان فیدر از مدار خارج نمود ولی همیشه دو باسبار زیر بار می باشند .
در روش یک ونیم دیژنکتوری به ازاء هر دو فیدر خروجی سه کلید درنظر گرفته می شود و هر دو شین توسط این کلیدها به هم مرتبط می شوند این سیستم نسبت به دیگر سیستمهایی که تاکنون ذکر شده اند گرانتر می باشد ( بعلت تعداد بیشتر کلیدها ) و از درجه اصمینان بالایی برخوردار می باشد ، لذا در ایستگاههای بسیار مهم ازجمله ، پستهای تولیدی با ظرفیت بالا در نظر گرفته می شوند . چنانچه خطایی روی شین بیفتد با قطع کلیدهای طرف آن شین هیچگونه قطع لحظه ای در سایر ارتباطات نخواهیم داشت . هر خروجی یا ورودی توسط یک سکسیونر نسبت به باسبار ایزوله می شود ، چون در مواقعی که خط برای مدتی بی برق می شود سکسیونر آنرا نسبت به پست ایزوله می کند و کلیدهای اطراف خط بسته می شوند تا سیستم باسبار تکمیل شود . برای مثال جهت قطع یک خط خروجی برای لحظه ای و یا مدت طولانی باید دیژنکتورهای دو طرف کلید را باز نمود و سکسیونر ایزوله خط را هم باز نمود و سپس کلیدهای اطراف خط را بست .

ج ـ ۳ـ۱ـ۳) باسبار دوبل ( راهرو اصلی )
نوع دیگری از شینه بندی دوبل ، راهرو اصلی می باشد . در این سیستم از هر دو شین بعنوان شین کار استفاده می شود یک ورودی (TI) توسط دیژنکتور و سکسیونر مربوط DITI روی باس (I) و یک ورودی دیگر T2 توسط کلیدهای مربوط روی باس (II) و نیز تعدادی از خروجی ها از باس (I) و تعدادی از باس (II) تغذیه می شوند . حال اگر بدلیلی ( افزایش بار ترانس ، یا تعمیر بر روی باسبارهای I , II ) نیاز باشد یک خروجی از روی یک باس به باس دیگر منتقل شود می توان در ابتدا با بستن سکوپلر مربوطه و سپس با بستن س

کسیونری که ان خروجی به باس جدید مرتبط می نماید و باز نمودن سکسیونر قبلی ( که به باس قبل مرتبط بود ) خروجی مورد نظر را به باس جدید منتقل نمود ، بعد از این مرحله باید باس کوپلر باز شود عمل باسکوپر سنکرون کردن دو باس می باشد و در نتیجه سکسیونرهای خط با آن موازی می شوند و عمل قطع ووصل آنها بلامانع می گردد . بطور مثال برای انتقال خروجی FI از باس عملیات زیر انجام می شود :
الف ـ بستن باس کوپلر شماره ۱

ب ـ بستن سکسیونر D2 P2
ج ـ باز کردن سکسیونر DI P1
د ـ باز کردن باس کوپلر شماره ۱
Bus Section

د ـ۳ـ۱ـ۳) سیستم شینه یندی حلقوی ( زنجیره ای )
دراین سیستم کلیدها بر روی شین قرار گرفته اند و بدینصورت یک شین حلقوی به تعداد ارتباطات منشعب تقسم می گردد . در این حالت تعداد کلیدها نظیر سیستمهای تک شینه و یا شین دوبل اصلی و یدک می باشد و در شین کار به ازاء هر ارتباط یک کلید بکار گرفته شده است و سیستم مزبور بعد از سیستم یک و نیم کلیدی از درجه اعتبار اطمینان خوبی برخوردار خواهد بود زیرا هر ارتباط از دو جهت ( سیستم حلقه ) با بقیه متصل می باشند . چنانچه خطایی بر روی شین بیفتد
حلقه با باز شدن کلیدهای دو طرف اتصالی پاره شده و ارتباط از سیستم خارج می‌شود ولی بقیه می توانند بکار خود بدون قطع موقت هم ادامه دهند .

مزایای این نوع شینه بندی :
۱ـ هر دیژنکتور بدون از دست دادن مداری می تواند قطع گردد .
۲ـ بروز اتصال کوتاه در بدترین حالت و در هر نقطه از باسبار باعث از دست رفتن تنها یک فیدر خواهد شد .
۳ـ هزینه سرمایه گذاری نسبت به شینه بندی دوبل کمتر است زیرا در اینجا برای هر فیدر یک دیژنکتور مصرف شده است .
این نوع شینه بندی غالباً تا حداکثر هشت فیدر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با افزایش فیدرها جریان نامی باسبار نیز افزایش پیدا خواهد نمود و چون جریان باسبار از دیژنکتور عبور می نماید لذا از نظر هزینه اقتصادی نخواهد بود .

ز ـ۳ـ۱ـ۳) شینه بندی سه کلیدی :
این توع شینه بندی در جاییکه فقط دو فیدر ترانس و یا چهار فیدر خط موجود باشد مورد استفاده قرار می گیرد .
ترتیب قرار گرفتن فازهای باسبارها :
هادیهای باسبار بطریق مختلفی نسبت به یکدیگر قرار می گیرند . بهتر است حالات مختلف را برای سیستمی با باسبار دوبل درنظر بگیریم .
در پستهایی که در فضای آزاد قرار دارند حالت D بر حالتهای A,B,C ارجحیت دارد. چون افتادن یا پارگی یک باس بار یا فازهای یک باسبار

نباید باسبار دیگر را درمعرض خطر قرار دهد و همچنین تعمیر حالتهای A,B,C مشکلتر می باشد لذا از این حالتها در مواردیکه پست در فضای بسته باشد استفاده می شود .

۴ـ۱ـ۳) ایمنی باسبار

ایمنی ناحیه باسبار را می توان با توجه به نکات زیر افزایش داد :
۱ـ باسبار ها یا فازهای باسبار روی یکدیگر بخصوص در پستهایی که در فضای آزاد قرار گرفته اند واقع نشود .
۲ـ اتصالات مدار بویژه در پستهایی که درفضای آزاد قرار گرفته اند از روی باس بار عبور نکنند .
۳ـ تا حد امکان از حداقل ایزولاتور استفاده نماییم .
۴ـ از حداقل اتصال در هادیها استفاده نماییم .
۵ـ روشن و واضح بودن روش های تعمیر .

۶ـ وسائل مناسب برای نظارت بر کلیه تجهیزات .
۷ـ تا حد امکان از قرار دادن تجهیزاتی از قبیل ترانسفورماتور ولتاژ ، برقگیر ، سکسیونر زمین درناحیه باسبار خودداری شود .
دردیاگرامها شینها را توسط ولتاژ مربوطه و سطح اتصال کوتاه آن نشان می‌دهند :
سطح اتصال کوتاه :S ، ولتاژ شین :V
مدار معادل یک شین را می توان توسط یک منبع و یک آمپدانس نمایش داد:

۵ـ۱ـ۳) رنگ آمیزی شین ها
از آنجائیکه تشعشات حرارتی شین های رنگ شده نسبت به شین های رنگ نشده بیشتر می باشد در نتیجه بازدهی شین ها توسط رنگ آمیزی تا حدودی افزایش می یابد بطوریکه : ( شین رنگ شده )I=(0.8-0.9)I ( شین رنگ نشده ) از طرفی با رنگ آمیزی نمودن می توان فازهای مختلف را مشخص نمود :
سفید ـ نول MP و قرمز :فاز : P : تکفاز
فاز T ـ بنفش و فاز S سبز و فاز R ـ زرد : سه فاز
با استفاده از رنگ حرارتی می توان درجه حرارت شین را کنترل نمود . این رنگها در اثر تغییر درجه حرارت تغییر رنگ می دهند و آنها را معمولاً در نقاط اتصال شینها که بعلت قابلیت هدایت کمتر از نقاط دیگر گرم می شوند می مالند .
برای ورود به قسمت ۲ و ۳ سوئیچگیر یعنی سکسیونر و دیژنکتور لازمست توضیحات کلی در مورد مقدمات و ملزومات کلیدهای فشار قوی و ضعیف و همچنین اصول کلی قطع و وصل شبکه و … بترتیب گفته می شود .

۲ـ۳)کلیدهای فشار قوی
کلیدهای فشار قوی علاوه بر اینکه وسیله ارتباط برقرار کردن بین مولدها و ترانسفورماتورها و مصرف کننده ها و سیستم های انتقال انرژی و جدا کردن آنها از یکدیگر است بلکه حفاظت دستگاهها و وسایل و سیستمهای الکتریکی را در مقابل جریان زیاد . بار زیاد و جریان اتصال زمین را یز بعهده دارد پس غیر از حالات استثنائی باید بتوانند هر نوع جریانی را اعم از جریان کوچک بار سیم ها ( جریان خازنی خطوط ) و یا جریان مغناطیسی ترانسفورماتور بدون بار را تا بزرگترین جریانی که ممکن است در شبکه بوجود آید ( جریان اتصال کوتاه ) از خود عبور دهند . بدون اینکه ا

ثرات حرارتی یا دینامیکی این جریانها خطراتی برای کلید فراهم سازد . در ضمن نوعی از کلیدها ( کلید قدرت ) باید قادر باشند هر نوع جریان با هر شدتی را ( جریانهای عادی و اتصال کوتاه ) درکوتاهترین مدت قطع و وصل نماید و بالاخره کلیدهای فشار قوی باید قادر باشند در حالت قطع ( جدا بودن تیغه ها) هر نوع ولتاژی که بین دو سربز کلید ( دو تیغ باز کلید ) برقرار می شود

 

بدون کوچکترین احتمال ایجاد قوس الکتریکی تحمل کنند .
اگر کلیدی هم مثلاً ارتباط دو شبکه ای را فراهم می سازد که نسبت به هم آسنکرون می باشد در حالت قطع نیز هر دو طرف زیر پتانسیل قرار دارد . همچنین درحالت بسته نیز اولاً باید در مقابل عبور جریان بار و یا حتی جریان اتصال کوتاه ازخود مقاومت قابل ملاحظه ای نشان ندهند

درثانی در مقابل اثرات حرارتی و دینامیکی این جریان در یک زمان گسترده و طولانی باید کلیدهای فشار قوی دارای پایداری و ثبات قابل ملاحظه ای باشند . به عبارت دیگر باید کلیدهای فشار قوی از یک استقامت حرارتی ودینامیکی تعیین شده و مورد اطمینانی برخوردار باشند . در ضمن تمام قسمتهای کلیدهای فشار قوی چه در موقع قطع چه در موقع وصل باید کاملاً منسبت به زمین ایزوله و عایق باشند . شبنم و آلودگی های سطحی روی کلید و گازها و بخارات و مایعاتی که از خود کلید متصاعد می شود نیز نباید باعث نقصان بیش از حد مجاز قدرت عایقی قسمتهای مختلف کلید گردد . کلید فشار قوی باید بتواند مدار الکتریکی را زیر ولتاژ نامی ببندد و همچنین باید بتواند مدار الکتریکی را ضمن عبور جریان باز کند دو شرط مذکور مشکلات اصلی کلید ه

ای فشار قوی می باشد و ساختمان و مکانیسم قطع و وصل کلیدهای فشار قوی بر همین اساس می باشد . در ضمن کلیدی که دو شرط نامبرده را یکجا داشته باشد از لحاظ اقتصادی نقرون به صرفه نیست . با توجه به مطالب گفته فوق کلیدهای خاصی با شرایط مخصوص و محدودی طرح و ساخته می شوند که عبارتند از :

۱ـ قطع کننده یا سکسیونر
وسیله ایست برای ارتباط دستگاهها و سیستمهای برقی و اصولاً در جائی بکار برده می شود که بدون ولتاژ کردن آن قسمت مورد نظر باشد و این کار نباید باعث قطع جریان یا برقراری جریان گردد . به عبارت دیگر قطع و وصل سکسیونر باید بدون ایجاد جرقه انجام گیرد .

۲ـ کلید بار
کلیدیست که می تواند جریانهای کم و جریانهای بار و حتی چند برابر کوچکی از جریان نامی را نیز قطع کند و مورد استعمال آن در کلید موتوری و در انشعابهای کوچک

و کم ارزش است . همچنین باید در هنگام عبور جریان اتصال کوتاه نباید باعث قطع مدار گردد . اگر این کلید در حالت قطع دارای قدرت عایقی بسیار خوب هم باشد و جریان خزنده و سطحی نیز با زمین نداشته باشد به آن کلید قطع بار یا سکسیونر قابل قطع زیر بار گفته می شود .

۳ـ کلید قدرت
این کلید قادر است مدار الکتریکی را درضمن عبور هر نوع وهر شدت جریانی قطع و هر شبکه اتصالی شده را به مولد برق وصل کند .این کلید محدودیت جریانی ندارد و برای بزرگترین جریانهای اتصال کوتاه ساخته می شود و باید بتواند در مدارهای کاملاً اندوکتیو نیز بخوبی عمل کند .
اکنون پس از آشنایی مختصر با انواع کلیدهای فشار قوی و قبل از پرداختن به ساختمان داخلی و نحوه عملکرد انواع مختلف کلیدها ، قطع و وصل مدارات مختلف را مورد بررسی قرار می دهیم به ایندلیل است که قطع کامل جریان توسط کلید قدرت ، تنها بس

تگی به عوامل فیزیکی و مکانیکی کلید ندارد بلکه بیشتر بستگی به نوع و فرم جریان دارد برای اینکه بتوان این بررسی را به سادگی انجام داد تأثیر نوع گذشت جریان I(t) را روی دوام جرقه بین دو تیغه با دو قطب کلید مشخص کرد :
فرض می کنیم

الف ـ اختلاف سطح بین دو قطب کلید در حال جرقه کوچکتر از اختلاف سطحی باشد که باعث عبور جریان می شود اختلاف سطح بین دو قطب کلید در حال جرقه را به اختصار ولتاژ جرقه یا ولتاژ جرقه و اختلاف سطح که باعث عبور جریان می شود . ولتاژ جریان رسان می نامیم .
ب ـ بفرض اینکه جرقه خاموش شود این خاموشی و قطع جرقههمیشه در ضمن عبور جریان متناوب از صفر صورت می گیرد بدین جهت چون هیچگاه امکان ندارد در موقعی که جریان دارای شدتی غیر از صفر است غفلتاً صفر و یا بالاجبار قطع شود لذا قطع جریان باعث ازدیاد اختلاف سطح در مدار ، که اغلب اندوکتیو است نمی گردد در ضمن با قبول فرض (الف) جریانی که درضمن جرقه از کلید می گذرد نسبت به جریان مدار بسته قبل از شروع جرقه ، تغییر شکل پیدا می کند .
با قبول دو اصل فوق نی توان گفت که اگر جدا شدن کنتاکتهای کلید در زمانی ایجاد شود که جریان دارای شدتی غیر از صفر است جریان بدون تغییر شکل یافتن و بدون توجه به باز شدن کلید تا لحظه ای که طبق تغییرات طبیعی و عادی و نوسانی خودش به صفر نرسیده است به مسیر خود ادامه میدهد . در لحظه گذشت جریان از صفر ، جریان قطع و قویی خاموش می شود و اگر از این لحظه به بعد شرایط لازم برای خاموش ماندن جرقه درکلید فراهم باشد ، جرقه دیگر برنمی گردد . با این مقدمه که در مورد قطع مدارات گفته شد به بررسی عوامل قطع مدارات مختلف می پردازیم :

۱ـ۲ـ۳) قطع مدارات مختلف
الف ـ قطع مدار اهمی
در یک مدار کاملاً اهمی جریان در مدار با ولتاژ مولد همفاز می باشد بدین معنی که منحنی جریان و ولتاژ بطور همزمان از نقاط ماکزیمم و صفر می گذرند بنابراین پس از باز شدن کلید و ایجاد قوس تا لحظه صفر شدن جریان قوس ادامه پیدا می کند ودر این لحظه جرقه خاموش می گردد و از این لحظه به بعد نیز ولتاژ مولد از مقدار صفر افزایش می یابد تا به مقدار ماکزیمم خود میرسد . همانطور که گفته شد این ولتاژ ، ولتاژ برگشت نام دارد و کلید میبایست استقامت الکتریکی لازم را در مقابل این ولتاژ دارا بوده تا از برقراری مجدد جرقه جلوگیری بعمل آید .

ب ـ قطع مدار سلفی :
چنانکه منحنی های ولتاژ و جریان نشان می دهد بعد از بازشدن کلید جریان مدار بشکل جرقه در دو سر کلید مسیر خود را ادامه می دهد و در لحظه عبور منحنی جریان از نقطه صفر این جرقه خاموش می گردد لکن در همین زمان ولتاژ دو سر کلید با حداکثر مقدار خود ظاهر می گردد و موجب برگشت جرقه می گردد و بنابراین در یک مدار سلفی احنمال برگشت جرقه نسبت به مدار مقاومتی بمراتب بیشتر می باشد و خاموش نمودن قوس درمدار سلفی مشکلتر از مدار اهمی می‌باشد پس با توجه به نکات گفته شده یک کلید فشار قوی نباید اصلاً بتواند مدار کاملاً سلفی را قطع کند . زیرا برگشت ولتاژ در زمان عبور جریان از صفر بلافاصله و غفلتاً به ماکزیمم شدت خود میرسد و باعث می شود که گازهای داغ جرقه پیشین مجدداً جرقه را روشن کند که اصطلاحاً برگشت جرقه نامیده می شود . اگر بخواهیم گازهای داغ جرقه قبلی را بوسیله خارج خاموش کنیم تا عمل برگشت جرقه متوقف شود این کار باید در زمانی صورت بگیرد که هنوز ولتاژ برنگشته یا به مقدار ماکزیمم شدت خود نرسیده است انجام پذیرد . با توجه به اینکه جرقه عملاً خاموش می شود پس حتماً برگشت ولتاژ در زمان صفر شدن جریان بلافاصله باشد شدت تا هر چه تمامتر بر نمی گردد بلکه برای برگشت ولتاژ به ماکزیمم مقداری زمان نیز لازم است .

ج ـ قطع مدار خازنی :

در مدار خازنی خالص جریان نسبت به ولتاژ نود درجه پیش فاز می باشد در نتیجه پس از باز شدن کلید و تشکیل جرقه در زمان صفر شدن جریان قوس خاموش می گردد ولی همچنانکه از منحنی مشخص است در این لحظه خازن با ولتاژ ماکزیمم مولد شارژ شده است و بعد از قطع جریان این ولتاژ را در خود نگهداری می نماید بنابراین ولتاژ دو سر کلید قطع شده که اختلاف دو ولتاژ مولد و خازن می باشد ـ در این لحظه صفر است و با گذشت زمان این اختلاف با توجه به افزایش می یابد ( توسط قسمت هاشور خورده ۹ بطوریکه در حداکثر مقدار خود به دو برابر ولتاژ ماکزیمم مدار می رسد که هرگاه در فاصله خاموش شدن قوس و ایجا

د این ولتاژ در دو سر کلید فاصله کنتاکتها بحد مناسب از هم دور نشده باشند موجب برگشت قوس شده و از این نظر مشکلاتی برای کلید فراهم می گردد .
از بررسی های فوق مشخص می گردد که نحوه برگشت ولتاژ در دو سر کلید کاملاً به نوع مدار بستگی دارد و بنابراین خاموش نمودن قوس درمدارات مختلف . متفاوت است بطوریکه در مدار اهمی این کار بسادگی انجام می گیرد ولی در مدارات سلفی بعلت برگشت ناگهانی ولتاژ با حداکثر مقدار خود خاموش نمودن جرقه بسیار مشکلتر است در مورد مدارات خازنی نسبتاً ساده تر بوده ولی بالا رفتن ولتاژ برگشت را بمیزان دو برابر حداکثر ولتاژ باید در نظر داشت .

۲ـ۲ـ۳) بررسی وصل مدارات مختلف
در بررسی قطع مدارات دیدیم که خاموش شدن قوس همیشه در لحظه صفر شدن جریان اتفاق می افتد . به هنگام وصل یک مدار نیز جریان مدار در این لحظه الزاماً صفر نمی باشد و بستگی به زمان وصل دارد و هر چه میزان ولتاژ در لحظه وصل کلید بیشتر باشد به هنگام نزدیک شدن کنتاکتهای کلید به همدیگر در اثر کوچک شدن فاصله و شکست الکتریکی قوس و جرقه نیز زودتر و بیشتر ایجاد می گردد .
بنابراین مشاهده می گردد که همانند حالت قطع مدار ، وصل مدار نیز توسط کلید با تشکیل قوس همراه می باشد حال وصل کلید را در مدارات مختلف مورد بررسی قرار می دهیم :

الف ـ وصل مدار اهمی
پس از فرمان وصل کلید در حین نزدیک شدن کنتاکتها در یک زمان معین بین دو کنتاکت کلید جرقه می زند و ولتاژ مولد با مقدار واقعی خود بر روی مقاومت R افتاده و باعث می شود که جریان I با شدت واقعی خود بر روی مقاومت R افتاده و باعث می شود که جریان I با شدت واقعی خود بطور عادی از مدار عبور نماید .
ب ـ وصل مدار سلفی
از آنجائیکه سلف با تغییرات ناگهانی جریان مخالفت می نماید لذا وصل کلید در هر زمان که باشد جریان مدار سلفی از صفر شروع می شود و با نود درجه عقب افتادگی از ولتاژ مولد شکل موج خود را طی می نماید در لحظه وصل کلید و تشکیل جرقه با وصف اینکه ولتاژ مولد دارای مقدار مشخصی بوده و بلافاصله این ولتاژ به دو سر سلف می افتد لکن جریان سلف از صفر شروع می گردد . بنابراین در لحظات اولیه بعد از وصل کلید جریان مدار شکل موج سینوسی کامل ندارد بلکه دارای دومؤلفه سینوسی و dc می باشد ومقدار مؤلفه dc بستگی به زمان وصل کلید دارد بطوریکه هرگاه کلید در لحظه ولتاژ ماکزیمم وصل گردد مقدار آن صفر و هرگاه کلید در زمان ولتاژ صفر وصل گردد مقدار آن حداکثر خواهد بود . از اینرو در بدترین شرایط میزان جریان کل مدار معادل دو برابر جریان متناوب شبکه خواهد بود . اهمیت اینموضوع زمانی روشن می شود که کلید بر روی یک مدار اتصال کوتاه شده بسته شود و در این شرایط کلید تحت تأثیر نیروی دینامیکی شدیدی قرار می گیرد که مشخص نمودن حداکثر جریان وصل درکلید ها یا جریان ضربه ای از اهمیت زیادی برخوردار است.

ج) وصل مدار خازنی
با فرض اینکه در لحظه وصل کلید خازن بدون بار و خالی می باشد فقط در شرایطی که وصل کلید درلحظه صفر ولتاژ باشد جریان بصورت عادی و بدون هیچگونه نوسانی جاری خواهد شد . زیرا با شروع ولتاژ خازن از صفر و عبور جریان خازن نیز متناسب با افزایش ولتاژ بار خواهد گرفت و جریان مدار نسبت به ولتاژ مدار ۹۰ درجه جلو خواهد افتاد ولی در عمل وصل کلید با صفر بودن ولتاژ همزمان نخواهد شد بلکه عمل وصل با جرقه همراه خواهد بود و چون خازن در این لحظه خالی و بدون بار است بایستی بلافاصله ولتاژ مدار را ب

خود بگیرد بدین معنی که در لحظه کوچکی می بایست جریان بسیار بزرگی از خازن عبور نموده و بلافاصله آنرا شارژ نموده و سپس بسرعت میزان جریان افت نموده و مسیر عادی سینوسی خود را طی نماید بنابراین با توجه به جریان خیلی زیاد درلحظه شروع وصل کلید جریان قوس بسیار زیاد و شدت جرقه متناسب با آن خیلی زیاد خواهد بود بطوریکه اغلب موجب انهدام کلید می گردد از اینرو در مدارات خازنی برای رفع این مشکل تدابیری ات

خاذ می گردد . با توجه به مطالب ذکر شده می بینیم که به هنگام قطع و وصل مدارات توسط کلید جرقه ایجاد می گردد که با توجه به اینکه حرارت زیادی دراثر قوس ایجاد می شود این حرارت می تواند به کنتاکتها و سایر قسمتهای کلید آسیب وارد نماید بنابراین می بایست زمان این جرقه به حداقل رسیده و در سریعترین زمان ممکن قوس خاموش گردد .
مطالب ذکر شده در مورد قطع و وصل مدارات تکفاز می باشد البته به دلایل زیر به طور کاملاً صحیح نمی توان از نتایج بررسی مدار یکفاز در مدار سه فازه استفاده کرد زیرا بفرض اینکه شبکه سه فاز را بصورت ستاره ببندیم:
الف ـ برگشت ولتاژ در کلیدی که مقطع شده از اختلاف سطح فاز و صفر بزرگتر است زیرا با صفر شدن جریان آن کلید ، جرقه کلید آن فاز و در نتیجه مدار آن فاز قطع می شود در صورتیکه دو فاز دیگر هنوز جریان دارند . این به این دلیل است که جریانها ، حتی در حالت تعادل بار و تقارن کامل در سیستم ، نسبت به هم ۱۲۰ درجه یا ۶۰ درجه الکتریکی اختلاف فاز دارند . در واقع صفر شدن جریانها در یک زمان نمی باشد .
ب ـ با قطع شدن جریان یک فاز : کیفیت جریان در فازهای دیگر ـ که هنوز قطع نشده بکلی تغییر می کند و نقطه صفر جریانهای قطع نشده تغییر محل پیدا می کند و به علت اینکه جریانها همزمان و یکجا ، قطع نمی شود قدرت قطع کلیدها مختلف خواهد شد .
ج ـ در مدارات تکفاز اشکال قطع ووصل جریان در کلید فقط بستگی به نوع مدار دارد ولی در شبکه سه فاز علاوه بر اینکه مشکلات قطع و وصل بستگی به عناصر و اعضای تشکیل دهنده مدار سه فاز دارد بستگی به نوع و محل اتصالی ها (اتصال دو فاز ـ اتصال سه فاز ـ اتصال زمین ) و نوع ارتباط مرکز ستاره سیستم سه فاز نیز دارد .

۳ـ۲ـ۳) روشهای سریع خاموش نمودن جرقه در کلیدها
با توجه به مشکلاتی که درهنگام قطع و وصل مدارات بوجود می آید نتیجه‌گیری شد که برای حل این مشکل همیشه سعی بر این است که قوس الکتریکی بین دو کنتاکت از هم جدا شده کلید پس از خاموش شدن بطور طبیعی دراثر عبور عادی جریان از صفر مجدداً بر نگردد ومشتعل شود لذا باید جرقه خاموش و قطع گردد که مطالعات و تجارب نشان داده است که این خاموشی و قطع باید در شرایطی باشد از قبیل اینکه : خاموشی سریع صورت بگیرد ، جرقه گیرها باید دارای ظرفیت حرارتی زیاد باشند ، جریانی که درلحظه قطع کلید از قوس می گذرد بایدکوچک نگه داشته شود ، فاصله دو کنتاکت آنقدر سریع از هم زیاد شود که ولتاژ لازم برای جرقه بین این دو کنتاکت در این فاصله به حدود تقریبی دو برابر ولتاژ شیکه برسد یا استقامت الکتریکی بین دو کنتاکت در لحظه صفر شدن جریان (قطع خودبخود قوس) آنچنان زیاد گردد که امکان برگشت مجدد جرقه موجود نباشد ، جرقه گیر باید طوری باشد که قوس الکتریکی از مسیر اصلی خود منحرف نشود . در نتیجه مطالعات و تحقیقات پیگیر در این زمینه روشهای مختلفی برای خاموش کردن سریع جرقه پدید آمده است که ذیلاً به شرح مختصر چند نوع آن اش

اره می شود :

۱ـ ازدیاد طول قوس
قوس ایجاد شده به هنگام قطع کلید با جدا شدن و فاصله گرفتن کنتاکتهای ثابت و متحرک از همدیگر طویلتر می شود و پس از رسیدن فاصله دو کنتاکت بحد نهایی خود طول قوس در اثر دو عامل زیر مجدداً افزایش می یابد :

الف ـ حرارت قوس : بر اثر حرارت قوس هوای

اطراف قوس گرم شده و به بالا صعود می کند و قوس را نیز به دنبال خود می کشاند کنتاکتهای کلید می بایست قادر باشند حرارت زیادی را در پایه قوس تحمل نمایند .
ب ـ اثر حوزه مغناطیسی :
جریان درمسیر خود از طریق کنتاکت ثابت و قوس و کنتاکت متحرک ایجاد یک حوزه مغناطیسی می کند در زیر جرقه حوزه های هر سه قسمت باهم جمع می‌شوند ایجاد نیروی منتجه F را می نماید و این نیرو باعث حرکت قوس در همان جهت شده و در نتیجه طول قوس افزایش پیدا می کند از طرفی نیروی وارد بر قوس الکتریکی را می توان توسط حوزه مغناطیسی یک بوبین جریان دار بنام بوبین دمنده بطریقی نصب می گردد که جهت حوزه مغناطیسی آن با جهت حوزه مغناطیسی قوس مطابقت نماید شدت فوت کردن و راندن قوس الکتریکی بستگی به شدت جریان مدار دارد بطوریکه اثر آن در جریانهای زیاد اتصال کوتاه بسیار شدید می باشد ولی در جریانهای کم این اثر ناچیز است .
بنابراین درکلیدهای با قدرت کم از میله های آهنربایی که در محفظه جرقه گیر نصب می شود استفاده شده است . بمنظور محدود کردن فضای جرقه و جلوگیری از سرایت جرقه به فازهای مجاور یا قطعات زمین شده کلید کنتاکتهای مختلف را توسط قوطیهای عایقی سرباز نسبت به هم و نسبت به زمین عایق می کنند .
برای ایجاد طول قوس نسبتاً زیاد در فضای نسبتاً کوچک و باریک از تعدادی میله یا قطعات و برآمدگیهای عایقی استفاده می شود که ضمن اینکه مقداری از حرارت قوس را می گیرند باعث طویل شدن مسیر قوس می گردند .

۲ـ تشدید خنک کردن قوس
به هنگام فوت کردن قوس اگر انتهای محفظه جرقه گیر باز باشد جرقه با ورود تدریجی به هوای سرد خودبخود خنک می شود از طرفی میله های عایقی داخل محفظه نیز در خنک کردن قوس بسیار مؤثر هستند با این وصف محفظه جرقه گیر را طوری می سازند که سطح قاعده فوقانی آن کوچکتر از سطح قاعده تحتانی باشد و در نتیجه تماس جرقه با محفظه عایقی که اغلب از سرامیک یا سفال می باشد میسر شده و عمل خنک کردن نجدید می شود .

۳ـ مقطع کردن قوس
هر قوس الکتریکی دارای یک افت اختلاف سطح الکتریکی می باشد که مقدار آن را می توان بامقطع کردن قوس بالا برده و از ادامه جرقه جلوگیری نمود . مقطع کردن قوس توسط تعدادی تیغه فلزی در محفظه جرقه گیر صورت می گیرد .

۴ـ خاموشی درنقطه صفر
درجریان متناوب اگر کنتاکتها درست درموقع عبور جریان از صفر از هم جدا شوند خیلی سریع بقدری از هم فاصله بگیرند که برگشت ولتاژ نیز باع

ث جرقه نشود و قطع کلید کاملاً بدون جرقه انجام می گیرد و از طرفی قطع جریان بدون جرقه در ضمن صفر شدن جریان باعث ایجاد اختلاف سطح شدید القایی نیز نمی شود کلیدهایی که مدار جریان متناوب را بدون جرقه یا قوس الکتریکی و بدون ازدیاد ولتاژ قطع می کند بنام کلید سنکرون معروف هستند در این کلید بکم تکنیک خاصی جریان برای مدت کوتاهی در صفر نگه داشته می شود و در این فاصله زمانی باید کنتاکتهای کلید از هم جدا شده و آنقدر از هم فاصله بگیرند که برگشت ولتاژ باعث جرقه در این فاصله نشو

د این کلید با تمام محاسن آن بعلت اینکه احتیاج به دستگاههای اضافی و گران قیمت ودقیق دارد خیلی رواج پیدا نکرد گرچه امروزه کلید سنکر ونیزه با فرمان الکترونیکی نیز ساخته شده است .

۵ـ خازن موازی با کنتاکتها
در کلیدهای جریان دائم می توان باموازی کردن یک خازن با ظرفیت مناسب با کنتاکتهای کلید جرقه را خاموش نمود . طرز کار بدین قرار است که به هنگام باز شدن کنتاکت کلید ، خازن بعنوان ذخیره کننده الکتریکی تمام انرژی را که می بایست در قوس ازبین برود در خود ذخیره می کند . در فاصله زمانی که خازن بر روی ماکزیمم ولتاژ پر می شود فاصله کنتاکتها آنقدر از هم دور می شوند که دیگر این ولتاژ نمی تواند باعث برگشت جرقه شود .

۶ـ خلاء
ولتاژ جرقه ای در یک حوزه الکتریکی یکنواخت بین دو الکترودو به فاصله d برای یک گاز معین و جنس الکترود معین تابع حاصل ضرب فشار گاز و فاصله دو کنتاکت است . مثلاً در هوا با فشار ۷۶۰torr هر torr برابر ۳۳۳/۱ میل بار و d=1cm ولتاژ جرقه ای vp=3.5kv می باشد . این اختلاف سطح با افزایش فشار هوا زیاد و با کاهش فشار هوا کم می شود و در فشار تقریباً ۰٫۵torr یک مینیم پیدا می کند که با کاهش بیشتر فشار اختلاف سطح جرقه مجدداً بطور سریع افزایش می یابد.
بنابراین می توان برای بالا بردن اختلاف سطح جرقه ای و در نتیجه جلوگیری از جرقه ، فشار داخلی محفظه جرقه گیر کلید را تا حد امکان پایین آورد .

۷ـ روغن
روغن به علت خواص عایقی بسیار خوب واختلاف سطح جرقه ای بالا در کلید بخصوص درکلیدهای فشار قوی مورد استعمال زیاد دارد به هنگام جدا شدن دو کنتاکت جریان رسان در روغن و ایجاد جرقه و قوس شدید بین دو کنتاکت ، روغن اطراف جرقه بعلت حرارت زیاد قوی تجزیه و بخار می شود در نتیجه اطراف جرقه را حبابی از گاز احاطه می نماید که متناسب با شدت جرقه از لایه های مختلفی تشکیل شده است قسمت اعظم (۸۰%) گاز داخل حباب هیدروژن می باشد و وجود همین هیدروژن دلیل برتری خاصیت خنک کنندگی روغن نسبت به هوا می باشد . زیرا قابلیت هدایت حرارتی هیدروژن بسیر خوب و در حدود هشت برابر قابلیت هدایت حرارتی ازت N2 می باشد بطوریکه در حدود ۹۰% انرژی حرارتی قوس به روغن تحویل می گردد که تأثیر بسیار در خاموش شدن قوس دارد . با استفاده از حوزه های مغناطیسی و یا در اثر به جریان انداختن سریع روغن قوس را وادار به حرکت و یک طرف می نمایند و قوس متحرک چون دائماً روغن های جدیدی را تجزیه و بخار می نماید نسبت به قوس

ساکن بیشتر حرارت از دست می دهد یکی دیگر ازمزایای قطع و وصل در روغن اینست که اصولاً در روغن حاملهای بار یا وجود ندارد و یا خیلی کم است و از این رو یک قوس الکتریکی قوی نمی تواند درروغن ظاهر شود و درنتیجه کار کلید ساده تر و انرژی جرقه کمتر می شود کوچک بودن انرژی حرارتی قوس مانع سوختگی کنتاکتها درروغن می شود ، لذا کلیدهای روغنی فشار ضعیف درمقایسه با کلیدهای هوایی دارای ابع

اد نسبتاً کوچکتری می باشد کنتاکتورهای روغنی برای قطع و وصل جریان متناوب بسیار مناسب است ولی برای قطع و وصل جریان دائم با شدت زیاد بعلت ایجاد دوده شدید مناسب نمی باشد بهنر است از کنتاکتور هوایی استفاده می شود .

۴ـ۲ـ۳) قطع جرقه درکلیدهای فشار قوی
همچنانکه میدانیم قطع و خاموش نمودن جرقه در بار سلفی نسبت به انواع دیگر بارها مشکلتر می باشد زیرا در این حالت به هنگام عبور جریان از صفر و خاموش شدن خود به خودجرقه ولتاژ شبکه که عامل برگشت مجدد جرقه است در ماکزیمم مقدار خود در دو سر کلید ظاهر می گردد از طرفی جریان اتصال کوتاه در تأسیسات و شبکه الکتریکی نیز بعلت وجود اندوکتیویته و ترانسفورماتور و سیمهای هوایی بیشتر یک جریان اندوکتیو می باشد کلیدهای قدرت می بایست قادر باشند این جریان را قطع نمایند . درعمل برگشت ولتاژ در دو سر کلید در لحظه خاموش شدن جرقه بلافاصله حداکثر مقدار را دارا نمی باشد زیرا ولتاژ دو سر کلید که قبل از خاموش شدن جرقه تقریباً صفر بوده است بعلت وجود اندوکتیویته و کاپاسیته در مدار نمی تواند غفلتاً به حداکثر مقدار برسد بلکه این ولتاژ نیز از صفر شروع شده و در زمانی خیلی کوتاه با بروز نوساناتی به حداکثر مقدار خود می رسد بنابراین از این زمان ولو کوچک نیز جهت خاموش نمودن جرقه نیز استفاده می گردد .

عامل مؤثر در قطع یا برقراری مجدد جرقه
در اثر حرارت زیاد جرقه تعداد زیادی از مولکولهای موجود در بین کنتاکتها یونیزه می شوند بدینمعنی که با یونهای مثبت و منفی تجزیه می شوند . در موقع عبور جریان از صفر این ذرات باردار به سرعت به هم می پیوندند زیرا فاصله دو کنتاکت به سرعت خنک می شود و با فرض نبودن ولتاژ عاملی برای برقراری مجدد آنها وجود ندارد حال اگر ولتاژ برگشت درکلید ظاهر گردد یونهای مثبت در یک جهت والکترونهای منفی در جهت دیگر سرعت می گیرند و این سرعت با افزایش ولتاژ دائماً زیاد می شود . این ذرات با سرعت و انرژی زیاد که پیدا کرده اند با مولکولهای خنثی برخورد کرده آنها را می شکافند و ذرات باردار جدیدی بوجود می آورند واگر انرژی اختلاف سطح به اندازه کافی بزرگ باشد یونیزاسیون ضربه ای ایجاد می شود که نتیجه آن جرقه بین دو کنتاکت کلید است در نتیجه دو عامل در ادامه یا قطع جرقه مؤثر است یکی از بین رفتن ذرات باردار در اثر صفر شدن جریان و خنک شدن الکترودها که باعث قطع جرقه می شود ودیگری بوجود آمدن مجدد ذرات باردار در اثر برگشت ولتاژ که موجب اامه جرقه می شود درکلیدهای قدرت عوامل مختلفی در قطع جرقه مؤثر واقع می شوند بطوریکه هر کدام از آن عوامل ممکن اس

ت که نتواند به تنهائی قادر به جرقه باشد ولی معمولاً کلید را به آن عاملی نسبت می دهند که بیشتر از عوامل دیگر در قطع جرقه مؤثر است یا اینکه سازنده بیشتر توجهش به آن عامل مخصوص بوده است . بطور کلی در تمام کلیدهای قدرت به استثنای کلیدهای که خلاء در کار می کنند برای خنک کردن و خارج کردن حاملهای بار از یک ماده اولیه مناسبی استفاده می شود که ممکن است جامد ، مایع یا گاز باشد .
درکلیدهایی که درخلاء کار می کنند جر

قه در یک محفظه کاملاً خلاء ایجاد می شود و عامل جرقه یونهایی هستند که در اثر بخار شدن فلز الکترودها بوجود می آیند و سپس این یونها با الکترونهای آزاد جدار محفظه کلید مجدداً ترکیب شده و از بین می روند . حرارت بسیار زیاد قوس (۱۰۰۰۰c-50000c) تجزیه می شود .
لذا همیشه دراطراف جرقه بدون توجه به نوع ماده ای که قبل از جرقه الکترودها را احاطه کرده بود گاز جمع می شود وچون قابلیت هدایت حرارت گازها بسیار خوب است لذا وجود این گازها در اطراف قوس الکتریکی برای خنک کردن قوس بسیار با ارزش است از طرفی چون ماده اولیه اطراف کنتاکتها قبل از جرقه در ساختمان کلید مهم است لذا کلیدها را می توان ازلحاظ نوع عایقی نیز بشرح زیر دسته بندی نمود :

۵ـ۲ـ۳) انواع خاموش کننده ها
الف ـ ۵ـ۲ـ۳) خاموش کننده جامد
این خاموش کننده سه نوع است :
۱) خاموش کننده ای که دراثر حرارت می سوزد :
این خاموش کننده ها به خاموش کننده دانه ای معروفند مثل خاک کوارتز که اغلب در فیوزهای فشار قوی با قدرت قطع زیاد به کار برده می شود .
۲) خاموش کننده ای که حرارت را جذب می کند بدون اینکه تغییر شکل دهد .
این وسیله ها در تماس مستقیم با جرقه قرار می گیرند و ظرفیت حرارتی زیاد آن به عنوان یک خنک کننده مؤثر واقع می شود . دراین نوع کلیدها مخصوص از سرامیک و سفال استفاده می شود و برای تسریع در خنک کردن جرقه ، قوس بوسیله نیروی الکترودینامیکی قوی که توسط یک حوزه مغناطیسی شدید بوجود می آید به دیواره های این عنصر خاموش کننده فشرده می شود و برای جلوگیری از حرارت موضعی و محلی جرقه ، قوس را خیلی سریع روی سطح دیواره سرامیک می دوانند .
۴) خاموش کننده ای که در اثر حرارت تبخیر می شود :
در این نوع کلید قشر بسیار نازکی از سطح عایق که در تماس با جرقه الکتریکی می باشد ( آمینوپلاستها و فیبرها ) در اثر حرارت شدید قوس تبخیر می شود . گازها متصاعد شده اطراف قوس را می پوشاند و باعث خاموش شدن جرقه می شود . به این کلیدها بخاطر اینکه گاز از جسم جامد و سختی متصاعد می شود کلید با گاز جامد نیز گفته شده است .

ب ـ ۵ـ۲ـ۳) خاموش کننده مایع
مایعاتی که در قطع جرقه مؤثر هستند عبارتند از روغن و آب
۱ـ روغن : اولین مایعی که درساختن کلیدهای فشار قوی بکار برده شد روغن معدنی بود . درابتدا فکر می کردند که به محض عبور جریان از صفر روغن جانشین ستون قوس بین دو کنتاکت می شود و به علت اینکه استقامت الکتریکی در روغن خیلی زیاد است قوس نمی تواند بر گردد و برای همیشه خاموش میماند اما علت اصلی خاموش شدن جرقه فقط تجزیه و تبخیر شدن روغن بخصوص ایجاد هیدروژن می باشد که اطراف جرقه را می پوشاند . با بالا بردن قدرت قطع کلید های روغنی کوشش برای بدست آوردن روغن نسوز که خواص عایقی و الکتریکی و حرارتی بسیار خوب روغن معدنی راهم داشته باشد نیز ادامه داشت ، در این اواخر دانشمندان موفق به کشف ترکیبی ازفلوئور و سلیکن شدند . این ماده در ضمن اینکه

قابل اشتعال نمی باشد شامل تمام خواص روغن معدنی نیز هست ولی بعلت هزینه سنگین تهیه آن و استفاده کردن از آن هنوز اقتصادی نیست .
۲ـ آب : دراوایل همین قرن عده ای از دانشمندان متوجه شدند که آب یک وسیله بسیار خوبی برای خاموش کردن جرقه است ولی بعلت اینکه آب هادی است و خاصیت عایقی ندارد مورد استعمال پیدا نکرد تا اینکه در سال ۱۹۳۰ کارخانجات زیمنس موفق به ساخت نوعی کلید آبی بنام اکسپانزیون شدند . در این کلیدها آب در تماس با قو و اکسیژن تجزیه می شود و سپس درموقع عبور از آب قسمت اعظم آن مجدداً به بخار تبدیل و تقطیر می شود یکی ازمعایب آب تبخیر سریع آن درمحلهای خشک و گرم و نقطه انجماد آن در درجه حرارت صفر است و بدین جهت نمی توان از آن بطور خالص در هوای آزاد و در مناطقی که درجه برودت هوا از صفر می گذرد و با اضافه کردن ۲۰% ماده ضد یخ نقطه انجماد بقدری پایین می آید که می توان ازکلید آبی براحتی در مناطق سردسیر در تآسیسات سر پوشیده استفاده کرد با اضافه کردن ۷۰% ماده ضد یخ درجه انجماد از ۷۰ـ درجه سانتی گراد نیز کمتر می شود و در صورتیکه ضد یخ آب از ۷۰% تجاوز کند محلول قابل اشتعال خواهد بود . مخلوط آب و ضد یخ برخلاف روغن در کلید ایجاد دود نمی کند و بدین جهت در کلیدهای با قطع ووصل زیاد مناسب است . همانطوریکه گفته شد بعلت اینکه آب خاصیت عایق ندارد دو کنتاکت کلید در حالت قطع نمی تواند در آب قرار گیرد بلکه پس از قطع جرقه یک فاصله هوایی نیز برای کلید در نظر گرفت .

ج ـ ۵ـ۲ـ۳) خاموش کننده گازی
۱ـ ازت : ساختمان کلیدهای فشار قوی اصولاً در

ابتدا با کلیدهای هوایی شروع
شد . در این کلیدها ماده خاموش کننده جرقه در همان هوایی است که اطراف کنتاکتهای کلید را پوشانده و مؤثرترین آنها گاز ازت است که درهوا وجود دارد و از آنجاییکه گاز ازت دارای قابلیت هدایت دمایی چندان خوبی نیست اثر خنک کنندگی آن نیز کم است و بدین جهت استفاده ساده آن در کلیدهای فشار قوی قدرت زیاد ممکن نیست . لذا در کلیدهای فشار قوی قدرت زیادی از هوای فشرده یا گاز دیگری که دارای اثر خنک کنندگی بیشتری است استفاده می شود . (Air blast)
2ـ هیدروژن : اثر خاموش کنندگی گاز هیدروژن نسبت به ازت خیلی بیشتر است . زیرا هیدروژن دارای قابلیت هدایت حرارتی بهتری می باشد ولی بعلت رانی تهیه آن در کلیدهای فشار قوی تا به امروز از این گاز بعنوان ماده اولیه استفاده نشده است بلکه معمولاً کلیدها را با عایقی پر می کنند که در موقع جرقه زدن بین کنتاکتهای آن گاز هیدروژن به خو
۳ـ گاز SF2 ـ هگزا فلوئورید گوگرد ): اخیراً کلیدهای فشار قوی با گاز SF2 که دارای خواص عایقی و قابلیت هدایت حرارتی بسیار عالی است ساخته شده است بعلت گرانی قیمت گاز SF2 می بایست ساختمان کلید طوری باشد که گاز در ضمن کار مصرف نشده و از بین نرود و از این جهت کلیدهای SF2 می باشد .
عواملی که تاکنون مورد بحث قرار گرفته کلاً در خاموش کردن جرقه نقش و تأثیر خود را دارا هستند و به عنوان عامل مؤثر در کلید نامیده می شوند و برحسب اینکه این عامل مؤثر چگونه در داخل کلید ایجاد می گردد می توان کلیدهای فشار قوی را به دو دسته کلی تقسیم کرد :
۱ـ کلیدهای که ماده خاموش کننده آن خارج از مکانیسم کلید تهیه می شود و وجود این عامل مؤثر مستقل از شدت جریان و حرارت قوس می باشد مانند کلید هوای فشرده . عملکرد مناسب این کلیدها دارای یک نحدودیت در حد بالای جریان اتصال کوتاه می باشد بدین معنی که جریانهای پایین و متوسط توسط این کلید به راحتی قطع و قوس آنها خاموش می گردد ولی دراتصالی های با جریان شدید میزان ماده خاموش کننده ممکن است برای قطع جریان کفایت نکند .
۲ـ کلیدهای که شدت اثر ماده خاموش کننده تابع شدت جریان بوده وجود جرقه و قوس متناسب با میزان شدت آن عامل مؤثر در خاموش نمودن جرقه را ایجاد می نماید مانند کلید روغنی .
این کلیدها قادر هستند تا آنجا که نیرو و استقامت مکانیکی آن اجازه می دهد جریانهای زیاد را سریع قطع و تا جرقه را به راحتی خاموش کنند ولی درجریانهای کم بدلیل اینکه اثر ماده خاموش کننده و خنک کننده نیز کم است علت قطع جرقه نیز طولانیتر می شود از این رو این کلیدها دارای یک حد پایینی جریان هستند در نتیجه ساختمان کلیدهای فشار قوی می بایست طوری باشد که در جریانهای کم و متوسط نوع اول و در جریان زیاد نوع دوم مؤثر واقع گردد . تا قادر باشد هر نوع جریان اتصالی را با هر شدت و ضعف به راحتی و در سریعترین زمان خاموش کند .

کلیدهای فشار قوی :
همانطوری که قبلاً نیز گفته شد کلیدهای فشار قوی را می توان بر حسب
وظایفی که بعهده دارند به انواع مختلف زیر تقسیم نمود .
۱ـ کلید بدون بار یا سکسیونر
۲ـ کلید قابل قطع زیر بار یا سکسیونر قابل قطع زیر بار
۳ـ کلید قدرت یا دژنکتور

۶ـ۲ـ۳) کلید بدون بار ( سکسیونر )
سکسیونر وسیله قطع و وصل سیستمهائی است که تقریباً بدون جریان هستند به عبارت دیگر سکسیونر قطعات و وسائلی را که فقط زیر ولتاژ هستند از شبکه جدا می سازد . تقریباً بدون بار بدان معنی است که می توان به کمک سکسیونر جریانهای کاپاستیو مقره ها ، ماشینها و تأسیسات برقی کابل های کوتاه و همینطور جریان ترانسفورماتورهای ولتاژ را نیز قطع نمود و یا حتی ترانسفورماتورهای کم قدرت را با سکسیونر قطع کرد . علت

بدون جریان بودن سکسیونر هنگام قطع و وصل مجهز نبودن سکسیونر به وسیله جرقه خاموش کن است .
اگر در لحظه قطع یا وصل سکسیونر اختلاف پتانسیلی در دو کنتاکت آن وجود نداشته باشد ( گرچه به محض وصل کردن باعث عبور جریان شود ) قطع و وصل آن مجاز می باشد با همه این تفاسیر می توان گفت که سکسیونر یک ارتباط دهنده یا قطع کننده مکانیکی بین سیستمهاست . سکسیونر باید طوری ساخته شود که در موقع بسته بودن نیروی

دینامیکی شدیدی که دراثر عبور جریان اتصال کوتاه به وجود می آید باعث لرزش تیغه یا احتمالاً باز شدن آن نگردد از این رو درهنگام نصب سکسیونر باید دقت نمود که تیغه سکسیونر در امتداد شین قرارگیرد همچنین مقره های که پایه سکسیونر را تشکیل می دهند باید قادر به تحمل فشاروارده در اثر نیروی کشش الکترومغناطیسی دو فاز مجاور در زمان اتصال کوتاه باشد .

الف ) موارد استعمال سکسیونر
از سکسیونر به منظور جدا نمودن قسمتی از تجهیزات و در درجه اول جهت حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق گرفتگی استفاده می شود و بدین جهت طوری ساخته می شود که حالت قطع یا وصل آن بطور واضح و آشکار قابل رؤیت باشد .
۱ـ ب) انواع سکسیونر بر حسب قرار گرفتن در پست :
۱ـ ب ـ۱) سکسیونر خط که درابتدا یا انتهای خطوط هوایی یا زمینی بکار می‌رود .
۱ ـ ب ـ۲) سکسیونر دیژنکتور که در طرفین دیژنکتور بکار می رود تا در زمان نیاز به تعمیر و یا سرویس دیژنکتور می توان آنرا بی برق نمود .
۱ـ ب ـ۳) سکسیونر باس بار که به منظور ارتباط فیدرها و تجهیزات به باسبار بکار می رود .
۱ـ ب ـ ۴) سکسیونر زمین که به منظور زمین نمودن قسمتی از پست جهت انجام نعمیرات به کار می رود و معمولاً در ابتدا و انتهای خطوط و ترانسفورماتورها نصب می گردد .
۱ ـ ب ـ ۵) سکسیونر بای پاس : این سکسیونر برای زمانی است که دژنکتوری نیاز به سرویس داشته و بمنظور جلوگیری از قطع برق این سکسیونر که دو سر دژنکتور را بای پاس مینماید وصل می گردد در این حالت حفاظت خط به دیژنکتور باس کوپلر منتقل می شود .
انواع مختلف سکسیونر از نظر ساختمانی
ـ سکسیونر تیغه ای
ـ سکسیونر کشویی
ـ سکسیونر دورانی
ـ سکسیونر قیچی ایی
سکسیونر تیغه ای : برای ولتاژهای تا ۳۰kv بکار می رود و دارای تیغه یا تیغه
هایی هستند که در ضمن قطع کلید عمود بر سطح افقی ( در سطح محور پایه ها ) حرکت می کنند و در بالای ایزولاتور ( پایه ) قرار می گیرند .
سکسیونر کشویی : مورد استعمال آن درتابلوهایی است که دارای عمق کم می باشند زیرا تیغه متحرک درموقع قطع و وصل درامتداد خود و عمود بر سطح پایه‌ها حرکت می کند و در نتیجه فضای اضافی برای تیغه در حالت قطع از بین می رود.

سکسیونر دورانی :
از این سکسیونر درولتاژهای بالاتر از ۶۰kv و تا سطح ۲۳۰kv استفاده می شود در این سکسیونر جهت صرفه جویی در فضا به جای یک تیغه متحرک بلند و یک کنتاکت ثابت دارای دو تیغه متحرک و دورانی می باشد که با برخورد آن در وسط دو پایه با هم چ

فت و بست شده و ارتباط الکتریکی برقرار می شود از این رو به این سکسیونرها Center breek نیز گفته می شود . حرکت این تیغه ها در این نوع کلید بموازات سطح افق و عمود بر محور پایه انجام می گیرد .

سکسیونر قیچی ایی :
از این سکسیونر درولتاژهای ۲۳۰kv و بالاتر استفاده می شو

د زیرا کنتاکت ثابت آن همان شین فوقانی می باشد احتیاج به دو پایه عایقی مجزا ازهم که در فشار قوی باعث بزرگی ابعاد و سنگینی وزن انها می شود ندارند و فقط شامل یک پایه عایقی است که چنکگ یا تیغه ای قیچی مانند کنتاکت دهنده روی آن نصب می شود و با حرکت قیچی مانندی با شین یا سیم هوایی ارتباط پیدا می کند . مورد استعمال سکسیور قیچی ایی که به آن سکسیونر ستونی نیز گفته می شود در شبکه ای است مه دارای دو شین به ازای هر فاز در سطوح و ارتفاع مختلف نسبت به زمین و بالای هم باشد و سکسیونر ارتباط عمودی بین این دو شین را فراهم می سازد .
سکسیونر ارت : سکسیونر ارت سکسیونری است که خط یا باسبار را ارت می نماید این سکسیونر معمولاً در روی پایه سکسیونر خط نصب می شود و با آن اینترلاک می باشد . ( اینترلاک : برای جلوگیری از قطع و وصل بی موقع در زیر بار سکسیونر ، معمولاً بین سکسیونر و کلید قدرت چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی به نحوی برقرار می شود که با وصل بودن کلید قدرت نتوان سکسیونر را قطع و یا وصل نمود ) .
مکانیزم داخلی سکسیونر دورانی ۶۳kv,ASEA نشان داده شده است . نحوه باز کردن سکسیونر به شرح زیر می باشد :جهت باز کزدن سکسیونر باید اهرم دستی یا موتوری را به طرف راست چرخانده چون ضامن شماره ۸ از چرخش محور جلوگیری می نماید باید کلید شماره ۹ را به طرف راست درجهت عقربه های ساعت چرخانده با چرخش کمی از کلید شماره ۹ ضامن شماره ۵ این است که بوبین مغناطیسی از حرکت آن جلوگیری نماید راه بر طرف کردن ضامن شماره ۵ اینست که بوبین مغناطیس شود وقتی بوبین مغناطیس می شود که کنتاکتهای کمکی دیژنکتور مربوط به سکسیونر برق DC ,AC بوبین را بیاورد یعنی حتماً دیژنکتور خط باز باشد اگر این شرط برقرار باشد به محض اینکه کلید شماره ۹ به سمت راست بچرخد اهرم شماره ۱۱ بالا می رود و میکروسوئیچ شماره ۱۳ برق منفی یا مثبت بوبین را برقرار می سازد و بوبین مغناطیس می شود و ضامن شماره ۵ از جلوی دیسک شماره ۱۰ برطرف می شود و نتیجه چرخش دیسک شماره ۱۰ منجر به بالا رفتن ضامن شماره ۸ می شود و امکانات باز شدن سکسیونر مهیا می گردد و در غیر این صورت ( یعنی اگر دیژنکتور بسته باشد ) سکسیونر را نمی توان به هیچ وجه باز کرد .

۷ـ۲ـ۳) کلید قابل قطع زیر بار
به علت اینکه در بیشتر شبکه ها و پستهای کوچک ، کلید قدرت و سکسیونر و وسائل اضافی مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زیادی از مخارج و هزینه کل تأسیسات را شامل می گردد و بعلت اینکه دراغلب موارد نصب کلید قدرت با مزایای قطع ووصل سریع آن حتماً لازم و ضروری نیست .کلید سکسیونر قابل قطع زیر بار طرح و ساخته شده کلید فشار قوی قابل قطع زیر بار در ضمن اینکه باید وظیفه یک سکسیونر را انجام دهد یعنی در ضمن برداشتن ولتاژ یک قطع شدگی قابل رؤیت و مطمئن درمدار شبکه فشار قوی بوجود آورد ، باید قادر باشد مانند دیژنکتور ، قدرتهای کوچک الکتریکی را نیز قطع کند لذا هر سکسیونر قابل قطع زیر باری باید دارای وسیله ای برای قطع فوری جرقه باشد .

سکسیونر قابل قطع زیر بار اصولاً دارای قدرت وصل زیاد است و می تواند جریانهای با شدت ۷۵ تا ۲۵ کیلو آمپر ( ماکزیمم مؤثر ) را بخوبی وصل کند ولی قدرت قطع آن کم و از ۱۵۰۰ ـ ۴۰۰ آمپر تجاورز نمی کند ( در حدود جریان نامی ) لذا نتیجه ی شود که این کلیدها برای قطع جریان اتصال کوتاه ساخته شده و مناسب هم نمی باشد.
به همین دلیل در صورتی می توان سکسیونر قابل قطع زیر بار د

ر شبکه های فشار قوی مورد استفاده قرا گیرد که این کلید مجهز به قطع کننده جریان اتصال کوتاه گردد و یا اینکه جریان اتصال کوتاه شبکه از قدرت قطع کلید تجاوز نکند . برای اینکه بتوان از کلید در شبکه هایی که جریان اتصال کوتاه احتمالی آن ، بیش از قدرت قطع کلید است استفاده شود باید جریان قطع کلید توسط فیوز محدود و مهار شود لذا در این گونه مواقع به همراه کلید از فیوز فشار قوی قدرت زیاد که در ۶ تا ۲۰ کیلو ولت دارای قدرت قطعی در حدود ۴۰MVA باشند جریان اتصال کوتاه را در همان مراحل ابتدایی قطع می کنند استفاده می شود از آنچه گفته شد نتیجه می شود که سکسیونر قابل قطع زیر بار فقط برای قطع جریان نامی شبکه مناسب است . جریان اتصال کوتاه را فیوز قطع می کند نه کلید . البته باید متذکر شد که پس از قطع جریان اتصال کوتاه توسط سوختن فیوز ساچمه فیوز باعث قطع کلید بطور خودکار و سه فاز می گردد .

۸ـ۲ـ۳) کلید قدرت یا دیژنکتور ( بریکرها )
کلید قدرت یا دیژنکتور کلیدی است که علاوه بر تحمل شرایط عادی بار قدرت قطع و وصل در شرایط اتصال کوتاه را دارا می باشد بنابراین در انتخاب دیژنکتور بایستی دقت نمود که کلید هم مناسب برای ولتاژ و جریان نامی شبکه بوده وهم قدرت قطع کلید با قدرت اتصال کوتاه در محل نصب کلید مطابقت نماید همچنین از دیگر مشخصات دیژنکتورها موارد ذیل می باشد :
۱ـ سرعت عمل قطع باید خیلی زیاد باشد :
۲ـ عمل وصل هم باید سریع باشد بطوریکه بسرعت بتوانیم دیژنکتور قطع شده را وصل نماییم .
۳ـ جرقه حاصله از عمل قطع یا وصل حداقل باشد و یا با وسایلیکه بعداً شرح داده خواهد شد خاموش گردد .
۴ـ وزن دیژنکتورهای فشار قوی با در نظر گرفتن اینکه ممکن است انفجاری در آنها اتفاق بیفتد باید حداقل ممکن باشد و وسائل حفاظتی نظیر دیافراگم های اطمینان در بالای محفظه دیژنکتور تعبیه شده باشد .
تمام دیژنکتورهای فشار قوی را از نظر نوع خاموش کردن جرقه به دست های زیر تقسیم بندی می نمایند :
۱ـ۳ـ کلیدهای تمام روغنیOil circuit breaker

۲ـ۳ـ کلیدهای نیمه روغنی minimum-oil circuit breaker
3ـ۳ـ کلیدهای SF6 ( هگزا فلورید گوگرد )
۴ـ۳ـ کلیدهای خلاء
۵ـ۳ـ کلیدهای هوای فشرده Air blast circute breaker
6ـ۳ـ کلیدهای آبی ( اکسپانزیون)
۷ـ۳ـ کلید گاز جامد Hard gas circure breaker

 

الف ـ ۸ـ۲ـ۳) کلید روغنی ( تمام روغنی )
در کلیدهای روغنی از روغن معدنی بعنوان عایق استفاده می شود . عمل روغن در این کلیدها عبارتست از عایق کردن الکترودها از یکدیگر و خاموش کردن جرقه حاصل از عمل وصل یا قطع است . طرز کار هم بدین ترتیب است که : محور بوسیله مکانیزم مخصوص چرخانده می شود و متعاقب آن بازو را به بالا کشیده و فنر فشرده می شود و عمل وصل کنتاکتها با آرک و جرقه صورت می گیرد .که این ارک و جرقه در داخل روغن صورت می یگرد و باعث تجزیه روغن شده و باعث خروج حبابهای هیدروژن از روغن و تجمع و اختلاط آن با هوا و تولید یک مخلوط قابل انفجار در روی سطح روغن نیز می شود که این مخلوط قابلانفجار با یک جرقه منفجر می شود اگر جرقه ای هم نباشد چند بار قطع و وصل متوالی دیژنکتور ، می تواند باعث انفجار مخلوط نامبرده شود برای جلوگیری از بروز این اشکال تانک دیژنکتور را بوسیله یک لوله خمیده ( هواکش ) به هوای بیرون وصل می کند . عمر روغن داخل تانک نیز به تعداد دفعات قطع و وصل بستگی دارد که برای اطمینان از میزان دی الکتریک آن باید هر چند وقت یکبار در آزمایشگاه از ضریب دی الکتریک آن آگاهی یافته و در صورت کاهش آن از حد مجاز باید نسبت به تخلیه و تعویض روغن اقدام نمود . حجم زیاد روغن بکار رفته که با افزایش ولتاژ شبکه بیشتر هم می شود ( در ولتاژ ۲۳۰kv وزن روغن حدود ۲۰ تن ) یکی از بزرگترین معایب این نوع کلیدها می باشد به همین خاطر از این نوع دیژنکتور فقط در ولتاژ ۲۰kv استفاده می شود .

ب ـ۸ـ۲ـ۳) کلید قدرت نیمه روغنی
در این کلید از روغن معدنی نه بعنوان عایق بلکه بعنوان خاموش کننده جرقه استفاده می گردد . بنابراین مقدار روغن آن خیلی کمتر از کلید روغنی می باشد . اصولاً خاموش کردن جرقه بوسیله روغن همانطور که قبلاً هم تلویحاً اشاره گردید بدین صورت است که ک زمانی که کنتاکت ثابت و متحرک از هم جدا می شود جریان بوسیله قوس ادامه پیدا می کند حرارت قوس روغن اطراف را تبخیر می کند و تشکیل یک حباب گازی را یم دهد ( گاز همان بخار روغن می باشد ) که این حباب از لایه های مختلفی (H وH2 وC2H و بخار خشک و داغ و بخار روغن مرطوب ) تشکیل شده است . برای قطع جرقه و جلوگیری از ادامه آن ( جلوگیری از برگشت جرقه ) لازم است که ک الف : هنگام عبور جریان از صفر که قوس هدایت الکتریکی خود را بکلی از دست می دهد باید تبادل حرارتی صورت بگیرد یعنی عناصری که جرقه را در بر دارند قادر باشند که رد آن زمان سریع و بی درنگ حرارت را به خارج منتقل کنند که اینکار بوسیله هیدروژن متصاعد شده از روغن بخوبی صورت می گیرد .
ب ـ هنگامیکه جرقه قطع شد برای جلوگیری از برگشت مجدد جرقه باید استقامت الکتریکی بین دو کنتاکت حفظ شود . ولتاژی که باعث جرقه مجدد می شود با فشار گاز موجود در بین دو کنتاکت نسبت مستقیم و با حرارت آن نسبت عکس دارد . معمولاً در کلیدهای کم روغن محفظه احتراق بسیار کوچک است . با استفاده از مکانیسم های مخصوص و متنوعی با حرکت کنتاکت متحرک که جرقه شروع می شود روغم با فشار از مجراهای ورودی به جرقه پاشیده می شود که معمولاً این پخش روغن بصورت عمودی بر محور قوس صورت می گیرد . همچنی

ن بعلت بسته بودن مجراهای ورودی وخروجی و کوچک بودن محفظه احتراق فشار زیادی بوجود می آید که باعث بالابردن استقامت الکتریکی عایق می شود . در جریانهای کم که ممکن است قدرت کم جرقه نتواند روغن را تبخیر نماید معمولاً قسمت فوقانی محفظه را کوچکتر درست می کنند یا از پمپ های مخصوص برای پمپاژ روغن استفاده می شود که این انژکسیون روغن تابعی از شدت جریان می‌باشد .
با این تفسیر چون روغن در این نوع کلیدها فقط بعنوان خاموش کننده جرقه استفاده می شود به همین جهت مقدار روغنی که در این کلیدها بکار می رود نسبت
به کلیدهای روغنی خیلی کمتر است .

ج ـ ۸ـ۲ـ۳) کلید SF6 ( هگزا فلوئورید گوگرد )
در این نوع کلید از گاز SF6 بعنوان خاموش کننده جرقه ، عایق بین دو کنتاکت و نگهدارنده ولتاژ استفاده شده است . گاز SF6 الکترونها آزاد را جذب می کند و ایجاد یون منفی بدون نحرک می کند درنتیجه مانع ایجاد ابر بهمنی الکترونی که باعث شکست عایق و ایجاد جرقه می شود ، می گردد . مشخصات گاز SF6 استقامت الکتریکی آن ۲ تا ۳ برابر هوا ، از نظر شیمیائی کاملاً با ثبات و میل ترکیبی آن بسیار کم ، غیر سمی ، وزن آن ۵ برابر هوا ، دارای پایداری بسیار زیاد در مقابل حرارت و غیر قابل اشتعال ، دارای قابلیت هدایت حرارتی بسیار زیاد . با این تفاسیر این گاز علاوه بر اینکه در خاموش کردن جرقه بسیار مؤثر واقع می شوند ، عایق بسیار با ارزشی نیز می باشد . طرز استفاده از این گاز در کلیدهای فشار قوی ، عموماً بر مبنای انژکسیون گاز متراکم شده SF6 به محل قوس الکتریکی (محفظه احتراق ) است .
در این کلید از کنتاکت ثابت و متحرک استفاده نشده است بلکه قسمت اصلی کلید تشکیل شده است از دو لوله ثابت که به فاصله معینی متناسب با ولتاژهای نامی کلید درمقابل قرار گرفته شده اند . ارنباط این دو لوله در حالت وصل کلید توسط موف که بشکل انگشتانه می باشد انجام می گیرد . به هنگام قطع کلید یک سیلندر عایقی پر از گاز بوسیله اهرم مخصوصی بحرکت در می آید . که موف اتصال را نیز با خود جابجا می کند در ضمن حرکت سیلندر دو عدد پیستون ثابت در جهت خلاف موجب فشرده شدن گاز SF6 داخل سیلندر می گردند و در زمانیکه فشار گاز بحد کافی جهت خاموش نمودن جرقه افزایش پیدا نمود موف اتصال از کنتاکت جدا و جرقه تولید می گردد همزمان گاز تحت فشار نیز بصورت عمود بر جرقه وارد شده و سپس در امتداد جرقه بالا می رود و باعث قطع سریع جرقه در زمان عبور جریان از صفر میشود پس از قطع جریان سیلندر عایقی ثابت می ماند و در موقع وصل کلید این کلید مجدداً بالا می رود و فضای خالی آن از گاز SF6 پر می شود وکلید آماده برای قطع مجدد می گردد .

د ـ ۸ـ۲ـ۳) کلید خلاء
از آنجاییکه اصولاً حاملهای باردار یا الکترونهای آزاد باعث هدایت جریان در فلزات و ایجاد قوس الکتریکی در عایقیا می شوند لذا در خلاء کامل چون هیچ عنصری وجود ندارد که حامل الکترونها باشد لذا جدا شدن دو کنتاکت فلزی جریان دار قاعدتاً بدون جرقه انجام می گیرد با توجه به این اصل مهم کلید های فشار قوی که کنتاکتهای آن در خلاء از هم جدا می وشند ساخته شده است . قسمت اصلی کلید خلاء کپسول خلاء از جنس فولاد کرم نیکل می باشد که کنتاکتها در آن قرار گرفته اند فشار داخل این کپسول در حدود ۹ـ۱۰ با می باشد .
در هنگام قطع و جدا شدن کنتاکتها مقداری که جنس آلیاژ مس می باشد در ماحیه آخرین تماس سوزنی تبخیر می شود و این بخار فلز که دارای هدایت الکتریکی بسیار خوبی است با دور شدن کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت باعث ادامه عبور جریان و ایجاد قوس الکتریکی می گردد این قوس فقط تا موقعی که جریان از صفر گذشته است می تواند وجود داشته باشد زیرا به محض عبور جریان از صفر یعنی قطع خودبخود جریان پایه فلزی جرقه خنک شده و تبخیر قطع می گردد بخارات فلز یونیزه شده و بر روی کنتاکتها می نشیند و در نتیجه فضای خالی بین دو کنتاکت که اکنون فاقد حاملهای بار دار است برگشت ولتاژ را بخوبی تحمل می‌کند و جرقه برای همیشه خاموش می شود .

رـ۸ ـ۲ـ۳) کلید هوایی ( کلید هوای فشرده )

ماده خاموش کننده جرقه در کلیدهای هوایی عبارتست از هوای سرد تحت فشار که قبلاً توسط یک دستگاه کمپرسور در داخل یک مخزن ذخیره شده است و دارای مقدار فشار ثابت می باشد بنابراین قدرت قطع کلید بر خلاف کلیدهای روغنی که تابع شدت جریان در لحظه قطع هستند مستقل می باشند بنابراین زمان قطع آنها نیز نسبتاً کوتاهتر است زیرا برای به وجود آوردن عامل مؤثر زمانی تلف نمی شود . از معایب کلیدهای هوایی این است که جریانهای کوچک را در زمانی غیر از موقعی که جریان از صفر می گذرد ممکن است قطع نماید و در این حالت امکان بوجود آمد

ن ولتاژهای ضربه ای در شبکه خیلی زیاد است از طرفی چون ماده خاموش کننده باید قبلاً آماده باشد از این رو کلید و متعلقات آن باید دائماً تحت مراقبت و کنترل شدید قرار گیرند . طرز کار دیژنکتور هوایی بدین گونه است که با باز شدن کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت بفاصله مشخصی که معمولاً بمنظور کوچک کردن کار کلید کوتاه نگهداشته می شود هوای فشرده تود . دراین موقع سوپاپ دریچه هوای فشرده بسته شده وسیله متحرک تا انتهای مسیر خود حرکتش را ادامه می دهد فاصله اولیه کنتاکتها باید طوری باشد که برگشت ولتاژ باعث برقراری مجدد جرقه نگردد .
درولتاژهای بالاتر از ۱۱۰ کیلو ولت چون سرعت برگشت ولتاژ خیلی زیاد می‌باشد جهت جلوگیری از تشکیل مجدد قوس از قطع مکرر ( چند تایی ) metti-break استفاده می شود بدین معنی که از چند کنتاکت دهنده متوالی و پشت سرهم استفاده می شود که همگی در یک زمان وصل یا قطع می گردند به طوریکه از همه کنتاکتها یک جریان قطع عبور میکند ولی در هنگام برگشت ولتاژ چند نقطه قطع شدگی باعث ایجاد استقامت الکتریکی لازم می گردد ولتاژ برگشت بین آنها تقسیم می گردد . از طرفی به منظور یکنواخت نمودن پتانسیل بین قطع شدگی های متوالی از خازن یا مقاومت موازی با کنتاکتها استفاده می شود وجود مقاومت موازی با جرقه باعث می شود که برگشت ولتاژ به کندی انجام گیرد و این فرصت خوبی برای خارج کردن حاملهای بار می باشد از طرفی موازی قرار دادن خازنها با جرقه در زمان برگشت ولتاژ خیلی موثر است زیرا تا موقعیکه جرقه ادامه دارد خازن اتصال است و به محض قطع جرقه برگشت ولتاژ باید خازن با این ولتاژ شارژ گردد و همچنانکه می دانیم بالا رفتن ولتاژ دو سر خازن نیز با تأخیر صورت می گیرد که زمان این تأخیر بستگی به ثابت زمانی مدار دارد بنابراین استفاده از خازن و مقاومتهای موازی باعث بالا رفتن قدرت قطع کلیدهای هوایی فشار قوی می گردد.
به هنگام صدور فرمان قطع بریکر ابتدا توسط یک کنتاکت فرعی مقاومت با کنتاکت درحال باز شدن بصورت موازی قرار می گیرد این مقاومت بعد از خاموش شدن جرقه نیز کماکان بسته می ماند و موجب محدود شدن جریان مدار می گردد و سپس باز شدن سریع کنتاکت کمکی مقاومت از مدار خارج می گردد با سری بستن چند محفظه احتراق بطور پی در پی می توان از این کلید برای ولتاژهای زیاد تا ۴۰۰kv و بالاتر با قدرت زیاد استفاده نمود .

زـ۸ ـ۲ـ۳) کلید اکسپانزیون ( آبی )
کلید اکسپانزیون کلیدی است که در آن از آب بعنوان ماده خاموش کننده جرقه استفاده شده است و به همین جهت اغلب کلید آبی نیز نامیده می شود یکی از بهترین خواص این کلید این است که چون آب داخل محفظه احتراق قابل اشتعال نیست هیچگونه انفجاری کلید را تهدید نمی کند و مانند کلید های روغنی باعث آتش سوزی نمی شود . هر قطب کلید دارای محفظه احتراق مخصوص به خود است که با مقداری آب و ماده ضد یخ پر شده است که به هنگام باز شدن کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت در اثر حرارت ناشی از قوس بهشدت تجزیه و تبخیر شده و فشار داخل محفظه احتراق بالا می رود و باعث خاموش شدن جرقه می گردد سپس با کاهش درجه حرارت محفظه مولکولهای اکسیژن و هیدروژن حاصل از تجزیه آب مجدداً باهم ترکیب شده و سپس تقطیر می گردد . عیب این کلید ها در این است که بعلت وجود آب در محفظه احتراق هرگاه کلید را روی مدار اتصال کوتاه شده ای ببندیم بین دو کنتاکت قبل از تماس فلزی از طریق هدایت آب تماس قوسی برقرار می شود و آب داخل محفظه را به شدت تجزیه و تبخیر می کند و مانع وصل سریع کلید می شود و به این دلیل عمل وصل باید خیلی سریع انجام گیرد .کلید را طوری می‌سازند که به هنگام وصل کلید محفظه احتراق بدون آب باشد و آب فقط در زمان
قطع بداخل محفظه تزریق می گردد .

س ـ ۸ـ ۲ـ۳) کلید گازی جامد
از این نوع کلید در پستها و شبکه های کوچک دارای تأسیسات محدود و تا ولتاژ ۲۰kv و قدرت قطع حداکثر ۲۰۰MVA استفادهی شود در کلید گاز جامد نیز مانند کلیدهای روغنی

و کم روغن و اکسپانزیون گازی که باعث خاموش کردن جرقه می شود توسط خود جرقه به وجود می آید لذا قدرت این کلید نیز تابع شدت جریان است و به این کلید سکسیونر قابل قطع زیر جزیان اتصال کوتاه نیز گفته می شود زیرا محل قطع شدگی کنتاکتها قابل رؤیت می باشد . کنتاکت متحرک این کلید یک لوله می باشد که به هنگام وصل یک کلید میله عایقی از جنس فیبر ازداخل آن عبور می نماید از طرفی قسمت خارجی این لوله نیز توسط یک لوله فیبری محصور می گردد و در هنگام قطع کنتاکتها و برخورد قوس به میله و لوله فیبری بدون ایجاد دوده مقدار زیادی گاز هیدروژن متصاعد شده و تحت فشار زیاد قوس را خاموش می نماید .

۹ـ۲ـ۳) مکانیزم قطع و وصل کلیدهای فشار قوی
از نظر تهیه نیروی لازم جهت حرکت کناکت متحرک و در نتیجه قطع و وصل کلید مکانیزم کلیدهای فشار قوی را به شرح ذیل تقسیم بندی می نمایند:
۱ـ مکانیزم فلزی ( شارژ فنری )
۲ـ مکانیزم روغنی ( هیدرولیکی )
۳ـ مکانیزم هوایی ( هوای فشرده )

الف ـ ۹ـ۲ـ۳) مکانیزم فنری
دراین نوع مکانیزم یک فنر توسط یک دستگاه موتور جریان دائم شارژ می‌گردد و از نیری ذخیره شده در آن به منظور وصل کنتاکتهای دژنکتور استفاده می شود. ضمن وصل شدن کنتاکتها یک فنر دیگری ازنوع خطی یا مارپیچی با استفاده از جابجایی مکانیکی شارژ می گردد که از نیروی این فنر درزمان قطع دژنکتور استفاده می گردد . نیروی ذخیره شده در فنر قطع و وصل توسط ضامن های قفل کننده نگهداری شده که به هنگام ضرورت می توان این ضامنها را توسط اهرمهای دستی از محل و یا تحریک بوبینهای مغناطیسی از راه دور آزاد نمود ونیروی فنر بر اهرمهای رابط کنتاکت متحرک دژنکتور وارد آید .

ب ـ ۹ـ۲ـ۳) مکانیزم روغنی ( هیدرولیکی )

در این نوع مکانیم از نیروی روغن تحت فشار برای ایجاد نیروی مکانیکی مورد نیاز جهت قطع و وصل استفاده می گردد .در این روش روغن تحت فشار زیاد kglum2 350ـ۲۰۰ که در منبع نگهداری استفاده می وشد . این فشار توسط یک دستگاه الکتروپمپ جریان مستقیم بحد مناسب بالا می رود و با تعبیه شیرهای الکتریکی درمسیرهای‌قطع‌و وصل می توان این عمل را در زمان ضروری انجام داد.

ج ـ۹ـ۲ـ۳) مانیزم هوایی یا بادی
در این نوع مکانیزم ازنیروی هوای ، فشار دار که توسط یک دستگاه کمپرسور در یک تانک ذخیره می شود و جهت قطع و وصل استفاده می شود بر روی هر کدام ازمسیرهای قطع و وصل یک شیر الکتریکی یا سلونوئید قرار گرفته است که با اعمال ولتاژ DC به آنها مسیر را باز نموده و موجب قطع ووصل دژنکتور می‌گردند.

۱۰ـ۲ـ۳) مشخصات الکتریکی بریکرها
هر بریکر بتوسط پارامترهای الکتریکی زیر که بر روی پلاک آنها ثبت می گردد مشخص میشوند :
۱ـ ولتاژ نامی بر حسب کیلو ولت
۲ـ جریان نامی بر حسب آمپر
۳ـ قدرت قطع اتصال کوتاه بر حسب مگا ولت آمپر با جریان اتصال کوتاه قابل قطع بر حسب کیلو امپر
۴ـ زمان قطع کنتاکتها
۵ـ زمان وصل کنتاکتها
۳ـ۳) ترانسفورماتور های جریان Current transformer
در پستهای فشارقوی به منظور اندازه گیری مقدار جریان و یا حفاظت تجهیزات توسط رله های حفاظتی الکتریکی ازترانسفورماتورهای جریان استفاده می شود که دارای دو وظیفه اصلی می باشند :
۱ـ پایین آوردن مقدار جریان فشار قوی بطوری که قابل استفاده برای اندازه گیری از قبیل آمپر متر و مگا واتمتر و کنتورهای اکتیو و راکتیو و همچنین رله های حفاظتی جریانی باشد .
۲ ایزوله کردن و جدا کردن دستگاههای اندازه گیری و حفاظتی از ولتاژ فشار قوی در اولیه . بطور کلی ترانسفورماتور های جریان اولیه آنها در مسیر جریان مورد حفاظت و یا اندازه گیری قرار گرفته و در ثانویه آن ، با نسبتی معین جریانی متفاوت داریم مثلاً ترانس جریان با نسبت ۲۰۰/۱ یعنی ترانسی که بازای ۲۰۰ آمپر در طرف اولیه ۱ آمپر در طرف ثانویه ( به شرط برقراری مدار ) ایجاد می کند .
طبعاً هر قدر جریان اولیه تغییر کند جریان در طرف ثانویه نیز به همان نسبت تغییر می کند . ولی به خاطر محدودیت هسته ترانس جریان برای عبور خطوط قوای مغناطیسی این قاعده تا حد معینی از افزایش جریان ارتباط دارد . به خاطر حفاظت وسایل اندازه گیری در برابر ضربه های ناشی از اضافه جریان معمولاً ازترانس جریان نهایی استفاده می شود که هسته آنها خیلی زود اشباع می شود . برعکس برای اینکه سیستمهای حفاظتی دقیقتر عمل کنند به ترانس جریانهای احتیاج داریم که هر چه دیرتر اشباع بشوند مثلاً ده ، پانزده یا بیست برابر جریان نامی . طرز کار ترانس جریان نیز بدین صورت است که جریان مدار از اولیه آن عبور کرده و باعث ایجادخطوط قوای مغناطیسی می شود این خطوط قوا به نوبه خود درثانویه ایجاد جریان می کند . جریان موجود در سیم پیچ ثانویه خطوط قوای دیگری را در هسته بوجود می آورد که جهت آن مخالف جهت خطوط قوای اولیه بوده و آنرا خنثی می کند چنانچه مدار ثانویه ترانس جریان در حالی که ترانس در معرض جریان اولیه است باز شود . خطوط قوای مربوط به ثانویه صفر شده و در هسته فقط خطوط قوای مربوط به اولیه باقی می ماند که این خطوط قوای هسته را گرم کرده و باعث سوختن ترانس جریان می شود . لذا همیشه اخطار می شود که ثانویه ترانس جریان که درمدار قرار گرفته باز نشود یا به مداری با مقاومت بیشتر از حد مجاز متصل نشود .

۱ـ۳ـ۳) پارامترهای اساسی در C.t ها

۱- نقطه اشباع ۲ـ کلاس و دقت ترانس جریان
۳ـ نسبت تبدیل ترانس ۴ـ ظرفیت ترانس جریان
۱ـ نقطه اشباع ترانس : ترانسفورماتورهای جریان برایجدا کردن مدار دستگاههای سنجش و حفاظتی از شبکه فشار قوی بکار می رود و اصولاً طوری انتخاب می شوند که در شرایط عادی و اضطراری شبکه بتواند بخوبی کار کند و جریان ثانویه لازم را برای دستگاههای اندازه گیری و حفاظتی تأمین کند اما مسئله اصلی این است که درهنگام اتصال کوتاه چون جریان اولیه ترانسفورماتور زیاد است بالطبع جریان ثانویه نیز زیاد خواهد شد ولی باید تران

سفورماتور جریان طوری عمل کند تا این جریان زیاد نتواند ازدستگاههای اندازه گیری عبور کرده و دستگاه را بسوزاند علاوه بر آن که این جریان نباید سبب فرمان غلط به دستگاههای حفاظتی شده و یا اینکه مانع عمل آنها شود بعبارت دیگر باید ترانسفورماتورهای جریان طوری ساخته شود که در جریانهای زیاد اشباع شده و مانع شود جریان زیادی از دستگاههای اندازه گیری عبور کند ولی برای رله های حفاظتی وضعیت فرق نی کند و ترانسفورماتور جریانی مورد احتیاج است که درجریانهای زیاد اشباع شده و جریان زیاد را تا حد معینی اجازه دهد تا از رله های حفاظتی عبور نماید مشخصه مغناطیسی یا تحریک C.T بستگی به جنس هسته تعداد حلقه های سیم پیچی و سطح مقطع و طول هسته دارد در جداول ۴و۵و۶ برای یک نوع C.T و هسته های مختلف برای آن ، منحنی های مغناطیسی آنها مشخص شده است . با توجه به جدول ۴ مشاهده می شود که با درنظر گرفتن جنس هسته مقدار چگالی فلو با توجه به تغییرات نیروی تحریک تغییر نموده و منحنی مختلف حاصل می شود . در دیاگرام ۵ تغییرات جریان ثانویه را با توجه به تغییرات جریان اولیه ملاحظه می کنید . منحنی c.b.a و برای هسته های مختلف دیاگرام ۵ رسن شده است .دیاگرام ۵ نشانگر این است که اگر جمس هسته ازنوع آهن نیکل دار انتخاب شود مطابق منحنی c برابر جریات حساس است و اگر از نوع a انتخاب شود تا ده برابر و برای b تا ۱۵ برابر جریان ثانویه حساس و بعد از آن اشباع شده و اجازه نمی دهد نقطه kp که آنرا مقطه شروع اشباع knee point می گویند بازای افزایش ۵۰% جریان تحریک ولتاژ تنها ۱۵% افزایش می یابد . مشاهده می شود از نقطه kp به بعد نسبت تبدیل C.T معلوم نیست وجریان ثانویه تقریباً ثابت است تنها اندکی افزایش خواهد داشت. بنابراین نقطه kp در انتخاب ترانسفورماتور جریان پارامتر مهمی است وحتماً باید مد نظر باشد .

۲ـ کلاس و دقت اندازه گیری ترانس جریان
مبدلهای جریان اصولاً برای کلاسهای ۰٫۵,۰٫۲,۰٫۱,۱,۲,۵ و۱۰p20 و۱۰p10
و۵p20 و۵p10 می باشد . بنابراین کلاس ترانسفورماتور های جریا اصولاً یکی از اعداد بالاست . اگر کلاس ترانسفورماتور جریان بصورت apn نشان داده شده باشد اصولاً a مقدار خطای جریان بر حسب درصد وn مضربی از جریان نامی اولیه می باشد مثلاً در ترانسفورماتور ۵p10 یعنی تا ده برابر جریان نامی ترانسفورماتور جریان مقدار خطا ۵% خواهد بود دردیاگرام ۷ منحنی مشخصات نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان را برای ۱۰p5 و ۱۰p10 در بارهای مختلف نشان می دهد . همانطور که جدول ۷ پیداست برای ترانسفورماتور۱۰p5 در ۵ برابر جریان نامی خطای ح

اصل ده درصد است اما درده برابر جریان نامی خطا به سی درصد می رسد بنابراین ترانسفورماتور مذکور با این کلاس برای سیستم حفاظتی مناسب نیست اما خطای ترانسفورماتور۱۰p10 در ده برابر جریان نامی فقط دردرصد می باشد و این امر نشان می دهد که ترانسفورماتور با کلاس ۱۰p10 برای حفاظت مناسبتر می باشد و اصولاً اکتیوتر است به همین دلیلتگاههای حفاظتی و دارای عدد ازدیاد جریان ۲۵>n>10 و کلاس یک باشد بطوریکه هم بزودی اشباع تشود وهم اینکه دقت خوبی داشته باشد البته انتخاب این c,t اصولاً تسنگی به نوع حفاظت و وضعیت سیستم دارد . اما ترانسفورماتور جریان مخصوص دستگاههای امدازه گیری باید دارای عدد n>5 باشد تا ترانسفورماتور بزودی اشباع شده و مانع سوختن دستگاههای اندازه گیری گردد .

۳ـ نسبت تبدیل ترانس جریان :
جریان اولیه c,t طبق استاندارد Iee-185 مطابق اعداد زیر می باشد . اصولاً در انتخاب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخاب شود :
۱۰-۱۲٫۵-۱۵-۲۰-۲۵-۳۰-۴۰-۵۰-۶-۷۵-۱۰۰-۱۲۵-۱۵۰Amp در صورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتری باشد باید ضریبی از اعداد بالا انتخاب گردد .
جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان نیز طبق IEe-185 مطابق اعداد۱-۲-۵ می‌باشد که بر اساس نیاز یکی از اعداد فوق باید انتخاب شود برای انتخاب نسبت تبدیل ترانس c,t باید جریان اولیه را متناسب با جران های دستگاههای حفاظت شونده و بار دستگاههای که لازم است بار آنها اندازه گیری شود انتخاب کرد جریان ثانویه c,t را اصولاً می توان مطابق فاصله دستگاههای اندازه گیری و حفاظت c,t انتاب کرد : اگر فاصله کم باشد جریان ثانویه ۵ و اگر ترانسفورماتور جریان از محل دستگاههای سنجش و یا حفاظتی دور باشد بهتر است بجای جریان ثانویه ۵ آمپر از جریان ۱ آمپر استفاده کرد زیرا افت توان و ولتاژ در سیمهای رابط کمتر خواهد شد .

۴ـ ظرفیت ترانس جریان
ظرفیت ترانسفورماتر جریان عبارتست از حاصلضرب جریان نامی

ثانویه ترانسفورماتور جریان در مقدار افت ولتاژ ناشی از گردش این جریان در مدار تغذیه شونده از c,t که برحسب V.A بیان می شوند . طبق استاندارد IEe-185 مقدار ظرفیتهای ترانسفورماتورهای جریان تا ۰V.A برابر صورت زیر استاندارد نموده اند :۲۵-۵-۱۰-۱۵-۳۰-(VA) از ۳۰VA به بالا را اصولاً بر حسب نیاز انتخاب می نمایند . برای اینکه مقدار خطا درترانسفور

ماتور های جریان به مقدار محاسبه شده باقی بماند لازم است مقدار توان گرفته شده از c.t معادل مقدار توان ترانسفورماتور باشد . در این حالت باید مجموع مقاومتهای مدار خارجی سیم پیچ ثانویه حتی المقدور برابر مقاومت خارجی نامی ترانسفورماتور باشد . تا از خراب شدن آن جلوگیری به عمل آید و در ضمن از خراب شدن دستگاه های اندازه گیری نیز حفاظت شود . با توجه به مطالب گفته شده در انتخاب ظرفیت c,t باید قدرت مصرف کلیه وسایلی که از ثانویه تغذیه میشوند در نظر گرفت . در زیر مصرف یک سری از وسایل اندازه گیری و رله ها مشخص شده است .
نوع وسیله قدرت به ولت آمپر (VA)
آمپر متر ۳
آمپر متر ثابت ۵-۱۰
وات متر ۳
متر ۵-۱۰
رله اضافی جریان زمانی ۸-۵
رله حرارتی ۹-۱۶
رله قدرت ۱-۵
رله دیستانس ۴-۳۰
رگولاتور ولتاژ ۳۵-۱۳۵
رله دیفرانسیل ۰٫۱-۰٫۴
طول و سطح مقطع سیم برای ۵A قدرت مصرفی (VA)
2.5mm2100m 5/3
4mm-100m 2.2
6mm2-100m 1.5
10mm2-100m 0.9
تذکر : می توان قدرت مصرفی کارها را از رابطه Ris2 نیز بدست آورده که R مقاومت سیم بر حسب اهم و Is جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان می‌باشد .

۲ـ۳ـ۳) انواع ترانسهای جریان ازنظر ساختمان
c.t ها از نظر ساختمان داخلی به دو دسته کلی تقسیم می شوند :
۱ـ نوع حلقه ای Ring Type : در این نوع ترانس جریان که عمدتاً از هسته و سیم پیچ ثانویه نشکیل شده است شکل ظاهری ترانس بصورت یک حلقه ایست که سیم طرف فشار قوی از میان این حلقه عبور کرده و حکم اولیه ترانس را دارا می‌باشد .
۲ـ نوع پایه ای Past Type : در این نوع ترانس جریان به شکل یک ستون می‌باشد که قسمت فوقانی آن محل ورود و خروج سیم فشار قوی می باشد و س

رهای ثانویه از پایین ترین قسمت ترانس جریان گرفته می شود که خود به دو نوع تقسیم می گردد :
الف) هسته بالا (Top Core) ب) هسته پایین (Tank Type)
در نوع هسته بالا سیم پیچ ثانویه و هسته ترانس در قسمت فوقانی قرار رگفته است و سیم فشار قوی مستقیماً از هسته عبور می نماید و مجموعاً توسط مقره اتکائی بوشینگی از پایه و زمین جدا می گردند .

سیمهای ثانویه از سوراخ وسط مقره بوشینگی بطرف پایین هدایت شده و به جعبه ترمینال c.t متصل می گردند . ضمناً از روغن عایق نیز برای عایقبندی سیم پیچی ثانویه و اولیه و هسته نسبت به هم استفاده می گردد .
در نوع هسته پایین هسته و سیم پیچهای ثانویه در قسمت تحتانی c,t قرار گرفته است و مقره بوشینگی بر روی آن قرارگرفته است و در قسمت بالا به عنوان نقطه اتکا برای سیم فشار قوی عمل می نماید و این سیم از طریق سوراخ وسط مقره بوشینگی بطرف پایین قرار گرفته است هدایت شده و مجدداً پس از عبور از هسته بطرف بالا بر می گردد .
مزایا و معایب c,t های هسته پایین و هسته بالا نسبت به یکدیگر :
۱ـ در c,t های هسته بالا چون هسته و سیم پیچهای ثانویه دربالا قرار گرفته است نیاز به استحکام مکانیکی ویژه ای دارد و بایستی دارای فونداسیونی باشد که در مقابل باد و طوفان و زلزله و نیروهای دینامیکی ناشی از جریان اتصال کوتاه ترانس جریان را نگه دارد . در صورتی که در c,t های هسته پایین نیاز فوق کمتر خواهد بود .
۲ـ درترانسهای هسته پایین چون سیم فشار قوی مسیر کل بوشینگ را بصورت رفت و برگشت طی نموده و از طرفی به قسمت پایین که به زمین نزدیکتر است وارد می شود لذا عایقبندی آن بمراتب از هسته بالا که سیم فشار قوی مسیر کوتاهی درداخل c,t طی می کند و در قسمت بالای مقره بوشینگی قرار گرفته است مشکلتر می باشد .
۳ـ در ترانسهای هسته پایین به هنگام اتصال کوتاه سیمهای فشار قوی رفت و برگشت چون حامل جریان خیلی زیادی هستند نیروهای زیاد بر هم وارد می نمایند و موجب خسارت دیدن c,t می گردند . در صورتی که این حالت درترانسهای جریان هسته بالا وجود ندارد .
۴ـ میدان مغناطیسی در هسته ترانس جریان هسته بالا بعلت اینکه سیم فشار قوی مستقیم و عمود بر سطح مقطع حلقه هسته عبور می نماید یک میدان یکنواخت می باشد . در صورتی که این میدان در ترانس جریان هسته پایین غیر یکنواخت می باشد و ترانس هسته پایین در معرض ناپایداری حرارتی قرار دارد .

 

۳ـ۳ـ۳) مشخصات الکتریکی ترانسهای جریان
هر ترانس جریان با پارامترهای ومشخصات زیر که بر روی پلاک آن ثبت شده است مشخص می گردد:
۱ـ جریان اولیه بر حسب آمپر

۲ـ جریان ثانویه های مختلف بطور جداگانه بر حسب آمپر
۳ـ ولتاژ نامی بر حسب کیلو ولت
۴ـ مقدار ظرفیت و بار مجاز یا Borden هر یک از ثانویه ها بر حسب ولت آمپر
۵ـ جریان دینامیکی قابل تحمل توسط c,t به هنگام بروز اتصال کوتاه بر حسب کیلومتر آمپر(Idyn)
6ـ جریان حرارتی قابل تحمل توسط c,t بر حسب کیلو آمپر (Ith)
7ـ کلاس دقت هر کدام ازثانویه ها ، کلاس دقت مشخص کننده مقدار خطای c,t در نسبت تبدیل می باشد بصورت apn نشان داده می شود .

۴ـ۳) ( ترانسفورماتورهای ولتاژ)
Voltage or potantial transformer
ترانس ولتاژ به ترانسفورماتوری گفته می شود که ولتاژ را با نسبت معینی تغییر داده و برای وسایل حفاظتی یا اندازه گیری قابل استفاده می سازد . از آنجائیکه ساختن دستگاههای حفاظت و یا اندازه گیری که بتواند مستقیماً درارتباط الکتریکی با ولتاژهای فشار قوی قرار بگیرند مقدور نیست لذا از ترانسهای ولتاژ استفاده می شود . ترانسهای ولتاژ دو وظیفه عمده به عهده دارند :۱ـ ایزوله کردن دستگاه اندازه گیری از شبکه ۲ـ کاهش فشار الکتریکی به مقدار قابل سنجش ( انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ)
۱ـ ترانسفورماتورهای اندکتیو ( مغناطیسی ) ۲ـ تقسیم کننده های مقاومتی ۳ـ تقسیم کننده خازنی ترانس اندوکتیو : برای ولتاژهای متوسط (۶٫۶kv تا۶۶kv )
ترانس یا تقسیم کننده خازنی : درولتاژهای بالاتر از ۶۶kv
ترانس با تقسیم کننده مقاومتی : کاربرد آزمایشگاهی و در سیستمهای قدرت کاربردی ندارد .

معمولاً v,t های فشار قوی بین خط و زمین قرار می گیرند یعنی ولتاژ فازی به‌ آنها اعمال می شود ( بطور مثال و….) در نتیجه باید مقدار امپداتس سیم پیچ اولیه خیلی بالا باشد و عایقبندی سیم پیچ هر چه ولتاژ بالاتر می رود زیادتر و مشکلتر خواهد بود به همین منظور در ولتاژ خیلی بالاتر از Cvt استفاده می شود ولتاژ اعمال می شود و در ثانویه که مقدار دور آن خیلی کم است ولتاژ ولت روی هر کر ظاهر می‌شود . خروجی v,t را معمولاً بصورت (a) سر کلاف و (n) ته کلاف مشخص می نماید که شمارش تعداد کرهای یک v,t با اعدایکه در سمت چپ حروف گذاشته می شود . ولتاژ بین کر اول فاز R با کر اول فاز S ، ۱۱۰ ولت می باشد که خروجی v,t ها را برای سه فاز بصورت ستاره اتصال می‌دهند و به مصرف می رسانند . کلیه مصرف کننده ها باید به شکل موازی با v,t (خروجی) ، در ابتدای خروج سیم پیچ ثانویه از v,t یک عد فیوز قرار می دهند .
در ولتاژهای بالا روش اقتصادی این است که از c.v.t استفاده شود چون در v,t عایق بندی و ایزوله کردن سیم پیچ نسبت به پایه استراکچر مسئله عمده و پرخرجی خواهد شد .
ولی در Cvt توسط یک سری خازن که درمدار قرار می دهند ولتاژ را پایین میآورند وولتاژ کم را به یک سیم پیچ اولیه داده ( حدود ۱۰kv ) و از ثانویه ۱۱۰v خروجی گرفته می شود .
دو مجموعه خازن C1 وC2 درمدار دیده می شود مجموعه C1 ظرفت آن پایین و مجموعه C2 با ظرفیت بالا می‌باشد درنتیجه XC1 خیلی بالا و XC2 خیلی پایین خواهد بود و به همین نسبت ولتاژ فاز بازمین که به cvt اعمال می شود به نسبت مقاومت افت می‌نماید و از دو سر مجموعه خازن C2 ( ولتاژ کم ) گرفته می شود و به سیم پیچ اولیه v,t داده می شود . استفاده از خازن در cvt بدو منظور است :

۱ـ با استفاده از خازن متوالی به طور سری ولتاژ پایین آمده و بدینوسیله حجم ترانس و عایق بندی آنرا کاهش می دهند واقتصادی تر می باشد و بخصوص در ولتاژهای بالا.
۲ـ از خازن می توان بعنوان کوپلاژ سیگنال PLC به خط فشار قوی استفاده نمود .

۱ـ۴ـ۳) مشخصات الکتریکی ترانسهای ولتاژ
۱ـ ولتاژ برحسب کیلو ولت ۲ ـ ولتاژ ثانویه ها بر حسب

ولت
۳ـ مقدار ظرفیت یا بار مجاز یا Burden بر حسب ولت آمپر +
۴ـ کلاس دقت که مشخص کننده میزان خطا در نسبت تبدیل می باشد و غالباً با یک عدد نشان داده می شود که تعیین کننده میزان درصد خطا درولتاژ نامی می‌باشد .

۵ـ۳)( مقره ها Insulaturs )
مقره ها یا ایزولاتور ها وسیله هایی هستند که بعنوان نگهدارنده و همچنین جدا کننده قسمتهایی از تأسیسات الکتریکی که نسبت به هم یا نسبت به زمین دارای ولتاژ هستند مورد استفاه قرارمی گیرند مقره ها می بایست هم تحمل میداهای الکتریکی و هم نیروهای مکانیکی را داشته باشند . نیروهای وارد بر مقره شامل عوامل زیر می باشند:
۱ـ نیروهای مکانیکی :
الف ـ فشاروزن ناشی از سیم یا تجهیزات تحت ولتاژ هم چنین یخ روی آنها
ب ـ نیروی کشش ناشی از باد و طوفان
ج ـ نیروی خمش ناشی از باد و طوفان
۲ـ نیروای دینامیکی : الف ـ نیرو ناشی از جریان اتصال کوتاه
ب ـ زلزله
استقامت مکانیکی مقره ها بستگی به جنس مقره و ضخامت آن دارد .
استقامت الکتریکی مقره ها بستگی به جنس مقره و طول و شکل ظاهری آن دارد .
جنس مقره ها معمولاً از چینی ، پرسیلن ، صمخ ، شیشه و رزین می باشد .
به منظور افزایش استحکام مکانیکی و کاهش چسبندگی گرد و خاک و راحت و بهتر تمیز نمودن سطح مقره یک لعاب شیشه ای بر روی مقره کشیده می شود . از آنجائیکه مقره ها بیشتر در هوای آزاد و در معرض انواع آلودیگیها و گرد و خاک و هم چنین باران و شبنم قرار دارند لذا می بایست مقره بتواند تحت شرایط فوق نیز استقامت الکتریکی خود را حفظ نماید .
چون ذرات گرد و خاک و دوده و باران و رطوبت نسبتاً هادی جریان الکتریسیته می باشند لذا به هنگام آلودگی سطح مقره و ریزش باران یک جریان خزشی از طریق سطح مقره بین قسمت تحت ولتاژ و زمین برقرار می گردد که بتدریج مقدار آن با بخار شدن رطوبت سطح عایق بیشتر شده و بصورت جرقه و قوس در سطح مقره برقرار می گردد که این حالت را شکست جنبی مقره می نامند لذا به منظور جلوگیری از اینحالت و افزایش ولتاژ قابل تحمل مقره ها قسمت خارجی آنها را بصورت برجسته و شیار فرم می دهند تا به این وسیله فاصله خزشی یا Creapage distance مقره افزایش پیدا نموده و همچنین آب باران بطور مقطع و نه پیوسته جاری می گردد .

انواع مقره ها :
مقره های داخلی بر حسب محل استفاده به دونوع کلی نقسیم می گردند :
۱ـ مقره های داخلی indoor 2ـ مقره های خارجی out door
1ـ مقره های داخلی در سطح ولتاژ فشار متوسط تا حداکثر ۳۳kv و در سالنهای سر پوشیده مورد استفاده آن بیشتر به عنوان مقره های اتکایی یا ثابت

می باشد و خود به دو نوع است :
الف ) مقره داخلی توپر ب) مقره داخلی توخالی
این مقره ها چون در محیطهای سر پوشیده می باشند ومستقیماً در معرض عوامل جوی قرار ندارند لذا تعداد شیار های سطح خارجی آن کمتر است .
۲ـ مقره های خارجی نیز که در هوای آزاد مورد استفاده

قرار می گیرند بدو دسته تقسیم می شوند :
الف ) مقره اتکایی یا پایه ای [Post Insulator] (P.I)
ب) مقره های زنجیره ای
مقره های اتکایی بر روی استراکچر قرار می گیرند ووظیفه آن نگهداری تجهیزات تحت ولتاژ می باشد و بر دو نوع می باشد :
الف)ـ۲ مقره اتکایی توپر ازنظر الکتریکی غیر قابل شکست هستند این مقره ها را می توان تا قطر معین و محدودی ساخت که نمی تواند جوابگوی نیروهای مکانیکی و دینامیکی در تمام قسمتهای تأسیسات باشد .
ب)ـ۲ مقره اتکایی توخالی : در قسمتهای از تأسیسات که مقره باید نیروهای مکانیکی بیشتری را تحمل کند از مقره های توخالی استفاده می شود لکن امکان شکست داخلی در این نوع مقره ها بیشتر می باشد زیرا در سوراخ داخل مقره نیز مانند سطح خارجی آن امکان نفوذ رطوبت و آلودگی که از عوامل شکست الکتریکی زودرس هستند موجود است لذا برای بالا بردن اختلاف سطح شکست داخلی آن سوراخ داخل مقره را پس از پر کردن با گاز ازت خشک با فشار ۱٫۲ تا۱٫۵ اتمسفر می پوشانند .
مقره های زنجیره ای که جهت نگهداشتن سیم های هوایی درخطوط انتقال بکار می روند خود بر دو نوع هستند :
۱ـ مقره های آویز که در آن مقره ها در امتداد مسیر هادی قرار می گیرند.
۲- مقره های کششی چون باید کشش سیم را نحمل نمایند لذا باید دارای استحکام مکانیکی بیشتری نسبت به مقره های آویز می باشند .
مقره های زنجیره ای که از نظر شکل ساختمانی دارای انواع زیر می‌باشند:
۱ـ مقره بشقابی : این نوع مقره متداولترین نوع مقره های زنجیری می‌باشند که از سه قسمت تشکیل شده است : کلاهک فولادی ، بشقاب چینی یا شیشه ای ، میله آویز بشقاب چینی در یک طرف دارای یک برآمدگی تقریباً نیمه کروی است که در داخل کلاهک فلزی قرار می گیرد و بوسیله سیمان یا سرب مذاب بهم ارتباط می‌یابند داخل بشقاب علاوه بر سوراخی که برای نصب میله آویز یش بینی شده است دارای شیارهایی برای بالا بردن ولتاژ شکست چینی مقره می باشد که تعداد آنها بستگی به میزان آلودگی محیط دارد . شدت حوزه بسیار زیاد ومتراکم در چینی حوال و میله آویز باعث تخلیه الکتریکی و یونیزاسیون زودرس در همان نقطه می شود که درنهایت منجر به شکست داخلی می گردد که قابل رؤیت نیز نمی باشد.
مقره توپر : به منظور برطرف نمودن نقطه ضعف مقره های و کلاهک فولادی فاصله بیشتری می باشند و درنتیجه امکان شکست داخلی وجود ندارد .
۳ـ ایزولاتور بلند یک تکه ساخته میشود .

۶ـ۳) ( برقگیرها [Lightning Aresster] )
عواملی از قبیل رعد و برق واتصال کوتاه لحظه ای و قطع و وصل کلیدهای فشار قوی سبب ایجاد ولتاژهای خیلی زیاد ضربه ای می گردند که بصورت امواج بسیار از طریق خطوط انتقال به پستهای فشار قوی وارد می گردند و ممکن است باعث نعیوب شدن و خسارت دیدن تجهیزات فشار قوی شوند لذا به منظور حفاظت تجهیزات درمقابل این اضافه ولتاژها از برقگیر استفاده می شود بقگیر وسیله ای است که مستقیماً بن قسمتهای تحت ولتاژ و زمین قررا می گیرد و در شرایط عادی که ولتاژ مدار در حد طبیعی می باشد هیچ جریانی از آن عبور نمی کند ولی با افزایش ناگهانی ولتاژ در نقطه ای که برقگیر نصب شده است بلافاصله عکس العمل نشان داده و ولتاژ اضافی را به زمین تخلیه مینماید .

انواع برقگیرها :
۱ـ برقگیر لوله ای یا آرماتوری یا سوزنی : این برقگیرها درخطوط انتقال هوایی در دو سر زنجیر مقره آویزی یا کششی و یادر دو سر بوشینگهای دو طرف ترانسفورماتورها نصب میگردد هف از تصب برقگیر حفاظت مقره ها و بوشینگها از جرقه ناشی ازولتاژ زیاد می باشد . زیرا ولتاژ بجای اینکه از طرق مقره ها یا بوشینگ جرقه بزند اینکار از طریق برقگیر انجام می گیرد و از سوی دیگر جرقه را از سطوح لعابی مقره ها یا بوشینگ دور ساخته و از سوختن آن جلوگیری بعمل می آورد . اصول کار برقگیر های میله ای بر اساس تنظیم فاصله هوایی مناسب بین دوالکترودی که با دستگاه مورد حفاظت بطور موازی بسته شده است ، می باشد . فاصله هوایی بین دوالکترود باید طوری انتخاب شود که درمقابل بیشترین مقدار ولتاژ سیستم استقامت کن

د ولی ولتاژهای زیاد باعث تخلیه الکتریکی در آن می‌شود.

۲ـ برقگیر با مقاومت غیر خطی :

این نوع برقگیر از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است این خازنها ( فواصل هوایی) لازمند تادر حالت کار عادی سیستم از جریان الکتریکی بداخل برقگیر جلوگیری شود . زمانیکه ولتاژ سیستم بعلتی بالا رود ، فواصل هوایی بین خازنها ، هادی جریا الکتریسیته خوهد شد و قوس الکتریکی در این فواصل تشکیل می

شود . از این پس جریانی که از مقاومت غیر خطی عبور می کند میزان افت ولتاژ در دو سر
برقگیر و درنهایت در دو سر سیستم مورد حفاظت را تعیین می کند .

۳ـ برقگیر لوله ای :
این نوع برقگیرها از یک لوله توخالی و یک لوله توپر که با فاصله هوایی مشخص از هم قرار گرفته اند (h2) علاوه بر این فاصله هوایی خود برقگیر با خط برقدار با فاصله (h1) قرار گرفته است .

کنتور برقگیر :
جهت مشخص کردن تعداد دفعات عملکرد برقگیر معمولاً سیم زمین برقگیر را ازداخل دستگاهی بنام کنتور برقگیر عبور می دهند .
تعاریف و اصطلاحاتی که برای معرفی برقگیرها بکار می رود :
۱ـ ولتاژ نامی برقگیر (Rated Voltage) : بیشترین ولتاژ کجاز هم فرکانس با شبکه است که بن دو سر برقگیر قرارمی گیرد . پس از گذر موج ضربه ای برقگیر قادر است که قوس الکتریکی بین فواصل هوایی را خاموش کند . بشرط اینکه ولتاژ سیستم از ولتاژ نامی برقگیر بیشتر نباشد .
۲ـ (Discharge Current) : جریان تخلیه ای که بعد از وقوع قوس الکتریکی از برقگیر عبور می کند .
۳ـ(Ratede Frequence) : بوسیله این شخصه ، فرکانس یا دامنه فرکانس شبکه قدرت که برقگیر در آن نصب می شود تعیین می گردد .
۴ـ (Power Frequence Spork Over) : مقدار مؤثر کمترین ولتاژ هم فرکامس با شبکه که در صورت برقراری بن دو سر برقگیر باعث جرقه الکتریکی همه فواصل هوایی برقگیر می شود . (۵/ ـ ۲/۱)
۵ـ (Impulse Sparkover Voltage) : مقدار پیک کمترین موج ایمپاسی (۱۲٫۵۰) که باعث عمل برقگیر خواهد شد .
۶ـ (Residual Voltage) : بیشترین مقدار ولتاژی که در حین تخلیه جریان از برقگیر ظاهر می شود .
۷ـ (Rated Discharge Current) : مقدار پیک جریان ایمپاسی(۸٫۲۰) می باشد که برقگیر قادر به خاموش کردن آن می باشد .

۷ـ۳) تله موج (Line Trap) و واحد تطبیق کننده خط (Line Metching Unit)
برای ورود به بحث بررسی تله موج و واحد تطبیق خط لازمست ابتدا مختصری در مورد ارتباطات در شبکه های به هم پیوسته توضیح داده شود ارتباطات در شبکه های بهم پیوسته برق عمدتاً در رابطه با دیسباچینگ مطرح میگردد . در شبکه های وسیعتر مراکز دیسباچینگ منطقه ای بوجود می آید که یک مرکز دیسباچینگ مادر هدایت مراکز دیسباچ

ینگ منطقه ای را بعهده می گیرد . وظیفه این مراکز کنترل و نگهداری سیستم برق از طریق رد و بدل کردن اطلاعات با پستها و نیروگاههاست . PLC وسیله ای است که بوسیله آن انتشار فرکانسهای رادیویی روی خطوط انتقال انرژی امکان پذیر می شود در حالی که رادیو از هوای آزاد بعنوان عامل انتشار استفاده میکند فرکانسهای مورد استفاده PLC در رنج ۵۰۰KHZ-30 است که برای ایزوله بودن از فرکانس ۵۰HZ برق بهمقدار کافی بزرگ می باشد و قدرت آن بین ۱تا ۲۰ وات می باشد .

درحال حاضر علاوه بر استفاده ارتباط صوتی از PLC در موارد دیگری از قبیل کانالهایی برای رله حفاظت ، تلهتری و کنترل فرکانس بکار گرفته میشود . در واقع امروزه استفاده از PLC در اکثر سیستمهای قدرت امری ضروری و اجتناب ناپذیر است . برای انتقال سیگنالهای مخابراتی روی خطوط فشار قوی از طریق PLC احتیاج به سه بخش جداگانه داریم : الف ـ ترمینال PLC ( دستگاه فرستنده و گیرنده )
ب ـ سیستم کوپلاژ ج ـ خطوط فشار قوی
قسمت الف و ج از بحث ما خارج است . برای اتصال ترمینال PLC روی خطوط فشار قوی با توجه به ولتاژ بسیار زیاد خط ، مهمترین مسئله ایزوله کردن دستگاه مخابراتی از این ولتاژ بسیار زیاد می باشد پس به منظور داشتن راندمان بهتر لازم است که بین خطوط انتقال و دستگاه مخابراتی تطبیق امپدانس داده شود . در ضمن دستگاه PLC باید از سیستم فشار قوی و فرکانس آن یعنی ۵۰HZ و ضربه های ناشی از قطع و وصل کلید های قدرت و رعد و برق و غیره ایزوله گردد .
سیستم های کوپلاژ اساساً از سه قسمت تشکیل شده اند :
۱- خازن کوپلاژ ۲- تله موج ۳ـ دستگاه تطبیق با خط
۱ـ خازن کوپلاژ : (High Voltage coupling capacitor)
این دستگاه که از تعدادی خازن سری تشکیل شده است دستگاه PLC را از ولتاژ بسیار زیاد خط ایزوله می کند و در مقابل ولتاژهای مربوطه کاملاً مقاوم می باشد به همین دلیل قیمت آن نیز گران تمام می شود . این قسمت که رابط بینخط فشار قوی و سیستم کوپلاژ ( تطبیق PLC ) است اصلی ترین بخش کوپلاژ را تشکیل می دهد . مقدار خازن های کوپلاژ بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ پیکوفارد می باشد این قسمت سیگنالهای کاربر را هدایت می کند ولی سیگنالهای قدرت ۵۰HZ را از تجهیزا حامل ( کاربر ) جدا می کند .
۲ـ تله موج : Ware Trap or Line Trap
تله موج بطور سری با خط فشار قوی بین نقطه اتصال خازن کوپلاژ و نقطه ورودی خط انتقال به پست قرار میگیرد . این قسمت اساساً یک مدار رزونانس موازی می باشد که باید فرکانس فشار قوی ۵۰HZ را با حداقل تضعیف از خود عبور دهد ولی مانع از عبور فرکانسهای (۳۰-۵۰۰ KHZ) PLC شود . در ضمن قطعات آن باید بتوانند درمقابل ولتاژ و جریانهای موجود در خط انتقال مقاومت کنند .
۳ـ دستگاه تطبیق با خط : Line matchjing unit
این دستگاه بین خازن کوپلاژ و سیستم فرستنده و گیرنده PLC قرار دارد و از سه قسمت اصلی تشکیل یافته است : الف ـ ترانسفورماتور تطبیق matching transformer
ب ـ برقگیر ج ـ درین کویل drain coil
ترانسفرمر تطبیق برای جدا کردن سیستم فرستنده و گیرنده PLC از سیستم فشار قوی و حفاظت آن در مقابل صاعقه و ولتاژهای ضربه ای ناشی از قطع و وصل کلیدها و خطاهای احتمالی دیگر و در ضمن جهت تطبیق امپدانس دستگاه PLC با خط فشار قوی مورد استفاده قرار می گیرد . وظیفه برقگیر حفاظت دستگاه در مقابل ولتاژهای ضربه ای می باشد و ولتاژهای فوق را زمین می کند . درین کویل اساساً یک مدار رزونانس می باشد که وظیفه آن اتصال کوتاه کردن باقیمانده برق فشار قوی به زمین می باشد ، بنابراین درین کویل باید برق شهر با فرکانسهای ۵۰Hz را بخوبی از خود عبور دهد ولی درمقابل فرکانس های بالای PLC بشدت مقاومت کند .

۴) حفاظت پستهای فشار قوی
حفاظت توسط رله ها :
رله به دستگاهی اطلاق می گردد که در اثر تغییر کمیتی الکتریکی یا مکانیکی مشخص تحریک گردیده و سبب به کار افتادن دستگاههای الکتریکی دیگری می گردد .
رله حفاظتی رله ای است که بمنظور حفاظت دستگ

اهها و تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد . رله ها را می توان ازجهات مختلف دسته بندی نمود یکی از این جهات کمیت مورد کنترل رله می باشد به این ترتیب رله ها به انواع زیر دسته بندی میشوند :
۱ـ رله های جریانی ( یعنی رله هایی که جریان را کنترل می کنند ) مانند رله های اضافه جریان ـ دیفرانسیل

۲ـ رله های ولتاژی ( یعنی رله هایی که ولتاژ را کنترل می کنند ) مانند : رله های اضافه ولتاژ ـ افت ولتاژ ـ تنظیم ولتاژ
۳ـ رله های واتمتریک ( یعنی رله هایی که جریان و ولتاژ را به اشکال مختلف کنترل می کنند )مثل رله های کشنال و دیستانس
۴ـ رله های فرکانسی ( یعنی رله هایی که فرکانس را کنترل می کنند )
۵ـ رله هایی که کمیات غیر الکتریکی را مثل : گاز فشار و یا حرارت کنترل می کنند مانند رله های : بوخهلتس ، رله ای حرارتی و…
۱ـ۴) رله اضافه جریان
ساختمان ابتدایی یک رله اضافه جریان ممکن است .
عبور جریان از سیم پیچها باعث بحرکت در آمدن قسمت های متحرک در رله و در نتیجه وصل کنتاکت مربوط به صدور فرمان می گردد . می توان از طریق کشش فنر نگهدارنده رله یا از طریق تغییر تعداد دور رسم پیچ تنظیم جریان رله را می توان تغییر داد . به این رله ها ، رله های اضافه جریان با عملکرد آنی یا رله های اضافه جریان با عملکرد بدون زمان می گویند . معمولاً به هنگام وصل مدار ، برای چند لحظه اول جریان زیادی در مدار برقرار می شود و در چنین شرایطی اگر رله اضافه جریانی که در صفحه قبل تشریح مدار وجود داشته باشد موجب قطع کلید خواهد شد لذا معمولاً رله ها را به ترتیبی طراحی می کنند تا هنگام تشخیص اضافه جریان بلافاصله فرمان تریپ ندهد . بلکه بعد از مقداری تأخیر ( در حدود چند ثانیه ) فرمان تریپ بدهد . به این رله ها رله های اضافه جریان تأخیری زمان معین می گویند .
در شبکه معمولاً اضافه جریان بام مقادیر مختلف اتفاق می افتد . مثلاً اضافه جریان در حدود ۵/۱ برابر جریان نامی شاید برای چند لحظه روی شبکه و سیستم قابل تحمل باشد ولی اضافه جریان معادل ده برابر جریان نامی بهتر است که هر چه سریعتر حذف شود. لذا وجود رله هایی لازم است که اضافه جریان های زیاد را خیلی زود و اضافه جریانهای کم را قدری دیرتر قطع کنند . به این رله ها ، رله های اضافه جریان زمان معکوس می گویند . یعنی رله هایی که مدت زمان عملکرد شان با مقدار اضافه جریان نسبت عکس دارند . هر چه مقدار اضافه جریان بیشتر باشد زمان عملکرد کوتاهتر می‌شود. گاهی رله های تاخیری را به یک رله بدون زمان نیز مجهز می کنند .
حال که صحبت از تنظیم رله های اضافه جریان شد اشاره مختصر به این نکته بد نیست که : تنظیم جریان و زمان یک رله اضافه جریان با توجه به شرایط زیر تعیین می شود :
الف ) تنظیم جریان رله با جریان نامی مدار مناسبت داشته باشد یعنی (۱٫۴XIN تا ۱۸۵)
ب ) تنظیم جریان با توجه به قدرت اتصال کوتاه در مدار انجام شود .
( یعنی به گونه ای تنظیم شود که اتصالیهای خیلی دور را به خاطر جریان کم نبیند).
ج ) تنظیم جریان و زمان بگونه ای انتخاب شود که هر رله با رله های قبل و بعد از خود هماهنگ عمل کند .
۲ـ۴) رله اتصال زمین
به منظور حفاظت تأسیسات و تجهیزات پستها و نیروگاهها علاوه بر رله اضافه جریان از رله اتصال زمین نیز برای جلوگیری از بروز اتصالیهای فاز با زمین استفاده می شود که بدو صورت است : الف ) حفاظت شبکه زمین شده ب) حفاظت شبکه ایزوله یا زمین نشده .
الف ) حفاظت شبکه زمین شده : به سه طریق ممکن است صورت بگیرد :
۱ـ الف ) قرار دادن یک ترانس جریان در محل اتصال مرکز سیستم با زمین و ال به این قسمت اتصال زمین پیش آید جریان اتصال زمین از محل اتصال مرکز ستاره به زمین عبور کرده و رله اضافه جریان را تحریک می کند .
۲ـ الف) قرار دادن یک ترانس جریان روی کابل خروجی بدین ترتیب در شرایط عادی که جریان سه فازه تقارن دارد جمع برداری جریانها صفر بوده و در ثانویه ترانس جریان ، جریانی وجود ندارد ولی چنانچه به هرعلتی تقارن جریان از بین برود مثلاً بخاطر وجود اتصال زمین ، رله اضافه جریان تحریک شده و عمل می‌کند.
۳ـ الف) قرار دادن ترانس جریان روی هر فاز البته با مشخصات فنی کاملاً مساوی و پارالل کردن ثانویه این ترانسهای جریان و اتصال این مجموعه پارالل شده به یک رله اضافه جریان. چنانچه جریان سه فاز متقارن باشد جمع ثانویه سه ترانس جریان برابر صفر خواهد بود ولی چنانچه جریان سه فازه از حالت تقارن خارج شود دیگر جمع ثانویه سه ترانس جریان برابر صفر نیست و جریان بوجود آمده از رله اضافه جریان عبور می کند که در صورت رسیدن این مقدار جریان به حد نمظیم شده روی رله ، رله عمل خواهد کرد . ثانویه آنها قبل از پارالل شدن هر کدام از یک رله اضافه جریان نیز عبور کرده اند . در این حالت خط مورد نظر به رله اضافه جریان حساس تر در نظر می گیرند و تنها ویژگی رله اتصال زمین در شبکه زمین شده نسبت به رله اضافه جریان فقط همین است به لحاظ اصول کار و ساختمان داخلی رله های اتصال زمین و اضافه جریان هیچ تفاوتی با یکدیگر ندارند.
ب ) حفاظت شبکه ایزوله یا زمین نشده : هرگاه شبکه ای زمین نشده باشد جهت تشخیص خطای زمین از ناتعادلی ولتاژها استفاده می شود . بدین صورت که سیم پیچی ثانویه سه دستگاه v.t را که بر روی سه فاز نصب شده اند بصورت سری بهم متصل نموده و با تشکیل یک مثلث باز (Open delta) دو سر انتهایی را به رله ولتاژ می بندیم . در حالت عادی ولتاژ دو سر مثلث باز صفر است چون این ولتاژ جمع برداری ولتاژ سه فاز می باشد ولی به هنگام اتصال یک فاز با زمین جمع ولتاژ دو فاز سالم که برابر است با ولتاژ یک فاز ، بدو سر مثلث باز یا رله ولتاژی قرار می گیرد . رله اتصال زمین به همراه رله اضافه جریان بعنوان حفاظت اصلی و یا ذخیره تجهیزاتی از قبیل خط ، ترانس ، باسبار ، و ژنراتور مورد استفاده قرار می گیرد .
۳ـ۴) رله دیفرانسیل (Differctial relay)
یکی دیگر از رله های جریانی که تفاوت دو جریان را کنترل می کند رله دیفرانسیل می باشد .مثلاً جریان ورودی به یک سیستم با جریان خروجی از آن . قاعدتاً چنانچه سیستم اتصال داخلی نداشته باشد می بایستی جریان ورودی و خروجی آن برابر باشد . از رله دیفرانسیل برای ژنراتورها ، باسبار ها و ترانسهای قدرت استفاه می شود . مواردی پیش می آید که اتصال کوتاه در خارج از محدوده مورد حفاظت رله دیفرانسیل اتفاق بیفتد و جریان زیادی از دو طرف سیستم مورد حفاظت به جهت اتصال کوتاه عبور کند طبعاً این دو جریان باهم بایستی برابر باشند ولی بخاطر اشباع متفاوت ترانسهای جریان ، جریانها در طرف ثانویه ترانس جریانها به یک نسبت منتقل نشده و در طرف ثانویه تفاوت جریان به وجود می آید در این حالت رله دیفرانسیل به اشتباه عمل می کند . برای مقابله با این خطا رله دیفرانسیلرا به عضو سد کننده (restraining element) یا به عبارت دیگر (Estab;izing element) مجهز می کنند . عملکرد رله دیفرانسیل به نسبت بین جریان سد کننده و جریان عمل کننده بستگی دارد . چنانچه از رله دیفرانسیل برای حفاظت ژنراتور استفاده شود مشکل زیادی وجود نخواهد داشت چراکه جریان دو طرف بوبین ژنراتور برابر است . استفاده از رله دیفرانسیل برای حفاظت باسبار این مسئله را پیش می آورد که ورودی و خروجی باسبارها معمولاً بیشتر از یکی می باشند . ولی بهر حال این قانون وجود دارد که مجموع جریانهای ورودی و به باسبارها با مجموع جریانهای خروجی از آن برابر می باشند به عبارت دیگر جمع جبری جریانهای ورودی و خروجی از باسبارهای مساوی صفر می باشد .
استفاده از رله دیفرانسیل برای حفاظت ترانس قدری پیچیده تر است چون در ترانسفورماتورها به خاطر تفاوت پتانسیل و بخاطر وجود گروههای مختلف اتصال در‌دو‌طرف‌ترانس‌اختلاف مقداری و اختلاف برداری و اختلاف مقیاسی طرفین‌ترانس رفع گردد برای اینکار از ترانس جریانهای فرعی استفاده می شود که به ترانس تطبیق (Trnas former Mathhing) موسوم است . این ترانسها درمسیر ثانویه ترانس جریانهای اصلی قرار گرفته و با توجه به اینکه آنها را می توان برای نسبت تبدیلهای مختلف تنظیم کرد به وسیله آنها می توان اختلاف برداری و اختلاف مقداری جریان طرفین ترانس را رفع نمود .
تا کنون در مورد رله هایی نوشته شد که با جریان کار می کردند اما رله های که با ولتاژ کار می کنند :

۴ـ۹ رله افت ولتاژ (Under voltage reloy)

از این رله در شرایط مختلفی استفاده می شود مثلاً اینکه یکی از دلایل افت ولتاژ در شبکه اضافه شدن بار است پس این رله می تواند با تشخیص افت ولتاژ وارد عمل شده قسمتهایی از شبکه را جدا کرده و بدین ترتیب ولتاژ را اصلاح کند و یا بجای کم کردن بار به قسمتهای نحریک کننده ولتاژ فرمان داده و ولتاژ افزایش پیدا کند . رله افت ولتاژ را می توان روی مقدار ولتاژ مورد نظر تنظیم نمود مثلاً تنظیم روی ۸۰%Vn بدین معنی است که افت ولتاژ را اندازه ۸۰% ولتا

ژ نامی مجاز است ولی چنانچه از ۸۰ % ولتاژ کمتر شود رله عمل می کند حال چنانچه رله افت ولتاژ را به یک تایمر مجهز کنیم در این صورت فرمان رله افت ولتاژ با تأخیری که قبلاً مقدار آن تنظیم کرده این صادر خواهد شد . دیاگرام (۴۲) مربوط به یک رله افت ولتاژ تأخیری می باشد در این دیاگرام ترمینالهای ۱و۲ محل اتصال ولتاژ مورد کنترل ترمینالهای ۳و۴ محل اتصال ولتاژ تغذیه تایمر و ترمینالهای ۵و۶ محل اتصال فرامین مورد نظر می باشد .

۵ـ۴) رله اضافه ولتاژ (over Voltage realy)
برعکس رله افت ولتاژ می باشد بدین ترتیب که چنانچه ولتاژ از مقدار تنظیم شده روی رله ( مثلاً ۱۰%vn ) بیشتر شود رله وارد عمل خواهد شد طبعاً این رله می تواند فقط به قسمتهای تحریک کننده فرمان دهد تا از مقدار تحریک کاسته شده ولتاژ پایین بیاید بنابراین کاربرد این رله روی ژنراتورها و ترانسها می باشد دیاگرام (۴۳) به رله اضافه ولتاژ مربوط می شود . در این دیاگرام ترمینال ۱و۲ محل اتصال ولتاژ مورد کنترل ترمینالهای ۳و۴ محل اتصال ولتاژ تغذیه تایمر و ترمینالهای ۵و۶ محل اتصال فرامین مورد نظر می باشد . ازترکیب رله افت ولتاژ و رله اضافه ولتاژ می توان یک مجموعه به وجود آورد که به رله تنظیم ولتاژ موسوم است و برای ژنراتورها و ترانسهای قدرت استفاده می شود . بدین ترتیب که مثلاً در مورد حفاظت ترانس فرض کنیم نسبت تبدیل یک ترانس KVKV 20/66 باشد . یعنی قرار است که ما همواره ولتاژ ۲۰kv به شبکه بدهیم این در صورتی ممکن است که ولتاژ طرف اولیه ترانس ۶۶kv باشد حال چنانچه ولتاژ طرف اولیه زیاد یا کم بشود طبعاً ولتاژ طرف ثانویه دیگر بیست کیلو ولت نخواهد بود یعنی به همان نسبت کم یا زیاد خواهد بود مثلاً چنانچه ولتاژ طرف اولیه ۶۰kv باشد در طرف ثانویه ۱۸٫۲kv خواهیم داشت . این ولتاژ بایستی اصلاح شود و در مورد ترانس تنها راه چاره تغییر نسبت تبدیل آن می باشد یعنی ترانس که تا حالا نسبت تبدیل آن ۶۶/kv بوده حالا بایستی به نسبت تبدیل ۶۰/۲۰kv تغییر پیدا کند . این تغییر را به وسیله تغییر درتعداد دور سیم پیچ می تون ایجاد کرد . در این شرایط ، هر چند به تعداد دور ثانویه اضافه کنیم در طرف ثانویه ولتاژ بیشتری خواهیم داشت . بنابراین ترانسها را معمولاً به گونه ای می سازند که بتوان تعداد دور سیم پیچ آنها را کم یا زیاد کرد و به سیستمی که این تعداد دور سیم را کم یا زیاد می کند سیستم Top Changer می گویند .
طرز کار تپ چنجر بدین ترتیب است که چنانچه ولتاژ کاهش یابد رله افت ولتاژ در داخل رله تنظیم ولتاژ آنرا حس کرده و بعد از چند ثانیه به موتور تپ چنجر فرمان مثلاً راستگرد را می دهد تا بدین وسیله تعداد سیم پیچهای ترانس افزایش یافته و ولتاژ بالا برود تا جاییکه رله افت ولتاژ که تحریک شده بود آزاد شود و چنانچه ولتاژ افزایش پیدا کند رله اضافه ولتاژ آنرا حس کرده و بعد از چند ثانیه به موتور تپ چنجر فرمان چپ گرد ( برعکس حالت قبلی ) تا بدین وسیله تعداد دو سیم پیچهای ترانس کاهش یافته و ولتاژ پایین بیاید . اگر ترانس دارای دو سیم پیچ باشد مثلاً : ۶۶/۲۰kv و ۱۳۲/۲۰kv معمولاً سیسنم تپ چنجر را ر طرف فشار قوی ترانس قرار می دهند .
فرمان تپ چنجر یا رله تنظیم ولتاژ را ر جهت افزایش ولتاژ را فرمان Rise و فرمان رله را در جهت کاهش ولتاژ را Lower می گویند .
برای جلوگیری از عملکرد رله درمقابل نوسانات همیشگی شبکه معمولاً حساسیت رله را تنظیم روی ۲%un تنظیم می گذارند .

برای جلوگیری از عملکرد رله درمقابل تغییرات ولتاژ گذرا و کوتاه مدت ( مثلاً چند ثانیه ) رله را به یک تایمر نیز مجهز می کنند که صدور فرامین با قدری تأخیر انجام شود برای جلوگیری از متلاشی شدن تپ چنجر به هنگام عبور جریان اتصال کوتاه و سوختن کنتاکتهای آن ، رله ولتاژ به قسمت دیگری مجهز می شود که در آن قسمت دو عامل جریان و ولتاژ کنترل می شود تا چنانچه جریان از حد تنظیم خارج شود ( بیشتر شود ) مثلاً ۱٫۱In یاولتاژ از حد تنظی

م شده کمتر باشد مثلاً ۸۰%un ، این قسمت فرامین رله تنظیم ولتاژ را بلوکه کرده و اجازه نمی دهد تا تپ چنجر در شرایط اتصال کوتاه عمل کند .
از دیگر رله هایی که اطلاعاتشان را از ترانس ولتاژ دریافت می کنند رله های فرکانس هستند :

۶ـ۴) رله اضافه فرکانس (over freguency relay)
معمولاً در نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرند چنانچه تعداد دور گردش ژنراتور زیاد شود فرکانس تولید بالا می رود در این شرایط رله اضافه فرکانس وارد عمل شده و فرامین لازم را میدهد .

۷ـ۴) رله افت فرکانس (under freguency relay)
این رله معمولاً در پستهای توزیع نصب می شود چراکه از راههای جلوگیری از افت فرکانس کم کردن از بار ژنراتور ها می باشد . حال چنانچه در سیستم فرکانس افت کند رله افت فرکانس آنرا دیده و قسمتهایی را که قبلاً در نظر گرفته شده از شبکه جدا می کند تا بار ژنراتورها کم شده و سرعت گردش آنها اصلاح بشود .

۸ـ۴) رله اضافه فلوی مغناطیسی (over flux relay)
این رله نیز بر اساس سنجش دو عامل ولتاژ و فرکانس عمل می کند .وظیفه این رله جلوگیری از اضافه شدن فلوی مغناطیسی در هسته ترانس می‌باشد . اضافه شدن فلوی مغناطیسی در هسته ترانس با ولتاژ نسبت مستقیم و با فرکانس نسبت عکس دارد . بنابراین رله اضافه فلو نسبت را می سنجد .و چنانچه این نسبت از عدد تنظیم شده بیشتر شود رله وارد عمل شده و پس از طی زمان تنظیم شدن فرمان لازم را می دهد .

۹ـ۴) رله دایره کشنال
برای ایجاد حفاظت سلکتیو در شبکه ها از رله های

دایرکشنال استفاده می‌شود. برای اینکه هنگام بروز اتصالی در یک نقطه فقط قسمت معیوب از شبکه جدا گردد بسته به نوع شبکه تدابیر مختلفی اتخاذ می شود که رله دایر کشنال این تصمیمات را عملی می سازد .

۱۰ـ۴) رله دیستانس (Distane relay)
در شبکه های فشار قوی برای حفاظت خط از رله دیستانس استفاده می شود . واکنش رله دیستانس در برابر اتصالی معمولاً نسبت به فاصله نقط

ه اتصالی تا محل نصب رله تعیین می گردد . بدین ترتیب که ویژگیهای مقاومتی هر کیلومتر از خط معلوم است . بنابراین چنانچه در فاصله معینی اتصالی پیش آید مقدار مقاومت ظاهری ( امپدانس یاz )، مقاومت اهمی ( رزیستانس یا R ) و مقاومت سلفی (اندوکتانس یا XL ) و هدایت ظاهری ( آدمیتانس ) و… آن معلوم است . اتصالی معمولاً با افت مقاومتهای گوناگون خط همراه است . بنابراین چنانچه یک رله دیستانس نسبت به مقاومت ظاهری خط حساس باشد چنانچه مقاومت ظاهری خط ازمقدار تنظیم شده روی رله دیستانس کمتر شود رله دیستانس عمل خواهد کرد . با توجه به رابطه مقدار امپدانس با ولتاژ نسبت مستقیم و با جریان نسبت عکس دارد . در شرایط عادی ولتاژ خط به اندازه نامی و جریان خط معمولاً زیر مقدار نامی یا حداکثر به اندازه آن می باشد . بنابراین اندازه امپدانس قابل محاسبه می باشد . حال چنانچه در شبکه اتصالی پیش آید جریان زیاد شده و برعکس ولتاژ افت خواهد کرد . به این ترتیب با توجه به رابطه بالا مقدار امپدانس کم می شود . هر چه محل اتصال نزدیکتر به محل نصب رله باشد امپدانس خط اتصالی شده کمتر خواهد بود و چنانچه مقدار امپدانس کمتر از آنچه روی رله تنظیم شده است باشد رله دیستانس وارد عمل خواهد شد . اساس کار رله دیستانس می باشد . یعنی در شرایط عادی بوبین مقاومت کننده که از ولتاژ شبکه تغذیه می شود نیروی بیشتری دارد تا بوبن عمل کننده که به جرین شبکه نتصل است . ولی چنانچه اتصالی در شبکه پیش آید جریان زیاد شده و ولتاژ کم می‌شود بنابراین نیروی بوبین عمل کننده بیشتر از نیروی بوبین مقاومت کننده شده و رله عمل می کند .
یعنی در شرایط عادی بوبین نقاومت کننده که از .لتاژ شبکه تغذیه می‌شود نیروی بیشتری دارد تا بوبین عمل کننده که به جریان شبکه متصل است ، ولی چنانچه اتصالی در شبکه پیش اید جریان زیاد شده و ولتاژ کم می شود بنابراین نیروی بوبین عمل کننده بیشتر از نیروی بوبین مقاومت کننده شده و رله عمل می کند . بدین ترتیب امپدانس شبکه تا نقطه اتصالی سنجبده می‌وشود . تا اینجا ساختمان رله به گونه ای است که امپدانس خط را با هر زاویه ای می تواند ببیند . بنبراین اتصال کوتاه در هر طرف رله که باشد ، رله واکنش نشان می دهد . بنابراین مشخصه عملکرد رله دیستانس بصورت دایره می باشد . چنانچه اتصال کوتاه دارای ویژگی صددرصد اهمی باشد چنانچه رو به روی رله واقع شود روی محور R در جهت آن خواهد

بود ولی اگر همین اتصالی پشت سر رله واقع شود روی محور R ولی درجهت مخالف آن خواهد بود حال اگر اتصالی مشخصه کاملاً سلفی داشته باشد و روبروی رله واقع شود روی محور XL و هم جهت با آن خواهد بود ولی اگر اتصالی مشخصه سلفی داشته باشد و پشت سر رله واقع شود روی محور XL و در خلاف جهت آن می باشد و عموماً اتصال کوتاهها در شبکه ترکیبی از مشخصه اهمی و سلفی می باشند . به هر حال کافی است در این شرایط امپدانس کوتاه از مقدار تعیین شده روی محور رله کمتر بشود تا رله عمل کند.
چنانچه در شبکه اتصالی همراه با مقاومت جرقه باشد ، یعنی بجای اینکه دو سیم کاملاً به هم متصل شوند به هم نزدیک شده و هوای بین آنها یونیزه شده و جریان اتصالی از طریق سیمها و جرقه برقرار شود . بنابراین مقاومت جرقه به مقاومت سیمهای هادی اضافه شده و این یک نوع نقص به حساب می‌آید و برای رفع آن راههای متفاوتی وجود دارد از جمله اینکه می توان مرکز دایره امپدانس تنظیم رله را نسبت به مرکز محورهای مختصات امپدانس جابجا نمود .
برای ایجاد هماهنگی بهتر در حفاظتهای یک شبکه ضروری است که هررله دیستانس فقط بتواند اتصالی های روبروی خود را ببیند . بنبراین لازم می شود که

رله دیستانس جهت دار شود . لذا مشخصه دیستانس بصورت چهار گوش روی محور R و محور XL جداگانه انجام می شود . بسته به شرایط و ویژگی اتصالی می توان برای این مشخصه ابعاد مختلفی را در نظر گرفت .
معمولاً خط مورد حفاظت رله دیستانس را به قسمتای مختلف تقسیم می‌کنند و برای هر قسمت یک دیستانس در نظر می گیرند در حفاظت دیستانس به هر قسمت zone می گویند . zone1 نزدیکترین قسمت به محل نصب رله دیستانس می باشد بعد از آن zone2 و سپس zone3 و بعد از آن zone4 می باشد و بخاطر ایجاد اطمینان و هماهنگی بیشتر در عملکرد رله های دیستانس یک شبکه ترتیبی می دهند هر دیستانس در عین اینکه خط مربوط به خود را حفاظت می کند خطوط جلوتر نیز بوسیله زون های بعدی دیستانس حفاظت شوند .

۵) اصول و روشهای بهره برداری از پستهای فشار قوی
اهمیت صنعت برق در جامعه و تکنولوژی امروزی بر همگان معلوم است و این صنعت بعنوان یک صنعت مادر جایی بس عظیم در دنیای عصر ما برای خود باز نموده است . بطوریکه اهم صنایع مستقیماً و یا غیر مستقیم به نیروی الکتریسیته وابسته هستند در همین رابطه بخش عظیمی از سرمایه های هر کشور صرف تأمین نیروی الکتریکی می شود . لذا اتخاذ روشهایی که بر اساس آنها بتوان حداکثر بهره برداری را از تأسیسات مورد نیاز تأمین انرژی الکتریکی نمود حائز اهمیت ویژه ای است : معمولاً جهت تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز یک مصرف کننده احتیاج به احداث مراکز تولید انرژی و پستهای افزاینده و کاهنده و شبکه های انتقال فوق توزیع و توزیع می باشد . بنابراین ضمن طراحی اقتصادی طوریکه با حداقل سرمایه گذاری بتوان حداکثر استفاده از تأسیسات را نمود با بهره برداری صحیح از این تأسیسات می‌توان بطور قابل ملاحظه ای هزینه های تعمیرات و سرویس را کاهش داد .
اطلاعات مورد نیاز بهره بردار از پستی که بهره برداری می کند :
همانطور که می دانیم هر یک از تجهیزات پست دارای یک سری مشخصات فنی می باشد بنابراین کاربرد هر یک از این تجهیزات با توجه به نیاز استفاده از آنها مطابق مشخصات فنی آنها یکی از اصولی است که ضمن کاهش هزینه های اقتصادی اضافی در چگونگی بهره برداری مؤثر می باشد و با توجه و انواع عیوبی که ممکن است برای هر یک از تجهیزات پست رخ دهد وسایل حفاظتی خاصی وارد آید در نظر گرفته می شود . اصولاً انواع و اقسام رله هی حفاظتی برای طراحی های متفاوت جهت حفاظت قسمتهای متفاوت یک سیستم اعم از تولید ، انتقال ، پست و توزیع بکار برده می شود که تا حدودی بررسی شد اما همانطوریکه مشخص است معمولاً این دستگاههای حفاظتی جهت کشف عیوب و نواقصی است که پیش بینی نشده هستند بطوریکه امکان کشف زمان وقوع این عیوب قبل از واقعه ممکن نیست بنابراین نی

از به کنترل دائم پست توسط اپراتور و یا توسط مرکزی که اطاعات مورد نیاز برای کنترل را هر لحظه آماده داشته باشد ( مرکز دسیپاچینگ ) ضروری است چرا که با کنترل به وقع و کاربرد دستورالعملهای بهره برداری صحیح می توان تا حدود بسیار

زیادی ار بروز نقص جلوگیری نمود .

تقسیم بندی تجهیزات در طرح حفاظتی یک پست فشار قوی :
۱ـ وسایل اندازه گیر : شامل ترانس جریان و ترانس ولتاژ PT وCT سنجشی
۲ـ وسایل عمل کننده : شامل دژنکتورها
۳ـ وسایل تصمیم گیر : شامل کلیه رله های حفاظتی برای قسمتهای متفاوت به شرح ذیل :
حفاظتهای خطوط فوق توزیع و انتقال
حفاظت اصلی : دیستانس
حفاظت های پشتیبان : جریان زیاد و اتصال زمین ، جریان زیاد جهت دار و اتصال زمین ، جهت دار خطای دیژنکتور ، اتوکلوزر یا وصل مجدد .

حفاظت های ترانس قدرت :
حفاظت اصلی : دیفرانسیل
حفاظت پشتیبان سمت فشار ضعیف ، اتصال زمین محدود ، جریان زیاد جهت دار و اتصال زمین
حفاظت های عمومی ترانس قدرت : فوی مغناطیسی زیاد ، حرارت سیم پیچها ، حرارت روغن ، یوخهلتس ، دیافراگم
حفاظت های باس بار :
حفاظت اصلی : دیفرانسیل باس بار با چک زون و باس زون
حفاظت پشتیبان : جریان زیاد
حفاظت های خطوط خروجی توزیع : جریان زیاد واتصال زمین ، وصل مجدد
تنظیم ولتاژ : رله تنظیم ولتاژ
حفاظت مدار DC : اتصال زمین DC

دستورالعملها :
وجود دستورالعملها در سیستمهایب بزرگ تولید نیرو در شبکه های به هم پیوسته برای رسیدن به هدفهای اقتصادی ، عملیاتی و اطمینان از شبکه را کاملاً واجب و ضروری است این دستورالعملها خط مشی در بهره برداری را تعیین نموده وکلیه افراد مسئول را جهت به انجام رسانیدن وظائف خود یاری می دهد .
این دستورالعملها دارای محاسن بسیار زیادی می باشند ، از آن جمله وظائف ثابت کارکنان را مشخص نموده و اعمال آنها را در سمت اپراتوری طوری تعیین می نماید که همواره مورد اعتماد مرکز کنترل باشند دستورالعمل مناسب با روشهای منطقی را جهت یک بهره برداری صحیح و مطمئن همواره مشخص نموده و موارد زیر را تعیین می کند :
۱ـ وظیفه ای که هر شخص باید بعهده بگیرد .
۲ـ اطلاعات صحیح و مناسب جهت به انجام رساندن این وظائف .
۳ـ زمان صحیح و دقیق اتفاقات .

۴ـ سوابقی که باید نگهداری شود .
با انجام صحیح این دستورالعملها ، اپراتورها می توانند بطور یکنواخت انجام وظیفه نموده و ضمناً با دقت و جدیتی که در کارها مبذول می دارند ، اعتماد مسئ

ولین را هر چه بیشتر جلب نموده و در این مهم از اختیارات بیشتری توأم با مسئولیت برخوردار شوند .
دستورالعملهای صحیح احتیاج به تجزیه و تحلیل و مطالعه دقیق موضوعات مختلف داشته واغلب راه حلهایی و مسائل جدیدی را باعث می شوند . این دستورات بخصوص برای افراد جدید فوق العاده مؤثر و با ارزش می باشند .

دستورالعمل مخصوص پستها :
این دستورالعملها کاملاً جنبه اختصاصی داشته و طرز عمل و بهره برداری از یک ایستگاه یا پست بخصوص را مشخص می نمایند و معمولاً توسط مرکز کنترل یا رئیس و یا مسئول پست برای افراد آن پست بخصوص تهیه و تنظیم میگردد .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 30000 تومان در 283 صفحه
300,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد