« درجه بندي استاندارد مدار شكنها و گزينش آنها»
ويژگيهاي يك مدار شكن شامل دستگاههاي عملياتي و تجهيزات كمكي كه براي تعيين درجه بندي استفاده ميشوند عبارتند از :
(a) ويژگيهاي اسمي كه به همه مدار شكنها داده ميشود:
1 ـ ولتاژ اسمي 2 ـ ميزان نارسانايي اسمي 3 ـ فركانس اسمي 4 ـ جريان اسمي 5 ـ جريان مدار شكني كوتاه اسمي 6 ـ ولتاژ بازيابي ناپايدار اسمي براي نقصهاي نهايي 7 ـ جريان مدار كوتاه اسمي 8 ـ توالي عملياتي اسمي 9 ـ جريان كوتاه مدت اسمي
(b) ويژگيهاي اسمي كه در موارد خاص داده ميشود به شرح زير است :
1 ـویژگیهای اسمی خطاهای اتصال کوتاه مدارشکنهای سه فاز(قطب)که تا ولتاژ اسمی 72.5kv و یا بیشتر و جریان اتصال کوتاه اسمی آنها تا حدود 12.5KA است وبرای اتصال مستقیم به شبکه های انتقال طراحی شده اند.
2 ـ جریان قطع اسمی شارژخط برای مدارشکنهای سه فازباولتاژاسمی حدود72.5Kv وبرای کلیدزنی خطوط انتقال هوائی .
3 ـ ولتاژ منبع اسمي باز و بسته كردن دستگاهها، در جايي كه كاربرد دارد.
4 ـ فركانس منبع اسمي باز و بسته كردن دستگاهها، در جايي كه كار برد دارد.
5 ـ فشار اسمي منبع گاز فشرده براي عملكرد و قطع جريان ، در جايي كه كاربرد دارد.
(c) ويژگيهاي اسمي انتخابي
1 ـ جريان قطع اسمي خارج از فاز
2 ـ جريان قطع سيم حامل جريان اسمي، براي مدار شكن اسمي سه قطبي كمتر از ؟ و مدار شكنهاي تك قطبي
3 ـ جريان قطع كننده شارژ كابلي اسمي
4 ـ جريان قطع كننده خازن ساده اسمي
5 ـ جريان قطع كننده القابي ضعيف اسمي
6 ـ ولتاژ منبع مدارهاي كمكي اسمي
7 ـ فركانس منبع مدارهاي كمكي اسمي
انواع مدار شكن
نوع مدار شكن معمولاً بر طبق متوسط قطع كنندگي قوس شناسايي ميشود. طبقه بندي مدار شكنها بسته به متوسط قطع كنندگي قوس به شرح زير است :
1 ـ مدار شكن قطع هوا (مدار شكن مينياتوري)
2 ـ مدار شكن روغني (نوع مخزني توده روغن)
3 ـ مدار شكن با حداقل روغن
4 ـ مدار شكن بادي
5 ـ مدار شكن خلاء
6 ـ مدار شكن هگزا فلورايد سولفور (SF6) (فشار ساده يا فشار دوبل
ظرفيت قطع كنندگي ولتاژ واسط نوع
(430-600)V-(5-15)MVA
(3.6-600)KV-500MVA هوا در فشار اتسمفريك -1مدار شكن قطع هوا
(430-600) V هوا در فشار اتسمفريك -2مدارشكن مينياتوري
(3.6-12) KV روغن دي الكتريك -3مدارشكن روغنی
(3.6-145) KV روغن دي الكتريك -4مدار شكن با حداقل روغن
245KV,35000MVA
up to 1100KV,50000mva هوا فشرده bar (40 ـ 20) -5مدار شكن بادي
12 KV, 1000MVA
36KV,2000MVA
145KV,7500MVA
245KV,10000MVA گاز SF6 -6مدار شكن SF6
36KV,750MVA خلاء -7مدار شكن خلاء
500KV DC خلاء وگاز SF6 H.V.DC CB -8
مدار شكن نوع روغني
در مدار شكن روغني، روغن به دو منظور به كار برده ميشود؛ يكي براي قطع كردن قوس و همچنين براي ايجاد نارسانايي بين قطعات حامل جريان و مخزن فلزي . اين نوع در ميان سه نوعي كه در قرن دهم توسعه يافته بودن، قديمي ترين است.
در سادهترين شكل اين نوع، فرآيند جداسازي كنتاكتهاي حامل جريان در زير روغن بدون هيچ كنترلي در زير روغن انجام ميشد و از طرفي افزايش طول بواسطه كنتاكتهاي متحرك سبب شد كه سيستم برقي با ولتاژ زيادتر و ميزان نقص بيشتر توليد شود اين نوع مدار شكنها نميتوانستند پاسخگوي نيازمنديها باشند. روشهاي گوناگون كنترل فرآيند قطع كنندگي توسعه يافته و ارتقا پيدا كردنداين مسئله به گسترش مدار شكن روغني قطع كننده كنترل شده منجر شد اين نوع مدار شكنها از يك محفظه فشار بهره ميبرد و هنوز نيز به واسطه قيمت ارزان براي ساخت و عملكرد عالي در قسمت قطع كننده نهايي، طول شكاف و مدت زمان جرقهزني به طور گسترده ازآن استفاده ميشود.
طرحهاي مختلف بر اساس سليقه نوع نيازمنديهاي كارخانههاي سازنده و طراحان وجود دارند مانند Cross jet type ، Explosion pot ، Baffle pot و غيره .
بسياري از مدار شكنهاي روغني داراي دستگاههاي كنترل قوس خاص هستند كه بيشتر آنها به اصول محفظه فشار ساده مبتنی شدهاند كه براي بهبود ظرفيت قطع جريان بايك سري اصلاحات معيني همراه شده است.
بسته به اصول كار محفظههاي فشار خاص، مدار شكنها به انواع زير طبقه بندي مي شوند :
1 ـ مدار شكنهاي روغني ضربهاي با قطع كننده هاي شبكهاي
2 ـ قطع كننده با دو محفظه فشار قوس
3 ـ مدار شكنهاي روغني با محفظه فشار جهت محوري
شكل 1 نماي مكانيزم قرار گرفتن كنتاكتهاي kv33 ، نوع OKm، ساخته شركت الكترونيكي انگليسي M/S ، را نشان ميدهد.
كنتاكتها توسط يك اهرم (L) به صفحه بالايي بسته و از طريق رابطههاي M به پل بالا رو N متصل شده است.اهرام (L) برروي شفتي (H) كه به ياتاقانها در صحفه بالايي متصل شده است، قرار گرفته است اين اهرام توسط يك میله مهار (G) كه بوسيله يك كوپلبنگ (J) قابل تنظيم به ميله فنري x متصل شده است، يك واشر روغن (F) براي جلوگيري از نشتي از صفحه بالايي به خوبي درزبندي شده است و يك بازوي شاخص بوسيله يك خار (E) برروي انتهاي متحرك اهرم كار گذاشته شده است.پل بالارو (N) ميلههاي بالارونده را نگه ميدارد و كنتاكتهاي متحرك (R) به شكل عمودي بر روي ميله (I) راهنما حركت ميكنند. ميلههاي (D) به قسمت انتهاي بالايي ميلههاي راهنما بسته شدهاند و خود ميلههاي راهنما نيز توسط گيرههايي (A) كه از جنس فنر شتابدهند (C) است به صفحه بالايي متصل شدهاند.اين فنرها توسط ضربه حاصل از بسته شدن پل بالا فشرده ميشوند و نيروي پرتابي از قطع مدار در حين باز شدن ايجاد ميشود . اين مكانيزم از حركت بيش از اندازه در هنگامي كه مدار دو حالت بسته است توسط گيرههاي B قابل تغيير در صفحه بالايي، جلوگيري ميكند. در انتهاي پاييني هر ميله راهنما يك ضربه گير (P) روغن وجود دارد.
اين ضربه گيرهاي روغني از حركت رو به پايين و حركت آزادانه كنتاكتها جلوگيري ميكنند. قطعه در حال كار از اين نوع مدار شكن محفظه سيلندري است كه به عنوان يك قطع كننده است. نماي يك قطع كننده در شكل (2) نشان داده شده است. اين قطع كننده به قطع كننده جريان كه در قسمت بالا است وصل شده است . (از طريق پيچ كردن).
درون محفظه صفحههاي تقسيم نارسانا قرار دارد كه به شكل مار پيچ و مسيرهاي جريان روغن ميباشند. قطعه سوار شده در بالاي محفظه يك كنتاكت حامل جريان چند شاخهاي فنري است، انگشتيهايي كه شكل مدور قرار گرفتهاند براي درگير شدن با كنتاكت متحركي كه از نوع ميله يك تكه شمعي است، ميباشند.انگشتيهاي چند شاخهاي متناوب براي ـ تشكيل كنتاكتهاي جرقهزن ايجاد شدهاند. اين قطعات حامل جريان قوسي ميباشند و از قسمتهاي حامل جريان طبيعي در مقابل سوختن محافظت ميكنند، كنتاكتهاي متحرك توسط پيچهايي در انتهاي ميله عرضي كه به ميله بالارو متصل شده است . جداسازي كنتاكتها و بيرون كشيدن قوس در مكان قطع كننده جريان كه تقريباً حركت روغن را به طور كامل محدود ميكند، انجام ميشود.فضاي دروني قابل دسترس براي گاز اگر چه خيلي كوچك است، توسط كنتاكت متحرك ايجاد ميشود، و يك فشار توليد ميشود كه به سرعت توليد گاز و سرعت جريان آن در ميان منفذ بستگي دارد.اين نوع مدار شكنهاي روغن ظرفيت قطع كنندگي خيلي بيشتر نسبت به نوع ساده آنها دارند.
مدار شكنهاي روغني با حجم كم روغن
براي جلوگيري از افزايش ولتاژ سيستم و ميزان نقص مدار شكنهاي روغني به مقادير زياد روغن نارسانا نياز داشتند كه اين باعث ميشد اندازه اين سيستمها بزرگ و سنگين شود و اين مسئله باعث ميشد كه هزينه سیستمهاافزايش پيدا كند. به طور همزمان پيشرفتهايي در تكنيك سراميك سازي ايجاد شد.وظيفه روغن به عنوان يك نارسانا در مدار شكنهاي روغني به قطعات چيني محول شده بود .تنها مقدارکمی روغن براي خنك كردن قوس در اين دستگاهها به كار ميرفت.
مزيتهاي اين دستگاه به توسعه آن در قاره اروپا منجر شد و استفاده از مدارشكنها با حجم كم روغن متداول شد.مانند مدار شكنهاي روغني مخزني اين نوع مدار شكنها نيز مراحل توسعه متعددي را در رابطه با طراحيهاي متغير محفظه جرقه زني گذارندهاند.
مدارشكنهاي روغني با حجم كم امروزه تا ولتاژ kv36 و ميزان نقصي متناسب با حداكثر ولتاژ در دسترس ميباشند.برعكس عملكرد مدارشكنهاي ضربهاي ، مثل مدار شكنهاي بادي كه در آنها قطع كنندگي قوس الكتريكي بازيابي دي الكتريكي تحت تأثير يك واسط خنك كننده خارجي ميباشد، فرآيند قطع كنندگي قوس الكتريكي در مدار شكنهاي روغني با حجم كم منشأ ترموديناميكي دروني دارد.
در حين عمليات قطع جريان يك قوس در روغن بين كنتاكت متحرك و كنتاكتهاي ثابت ایجاد می شود. قوس به طور عمودي در محفظه احتراق امتداد يافته اندازه فاصله ايجاد شده براي تحمل ولتاژ كنتاكتها كافي میباشد. افزايش دروني ناشي از تجزيه و تبخير روغن توسط قوس (يا قوس الكتريكي)يك حركت سريع خنك كننده را دور قوس بوجود ميآورد كه اين تاثير خود خنك كنندگي يك سرمايش سريع در كل قسمت بوجود ميآورد.بازيابي دي الكتريكي به اندازه كافي سريع است كه از محدود كردن قوس بعد از ميان جريان صفر جلوگيري ميكند. در حال حاضر توليدكنندگان مدار شكنها با حجم كم روغن زياد است . اصول كار كرد اين نوع مدار شكنها، درنماي قطاعی _ قطعات در حال كارمدار شكن MVA3500 kv 170 نشان داده شده است.
مدار شكن M/ SDallo france در شكل (4) نشان داده شده است. مهمترين قسمت اين نوع مدار شكن محفظه قطع كننده آن است (يا محفظه خنك كننده) .
اين قسمت به شكل يك سيلندر حاوي روغن نارسانا ميباشد، محور آن ميله كنتاكت را حركت ميدهد و درون قسمت عمل قطع كردن اتفاق ميافتد .محفظه جرقهزني، در قسمت چهار چوب توسط يك مكانيرم انضمام لوله پشتيباني ميشود كه وظيفه اين قسمت حركت دادن ميله كنتاكت مطابق با ضربههاي وارده توسط مكانيزم كنترل است. در حالت روشن، جريان از پايانه جريان بالايي (1) به سمت انگشتيها (2) جريان پيدا ميكند، ميله كنتاكت متحرك (7) را دنبال كرده و به پايانه(10) جريان رسيده و از انگشتيهاي كنتاكت (8) عبور ميكند. در هنگام شروع ضربه و قبل قطع كردن جريان. ميله كنتاكت به شدت پايين كشيده ميشود. بخشها توسط فنري قطع كننده يك حركت بازكننده خيلي سريع را آغاز ميكند. بعد از آن ، يك قوس، بين سرهاي (6) ميله كنتاكت و واشر حلقهاي (3) ثابت جرقهزن كه از انگشتيهاي كنتاكت بالايي محافظت ميكنند ضربه وارد ميكند.در اين لحظه گازها بدون هيچ مانعي به سمت بالاي دستگاه هجوم ميآورند. ميله كنتاكت خيلي سريع به يك سرعت خطي خيلي زياد ميرسد؛ اين قوس را به سمت پايين حركت داده و براي ورود به محفظه احتراق جايي كه به شكل مستقيم نگهداري شده و در يك مسير مخالف با مسير خروج گازها به سمت روغن تازه امتداد يافته است. به آن نيرو وارد ميكند. هنگامي كه قوس در كوتاهترين مقدار ممكن است ولتاژ قوس به كمترين مقدار خود رسيده و مقدار انرژي هدر رفته نيز كاهش مييابد. هنگامي كه گازها نميتوانند آزادانه گسترش پيدا كنند، يك فشار قابل ملاحظه در محفظه احتراق ايجاد ميشود، از اينرو يك جريان محوري رو به بالا از بخار روغن توليد شده و توده گاز يونيزه شده به شدت از محيط خارج ميگردد. از اينرو يك فاصله بهينه و مطلوب فراهم شده است، پاشیدن روغن باعث ميشود كه استحكام ديالكتريك به سرعت افزايش مييابد، و در آغاز شروع جريان، از محدود شدن و قطع شدن قوس جلوگيري نميشود. محفظه احتراق (5) براي تحمل فشارهاي زياد در نظر گرفته شده است. اين قسمت با اجزاء مختلف توسط صحفههايي تقسيم بندي شده است كه وظيفه آنها نگهداري مقدار معيني روغن تازه در حين اولين مرحله قطع جريان است، اين عمل اين امكان را فراهم ميكند كه دومين مرحله قطع بطور کاملا" ايمني در جريان اتصال كوتاه کامل، اتفاق بيفتد.
مدار شكنهاي با حجم روغن كم به ترانسفورماتورهاي جريان جدا از نوع پيچي نياز دارند . هنوز اين نوع مدار شكنها در همه ولتاژ -ها از kv33 به بالا از نظر هزينه حتي همراه با ترانسفوماتور با مدار شكنهاي روغني غربي رقابت ميكنند.
مزاياي ديگري كه ميتوان در كل براي اينگونه مدار شكنها جمع بندي كرد در زير آمده است :
(I) حمل و نقل آسان به واسطه وزن كم و اندازه كوچك
(II) داشتن ساختار ساده كه نصب و راه اندازي را ساده ميكند.
(III) نگهداري سريع و ساده
يكي از محدويتهاي كه بر سر راه اين نوع مدار شكنها گذاشته شده است خدمات نگهداري متوالي است. به واسطه وجود حجم كم روغن و آمادگي براي بونيزاسيون سريع ، احتمال بروز قطع و وصل بدليل وجود نقص زياد در اين مدارها وجود دارد. به واسطه چنين دلايلي نميبايست اين نوع مدار شكنها را رد كرد مگر اينكه ار لحاظ اختلاف هزينهها با مدار شكنهاي نوع مخزن روغن به صرفه نباشد. به دلايلي زيادي ترديدهايي درباره توانايي اين نوع مدار شكنها براي عمل بازو بستن بيان شده است. هر چند مدار شكنهاي با حجم كم روغن توسط سازندگان اين نوع مدار شكنها جهت عمل بازو بستن سريع طراحي و ساخته شده است.
ظرفيتهاي قطع كننده اسمي به طور مطمئن توسط مدار شكن در تمامي انواع مدارشكنها و طرحهاي مختلف آنها تامين شده است، ولي بسته به اصول قطع كنندگي قوس به كار گرفته شده، اشكلاتي در اجراي وظايف ويژه آنها بوجود آمده است.
معايب اين نوع مدار شكنها در زير قابل ملاحظه است:
(I) وصل خطوط بدون بار (Switch unloaded Lines)
(II) بروز نقصها (Evolvin Faults)
(III) قطعی خارج از فاز
مدار شكنها با حجم كم روغن مزاياي كمتري نسبت مدار شكن بادي تحت شرايط ذكر شده در زير دارند :
1ـ نقصهاي كيلومتريك
اين به اين دليل است كه مدار شكنهاي روغن براي فركانسهاي عادي ولتاژ محدود كننده حساسيت كمتري دارند.
2 ـ قطع جريان ترانسفورماتورهاي در حال بارگیری
پديده قطع جريان كه ولتاژ زيادي را بوجود ميآورد، در اين نوع مدار شكنها،(natarulzero) قبل از جريان فنر حاوي هنگاميكه انرژي قطع كننده قوس براي جريان قطع شده مناسب است، خيلي جدي نيست .
1 قطب مدار شكن -2 محفظه مكانيزم قطع جريان 2a . در پوش محفظه مكانيزم -3 كلاهك قطب .4 سيلندر قطب 5 . محفظه هندل .6 پايانه اصلي بالايي. .13 پايانه اصلي تحتاني ..22 محفظه هواكش .23 شاخص سطح روغن
82 . كليد فشاري حالت خاموش 88. كليد فشاري . حالت روشن 98. . شاخص مدار شكن.99 . شمارنده عملكرد . 119 . دستگيره حمل و نقل دستگاه .
مدار شكنهاي خلاء
نماي قطاعي يك مدار شكن خلاء در شكل (6) نشان داده شده است. مهمترين قسمت اين نوع مدار شكن قطع كننده خلاء ميباشد، نما از بالاي اين قسمت در شكل (7) داده شده است. هنگامي كه كنتاكتها جدا ميشوند، جريان براي قطع شدن يك تخليه الكتريكي قوسي بخار فلزرا آغاز كرده و از طريق اين يونيزاسيون شديد گازي (پلاسما) تا شروع جريان بعدي (صفر جريان)، در مدار جاري ميشود. سپس قوس قطع ميشود و بخار فلز هادي در عرض يك ميليونيم ثانيه برروي سطوح فلز به مايع تبديل ميشود. در نتيجه قدرت ديالكتريك خيلي سريع افزايش پيدا ميكند. ميداني كه خود به خود ايجاد شده است باعث ميشود كه بخش انتهايي قوس حركت كند و بدين وسيله از گرم شدن بيش از اندازه محلي هنگاميكه جريانهاي زيادي در حال قطع شدن هستند، جلوگيري ميشود. جريان مينيمم معيني براي حفظ تخليه الكتريكي قوسي بخار فلز، مورد نياز است. براي جلوگيري از محدود شدن قوس يا جرقه از عبور طبيعي تا فاز صفر، بنابراين قوس الكتريكي خود انرژي را براي راه اندازي خودش تامين ميكند.
افزايش سريع قدرت ديالكتريكي در هنگام قطع اين امكان را بوجود ميآورد كه قوس به شكلي ايمن قطع شود، حتي اگر جداسازي كنتاكت فوراً پيش از صفر جريان اتفاق بيافتد ماكزيمم زمان جرقه زني براي انجام عمل آزاد سازي توسط آخرين قطب 15 ميلونيم ثانيه زمان بندي شده است.
بعلاوه ولتاژ قوسي ايجاد شده در قطع كننده خلاء بدليل رسانايي زياد پلاسما بخار فلز پايين است (بين 20 تا 200 ولت)
بنابراين دلايل انرژي قوس ايجاد شده در حين قطع جريان خيلي كم است. با اين حساب اتصال زياد خواهد بود. عملكرد دستگاه نيز در برابر آلودگي ايمن خواهد بود به اين دليل كه قطع كنندهها بدون هيچ منفذي درزبندي و شدهاند.
رنج كارخانهاي مدار شکن M/S اين مدار شكن را تا ولتاژ اسمي kv36 پشتيباني ميكند.
مدار شكنهاي خلاء براي كاربردهاي كارخانهاي مناسباند، درجايي كه فركانس سوئیچینگ شديداً با آلودگي زيادي تركيب شده است.
1. قطع كننده خلاء
-2 پايانه ترمينال
.3 اتصال قابل انعطاف
-4 عايقهاي پشتيبان
.5 محور راهاندزي
6- میله رابط
7- شفت عملکردمشترک
8- صفحه عملکرد
9- قفل کننده بادامکی
10- فنر نگهدارنده
11- فنر قطع کننده
12- فنر بار
13- اصال اصلی
شکل (7)
مدار شكنهاي (GIS) SF6
ساختار :
يك مدار شكن سه قطبي 8D.2 در شكل (1) نشان داده شده است. براي مثال هر يك از قطبهاي 132 كيلو ولتي شامل يك محفظه هستند (11) هر محفظه حاوي يك واحد قطع كننده(22)يك محفظه مبدل (15)یك مكانيزم تنظيم(14) و يك مخزن روغن است(14.3) محفظه قطع كننده گازگيري شده توسط دو جوش درزبندي و پلمب شده است(29).(شكل 2 درصفحه بعد) از اينرو اين مدار شكن به شكل يك اتاقك پرشده از گاز مستقل ميباشد.فشار گاز در هر يك از قطبها توسط يك فشار سنج در واحد كنترل نشان داده ميشود و توسط يك مونيتور تراكمي قابل كنترل است.واحد كنترل و نظارت در اتاقك كنترل نصب شده است. اين اتاقك حاوي يك دستگاه پمپ، تمامي دستگاههاي مورد استفاده براي نظارت و كنترل الكترونيكي و هيدروليكي قطبهاي مدار شكن و همچنين تجهيزات پايانهای می باشد.انرژي مورد نياز توسط فشرده سازي نيتروژن درون يك سيلندر ذخيره توليد ميشود(13). شكل 1 هر قطب با يك ديافراگم قابل گسیختگی مجهز شده كه به عنوان محافظت از قطبها در هنگام فشار زياد گاز به كار ميآيد(11.3) (شکل 2 صحفه بعد).
يك فيلتر ثابت11.31 شكل (2 ـ صحفه بعد) در محفظه مدار شكن كار گذاشته شده است. كار اين فيلتر جذب فرآوردههاي حاصل از تجزيهي SF6 براي خشك نگهداشتن SF6 است، هر قطب برروي يك تكيه گاه از نوع ساچمهاي قرار گرفته است، با اين روش از فشار كششي وارد بر اتصلات لبهدار قطعات جلوگيري ميشود. بخش مياني يك پل مدار شكن در شكل 10 نشان داده شده است.
.11 محفظه قطع كننده
11.4 تكيه گاه
.13 سيلندر ذخيره هيدروليكي
.14 مكانيزم راهاندازي
.14.3 مخزن روغن
.15 محفظه مبدل
.22 واحد قطع كننده
شكل (2) بخش مياني 8D.2 (يك قطب)
11 . محفظه مدار شكن
.1 در پوش
.3 ديافراگم گسيختگي
.11 اتصالات
.12 اتصالات
.31 فيلتر
.3 مخزن روغن
.15 محفظه مبدل
.22. واحد قطع كننده
22 . جوش
.13 سيلندر ذخيره
.1 توزيع كننده
.14.12.2 شير منفذ هوا
.13.1 لوله HP (سيلندرذخيره سازي /
شير كنترل تنظيم كننده)
.13.2 لوله HP (سيلندر ذخيره /
مكانيزم تنظيم)
.49 لوله HP (سيلندر ذخيره سازي / پمپ)
.51 لوله نمايش روغن(سيلندر ذخيره سازي/
واحد كنترل)(شكل (3)سيلندرذخيره سازي هيدروكيلي)
«واحد قطع كننده»
نماي بخش مياني يك واحد قطع كننده در شكل (4) نشان داده شده است . جريان در كنتاكتهاي جفت شده بالايي 22.3.1 ، تكيه گاه كنتاكت 22.3 ،مجراي كنتاكت ثابت 22.9 ، 22.7.4 انگشتيهاي كنتاكت متحرك (22.7) ،مجراهاي هادي 22.11 ، بالشك پايانه 22.21 و كنتاكت جفت شده انتهايي 22.21.1 جريان پيدا ميكند .
در اين واحد، مجراي كنتاكت 22.9 و مجراي راهنما 22.11 همراه با نازلهاي خنك كننده قوس 22.9.1 و مواد مقاوم در برابر قوس كه كنتاكت را از ساييدگي حفظ ميكند، كارگذاشته شدهاند.
كنتاكت 22.7 متحرك و سيلندر فشار به شكلي محكم با يكديگر جفت شدهاند و توسط محور اتصال 22.14 همراه با ميله راهاندازي 15.9 متصل شدهاند. پيستون فشار 22.13 به بالشك 22.21 پايانه بوسيله مهرهاي پايه 22.13.8 بسته شده است.
ميله راهاندازي 15.9 كه همراه با ميله پيستون 14.7.1 مكانيزم متصل شده است انرژي لازم براي عمليات را در مسيري عمدي به واحد قطع كننده انتقال ميدهد.
در هنگام باز شدن كنتاكت، سيلندر فشار (تخليه) به سمت پيستون ثابت حركت ميكند و SF6 محصور شده را فشرده ميسازد. وقتي كنتاكت متحرك وقفه را باز ميكند ، گاز SF6 فشرده از ميان نازل عبور كرده و جرقه يا قوس را خاموش ميكند عمليات باز شوندگي در تصوير 5 نشان داده شده است.
شکل (5) d c b a
(a حالت بسته (b مرحله تراکم
(c تولید جرقه (d حالت باز
15.9.ميله راهاندازي
22.3.پايه كنتاكت
3.1.كنتاكت كوپلينگ بالايي
5.سيلندرهاي تخليه
7.گايد.(لوله كنتاكت متحرك)
7.4.انگشتي كنتاكت
9. لوله كنتاكت ثابت
9.1. نازل خاموش كننده قوس
11. لوله گايد
11.1. نازل خاموش كننده قوس
13. پيستون تخليه
13.8.پيچ پايه
17.ميله كوپلينگ
21. بالشك پايانه انتهايي
21.1.كنتاكت كوپلينگ انتهايي
«مكانيزم عملي الكترو هيدروليك »
اين سيستم شامل سيلندر 14.9 يا ميله پيستون 14.7.1 سوپاپ 14.5 محفظه روغن ، يك محفظه تخليه در واحد كنترل و مونيتورينگ ، سيلندر عملياتي. سوپاپ اصلي و محفظه روغن از يك زير مجموعه(شکل 6)از مخازن روغن و لولهها وارد بخش كم فشار پمپ در واحد كنترل و مونيتورينگ ميشوند.بخاريها در مخزن روغن از انقباض جلوگيري ميكنند.
شکل (6)مكانيزم عملي الكترو هيدروليك
14.3.مخزن روغن
3.1.فليتر
5.شيرهاي اصلي
5.2.رينگ درزبندي
5.3.رينگ درزبندي
7.1.ميله پيستون
9.سيلندر
9.1.لوله(سيلندر / شير اصلي)
9.2.رينگ درزبندي
9.3.رينگ درزبندي
9.4.رينگ درزبندي
9.6.پلاگ
9.9.رينگ
10.لوله نشت روغن
12.توپي هواكش
13.2.لوله HP (سيلندر ذخيره / مكانيزم راهاندازي)
13.3.لوله (شير كنترل پيلوت / مخزن روغن)
13.5.لوله كنترل (شير پيلوت / شير اصلي)
31.1.لوله مخزن روغن /پمپ
محفظه رها كننده يا تخليه تصاوير (8 و 7) حاوي همه سوپاپهاي لازم براي كنترل پيلوت هستند. يك سلونوئيد بسته شوند y1 و يك يا دو سلونوئيد باز شوند y2 و y3 بر روي اين محفظه سوار هستند. سلونوئيدهاي باز شوند و بسته شونده از طرح يكساني برخوردارند و هر يك داراي سيم پيچهاي جداگانه ميباشند.
y1 سلوئوئيد بسته شونده
y2 سلوئوئيد باز شونده
14.58 تخليه كننده سوئيچ كمكي
15.7نشانگر ON/off
8.سوئيچهاي كمك
محفظه رها كننده يا تخليه باشد (شكل 8 و 17) سوئيچ كمكي توسط كوپلهها متصل ميشوند.محورهاي سوئيچ كمكي دارای علائمی در سرهای جلوئی خود هستندوبرروی این علائم وضعیتهای ON/OFFمشخص شده است .برای عملیات 3 قطبی یا سه فازی محفظه رها کننده به یک سوپاپ کنترل پیلوت ویک محرک سوئیچ کمکی مجهزشده است .
براي عمليات يك قطبي با سه سوپاپ كنترل پيلوت و سه محرك سوئيچ كمكي مجهز شده است.
1.قاب
2.دستگاه هیدرولیکی
3.صفحه اتصال دهنده یا کنتاکتور
4.نشاندهنده فشارروغن
5.نشاندهنده فشارSF6
6.پایانه هابانشانگرon/off
7.فیلترروغن
8.محفظه رها کننده
9.مجموعه سوئیچ کمکی
10.نشاندهنده sf6 برای شکل (10)واحد کنترل ومونیترینگ
قسمتهای شبکه اتصال برای عملیات تک فاز
X2….X4اتصال دهنده های کلیدی
دستگاه هيدروليكي (براي مثال D.C)
m1 موتور
S2,S3 سوئیچهای محدودکننده
X5 اتصال دهنده کلیدی
14.33 پمپ روغن
14.43 چرخ دنده
14.45 دیسک یاصفحه بادامی
وسيله مونيتورينگ روغن
14.37 پیچ فشارشکن
14.39 پیچ قفل
14.41 شیراطمینان
14.53 اتصال HP برای راه اندازی
دستی پمپ
B1.B2 نشاندهنده فشار
M2 نقطه اندازه گیری
X 2 اتصال دهنده
ابزار مونيتورينگ(نشان دهنده ) فشارSF6
B4 مانیتورچگالی
M1 نقطه اندازه گیری1/4p.t
R کوپلینگ باشیر یکطرفه
V1 شیرقطع sf6
W1 اتصال نگهداری 1 1/4p.t.
فیلتر روغن 14.31
14.31.1 اتصال جهت بازگشت
روغن
پر كردن فيوز باز گاز SF6 وچك كردن مقادير عملياتي چگاليSF6 مونیتور B4
اين امر با استفاده از يك واحد خدماتي كه حاوي همه وسايل مورد نياز است به بهترين نحو انجام ميگيرد. اگر يك خدماتي هم وجود نباشد ، گاز SF6 را ميتوان مستقيماٌ از يك كپسول گاز با استفاده از ابزار اين كار گرفت .يك پمپ خلاء بايد براي خالي كردن فيوز قبل از اينكه گاز SF6 پر شود وجود باشد. مونيتورهاي چگالي به تغييرات در فشار ورد واكنش نشان ميدهند. براي بدست آوردن مقادير دقيق عملياتي، هم فشار و هم دماي SF6 در فيوز بايد اندازه گيري شود.
در عمل اندازه گيري دماي محيطي فيوز عموماً كافي خواهد بود. در نتيجه قرائتها (شمارهها) نشان داده شده توسط مونيتورهاي چگالي ممكن است چند دهم یک بار( 1 bar) يا منحنيهاي مرجع نشان داده شده در شكل (1) متفاوت باشند. هر يك از نشانهها در نقطه كنترل چك كنيد .
اختلاف بين فشار پر كردن و فشار عملياتي براي افت گاز SF6 نبايد كمتر از o.3 Bar باشد و اختلاف جزئي بين مشابه كردن و فشار عملياتي براي شاخص افت SF6 بين شاخصهاي افت SF6 و حداقل فشار براي از كار اندازي دستگاه كمتر از 1/5 Bar نبايد باشد. ولي اگر شاخصهاي افت گاز SF6 و حداقل فشار براي از كار اندازي دستگاه فاصله زيادي با هم داشتند، پر كردن SF6 بايد درباره تنظيم شود. اگر شاخصهاي حداقل فشار براي از كار انداختن دستگاه و افت گاز SF6 خيلي نزديك به هم داده شده بود مونيتور چگالي را تعويض كنيد تنظيم دوباره در محل امكانپذير نيست
پر كردن با استفاده از يك واحد سرويس
واحد سرويس به اتصال نگهداري SF6 W1 برروي واحد كنترل متصل كنيد . شكل (1). شير را در واحد كنترل باز كنيد و فيوز را به ميزان =< 20m bar خالي كنيد. واحد سرويس را براي پر كردن روشن كنيد . در فشار مورد نياز براي پر كردن و مقادير عملياتي به دما بستگي داشته و ميتوان آنها را از نمودار استخراج كرد.
پر كردن را در فشاري كه 0.2 bar بالاتر از m حداقل فشار را از كار اندازي دستگاه است متوقف كنيد. به تدريج فشار را كم كرده و شاخص "حداقل فشار براي از كار انداختن دستگاه" چك كنيد. پر كردن را تا زمانيكه حداقل فشار براي از كار انداختن باقيست ادامه دهيد. فشار را تا بالاتر از نقطه عملياتي شاخص "افت گاز SF6 " افزايش دهيد. كم كم گاز SF6 را درون واحد سرويس رها كرده و نقطه عملياتي مونيتور چگالي را كنترل كنيد .
فيوز را تا فشار قرار دادي پر كرده و سيستم الكترو هيدروليك را براي راه اندازي همانطور كه در زير گفته شده است ، آماده كنيد .
اجازه دهيد گاز SF6 به مدت 12 ساعت در محل قرار گيرد سپس در صورت نياز براي تنظيم و تصحيح كار مقداري از آن را خالي كرده يا دوباره پركنيد .
M1: نقطه اندازه گیری sf6 1/4
V : شیرقطع sf6 برای بخشهای دیگر
از گازپرشده
V1: شیرقطع sf6 1/4 p.t
W1: اتصال نگهداری
«پر كردن با گاز SF6 با استفاده سيلندر گاز »
دستگاه پر كننده گاز SF6 كامل (A21 براي كنترل مونيتورهاي چگالي (84) و براي پر كردن اتاقكهاي گاز از سيلندرهاي SF6 براي كنترل مقادير عملياتي يك مونيتور چگالي، لوله SF6 را در واحد مونيتورينگ SF6 جدا كرده و سيلندر گاز براي مونيتور چگالي از طريق يك مبدل متصل كنيد.
مقادير عملياتي توسط افزايش در فشار گاز يا كاهش آن قابل كنترلاند.
1.سیلندرگازبااتصال
2.توزیع کننده باشیر
2.1.اتصال دهنده
3.مبدل برای مونیتورهای چگالی
4.فشارسنج بادقت بالابهمراه شیر
قطع ومحافظ خلاء
4.2.یاتاقان
5.محفظه اندازه گیری فشاربالا
6.شیرکاهش دهنده فشار
12.4.نقطه اندازه گیری sf6
12.5.نقطه اتصال برای مبدل آزمایشی(لوله های کنترل sf6 C,B,A برای
قطبها)
B4.مونیتور چگالی
V1.شیرقطع SF6
W1.فلنج سرویس جهت SF6
پمپ و كيوم (خلاء) را به فلنج یا سر لوله سرويس W1 و فشار سنج و كيوم را به نقطه اندازهگيري M1 بر روي واحد كنترل وصل كنيد. شير قطع را در واحد كنترل باز كرده و فيوز را تا فشار =<20 m bar خالي كرده و دوباره شير قطع را ببنديد.فشار سنج و كيوم را آزاد كنيد و پمپ و كيوم را از فلنژ (يا سر لوله) سرويس جدا كنيد، سيلندر گاز را متصل كنيد و شير قطع را در واحد كنترل باز كنيد.
شير كاهش دهنده فشار را برروي سيلندر گاز براي جلوگيري از يخ بستن اتصالات و لولهها كمي باز كنيد (d17) . فشار پر كردن به دما بستگي داشته و آن را ميتوان از نمودار استخراج كرد. فيوز را با فشار 6.5bar پر كرده و سيستم هيدروليك را براي راه اندازي همانطور كه در زير گفته شده آماده كنيد.
اجازه دهيد گاز SF6 براي مدت 12 ساعت در محل خود قرار گيرد سپس فشار خارج كردن مقداري از آن يا گاز گيري دوباره آن تنظيم و تصحيح كنيد .
«كنترل پيش از راه اندازي مدار »
اندازهگيري مقدار رطوبت SF6 بيش از راه اندازي فيوز.مقدار رطوبت SF6 را كنترل كنيد . اين كار را ميتوان با اندازه گيري نقطه شبنم دستگاه انجام داد. حداكثر دماي مجاز نقطه شبنم در فشار عملياتي يا مقدار رطوبت مجازي كه در زير داده شده است ، متناسب است :
مقدارمحدودكننده نقطه شبنم -5°c
حداكثررطوبتمجازدرعمليات: نقطه شبنم -7°c
مقداررطوبت براي راه اندازي عمليات : نقطه شبنم -15°
اگر نقطه شبنم هنگامي كه فيوز را راه اندازي ميكنيد كمتر از -7°c هست ولي نه كمتر يا مساوي -15° ، قرائت شاخصها و شمارهها) را بعد از 2 يا 3 ماه تكرار كنيد. به عبارت ديگر اثر فيلترهاي ثابت را مورد آزمايش قرار دهيد. اگر مقدار رطوبت موجود به شكل فايل توجه كمتر نيست فليترها را عوض كنيد .
اندازه گيري مقدار هواي موجود در SF6 :
در حين پر كردن فيوز با SFO تازه و بعد از انجام نگهداري ، مقدار هواي موجود نبايد از 5% بيشتر باشد .
مقادير عملياتي مونيتور چگالي SF6 B4 :
اگر مقادير عملياتي B4 در حين پر كردن SF6 كنترل نشده بود، اين كنترل ميبايست پيش از راه اندازي فيوز انجام ميگرفت .
اتصال يك فشار سنج آزماش براي كنترل فشار روغن :
فشار سنج آزمايشي را تنها هنگامي كه تمام فشار را از سيستم هيدروليكي تخليه شده است، ميتوان متصل كرد.
اين كار توسط متوقف كردن پمپ روغن و باز كردن شير تخليه 14.37 انجام ميشود. هنگامي كه فشار درون سيلندر ذخيره تخليه شد، توپي بايدش درزبندي را از محل اندازهگيري M2 (M 16*17mm) خارج كرده و فشار سنج آزمايش را متصل كنيد .
پر كردن گاز N2 و نمايش شاخص "افت نيتروژن :
شير تخليه فشار را ببنديد، سيمهاي رابط كنتاكتهاي محدود كننده S4 S2 را قطع كنيد و پمپ روغن را روشن كنيد. هنگامي كه عقد به بدون حركت باقي ماند. (كمي بعد از اينكه پمپ روغن شروع به كار كرد) در اين حالت فشار ابتدائي را نشان ميدهد (شير گايد 200bar در 20°c ) .
كنترل به جهت ديدن از بين رفتن نشانهها :
پمپ روغن را روشن كنيد، و مقادير روي مانو متر را هنگامي شاخصهاي " قطعي كلي سيستم " ، "حداقل فشار راه اندازي سيستم در حالت روشن" و باز بستن اتوماتيك قطعي سيستم از بين رفته يا خاموش شدهاند قرائت كنيد، مقادير در حدود bar3 تا bar6 بالاتر از مقدارياند كه شاخصها با آن شروع كار كردهاند.
پمپ روغن را روشن كنيد هنگامي كه شاخص "افت نيروژن " ظاهر شد، پمپ روغن ميبايست متوقف شود و قطع سيستم فعال شود. شير تخليه فشار را باز كنيد 14.37 و فشار روغن را بتدريج تا ميزان قراردادي كم كنيد. هم شاخص و هم قطع سيستم توسط خاموش كردن منبع كنترل خاموش ميشوند. سوئيچهاي S2 و S3 و سوئيچ روي منبع كنترل را دوباره متصل كنيد .
چك كردن مدار كنترل پمپ :
كم كم فشار روغن را كاهش دهيد و مانو متر آزمايش را براي ديدن قطر فشار توسط مدار كنترل در هنگامي كه موجب روشن شده است ، كنترل كنيد .
چك كردن قطعي اتوماتيك سيستم :
موتور پمپ را متوقف كنيد و كم كم فشار روغن را كاهش دهد. تا قطعي اتوماتيك سيستم عمل كند. فشار را برروي مانو متر آزمايش قرائت كنيد و شاخص و عملكرد قطعي اتوماتيك سيستم را بررسي كنيد.
چك كردن " حداقل فشار براي قطعي سيستم " :
بتدريج فشار روغن را كاهش دهيد تا شاخص ظاهر شود. فشار عملياتي را بخوانيد و عملكرد و تاثير سيستم قطعي را آزمايش كنيد ؛ فرمان بستن الكتريكي نميبايست اجرا شود.
ويژگي عمليات سه قطبي انجام شده :
هر سه قطب فيور را ببنديد و يكي ازآنها را توسط سلونوئيد y2 باز كننده راه اندازي دستي باز كنيد. بعد از اينكه زمان عمليات را سه قطبي سپري شده دو قطب ديگر نيز بايد قطع شوند، انجام اين آزمايش براي دوتاي ديگر بايد همانند قبلي باشد. حال يك قطب فيوز را توسط سلونوئيو y1 بسته كننده دستي ببنديد. هنگامي كه زمان برگشت به حالت اوليه سپري شد قطب را دوباره باز كنيد . اين كنترل بايد براي هر سه قطب يا فاز انجام گردد.
كنترل شروع قطع كلي سيستم :
پمپ را روشن كنيد و بگذاريد تا هنگاميكه قطعي سيستم از بين ميرود كار كند، فيوز را ببنديد، پمپ را متوقف كنيد و كم كم فشار روغن را كاهش داده تا شاخص قطعي كلي سيستم شروع به كار كند. فشار را از روي مانو متر قرائت كنيد و تاثير كار كرد قطعي سيستم را توسط ارسال فرمانهاي خاموش اضطراي و الكتريكي كنترل كنيد : فيوز نبايد از كار بيفتد .
خارج كردن مانومترآزمايشي وايجاد دوباره فشار قراردادي در سيستم هيدروليك :
شير 14.37 را باز كنيد و فشار هيدروليكي را تخليه كنيد. مانو متر آزمايش را خارج كرده و توپي درزبندي را به جاي آن ببنديد M2 . سطح روغن را چك كنيد و در صورت نياز براي رسيدن به نشانه بالايي به آن روغن بيافزاييد.
شير 14.37 را با دست ببنديد، پيچ قفل كننده را محكم ببنديد و موتر پمپ را روشن كنيد. فشار را در سيستم هيدروليك افزايش دهيد تا به مقدار قراردادي برسد و چك كنيد كه آيا تمامي علائم قطعي كلي سيستم از بين رفتهاند. اجازه دهيد روغن نشست كند. (10 دقيقه بعد) و بعد 5 عمليات را انجام دهيد. با استفاده از تمامي مسيرهاي قطع كننده براي آزمايش عملكرد قطع فيوز اين كار انجام دهيد.
ويژگي ضد پمپ كنندگي:
در حالت بسته فيوز ، فرمانهاي بستن و باز كردن ممكن است همزمان ارسال شود. فيور ممكن است باز شود، بسته شود و يا باز كردن را دوباره تكرار كند. فيوز ممكن است تنها بسته يا باز شود.
بخارهاي ضد انقراض :
مدار ناظر را بر منظور بخاريهاي ضد انقباض اگر كه براي تصحيح عملكرد ايجاد شدهاند،؛ كنترل كنيد. اگر بخاريها به طور صحيح كنترل نشدهاند، ورودي جريان آنها را اندازه گيري كنيد .
آزمايش نشتي :
تمامي اتصالات لبهدار چرخ دندهاي و لولههاي SF6 را براي هر نوع نشانه نشتي با استفاده از يك نشت ياب SF6 كنترل كنيد اگر چنين وسيله وجود ندارد، عمليات نشت يابي را ميتوان با محلول كف صابون انجام داد. افشانه ساخت wohst براي اين كاربرد بهتراست
بعد از تشخيص و حذف نشتي در اين روش، همه اتصلات آزمايش شده بايد به طور سراسري با WD40 يا ماده جلوگيري از خوردگي 7- 2 Rit2d تميز شودند .
فشار پر كردن SF6 روزانه ميبايست براي چند هفته كنترل شود، اگر افت فشار مشاهده شود، محل نشتي ميبايست مشخص شود و براي جلوگيري از هر گونه افت فشار گازي SF6 و ورد رطوبت، درزگيري گردد.
«اطلاعات فني»
8D.2 مدار شكن نوع بخار كننده با استفاده از گاز هگزا فلوريد سولفور به عنوان نارسانا و اهداف خاموش كنندگي قوس، ميباشد. اين سيستم يك طرح خلاصه شده تك فازي است براي نصبهاي دروني انتخاب شده است.
فشار گاز ورد نياز براي خاموش كردن قوس در حين باز شدن توسط يك دستگاه بخار كننده توليد ميشود.
هر قطب مدار شكن يك مكانيزم عملياتي كنترل شده دارد و براي نوع قطع اتوماتيك سه قطبي و تك قطبي (فازي) مناسب است .
فيور 8.D2 از استانداردهاي زير برخودار است :
VD EO670 قطعات 101 براي 101/1075 (مدار شكن) و استانداردهاي IEC زير :
IEC شماره 56 ويرايش سوم 1171/72 (مدار شكنهاي AC)
IEC شماره 517 ، 1975 (چرخ دنده بسته شونده ـ فلزي)
IEC شماره 297 ، ويرايش اول 1968 (راهنماي آزمايش مدار شكنها با سوئيچنگ خارج از فاز)