دنیای صنعتی

دژنکتور به فرانسوی Disjoncteur یا «کلید قدرت» یا مدارشکن به انگلیسی Circuit Breaker تجهیزی در سیستم قدرت الکتریکی است که برای قطع و وصل خطوط فشارقوی انتقال، فوق توزیع و توزیع الکتریکی و همچنین ترانسفورماتورهای قدرت، ژنراتورها و سایر تجهیزات فشارقوی به کار می‌رود.

مشخصات دژنکتور

دژنکتور، که به بریکر نیز معروف است، تنها یک وسیله ارتباطی بین ژنراتورها و ترانسفورماتورها، بارها و خطوط انتقال انرژی و یا جداکننده آن‌ها از یک‌دیگر نیست، بلکه از تجهیزات و سیستم‌های الکتریکی در برابر اضافه‌بار و جریان اتصال کوتاه نیز حفاظت می‌کند. هنگام بروز عیب در تجهیزات فشار قوی باید قسمت معیوب فوراً به وسیله کلید قدرت و به طور خودکار از شبکه جدا و از ادامه و توسعه عیب جلوگیری شود.

دژنکتورها در حالت‌های مختلف، شرایط و مشخصات معینی دارند که در اینجا آن‌ها را بیان می‌کنیم:

دژنکتورها در وضعیت بسته در برابر عبور جریان بار و حتی جریان شدید اتصال کوتاه از خود مقاومت قابل ملاحظه نشان نمی‌دهند و نیز در برابر اثرات حرارتی و دینامیکی این جریان‌ها در یک زمان طولانی پایداری قابل توجهی دارند.

در وضعیت باز، دژنکتورها می‌توانند اختلاف ولتاژ الکتریکی موجود بین دو کنتاکت باز را به طور کاملاً مطمئن تحمل کنند.

در شرایطی که همه بخش‌های کلید هم‌ولتاژ شبکه باشند، هنگام قطع یا در حالت وصل به طور قابل اطمینان نسبت به زمین و ترمینال‌ها و تیغه‌های دیگر عایق هستند.

بریکرها قادرند به بستن مدار الکتریکی در زیر ولتاژ نامی هستند (آن‌ها معمولاً برای حداکثر ولتاژ شبکه طراحی می‌شوند).

دژنکتورها می‌توانند مدار الکتریکی را هنگام عبور جریان باز کنند.

مدارشکن‌ها سرعت عملکرد بالایی در قطع و وصل مدار دارند.

دژنکتورها محدودیت جریانی ندارند و برای بزرگ‌ترین جریان‌های اتصال کوتاه ساخته می‌شوند.

یکی از مشخصات مهم دژنکتورها زمان تأخیر در قطع کلید است. این زمان فاصله بین لحظه فرمان قطع توسط رله مربوطه و لحظه آزاد کردن ضامن قطع کلید تا خاموش شدن کامل جرقه است.

اجزای دژنکتور

با وجود انواع مختلف دژنکتور، این کلیدها دارای اجزا و مکانیسم‌های عملکرد مشابهی هستند:

مکانیسم عملکرد قطع و وصل

مکانیسم خاموش کردن جرقه در محفظه جرقه

کنتاکت‌های اصلی (کنتاکت‌های ساده و متحرک)

سیم‌پیچ‌های قطع و وصل

کنتاکت‌های فرعی

مدارهای کنترل

دژنکتور روغنی

در این نوع دژنکتورها، روغن هم به عنوان خاموش‌کننده قوس و هم به عنوان ماده عایق به کار می‌رود. جرقه سبب تجزیه روغن دی‌الکتریک می‌شود و گازهای ناشی از این تجزیه باعث افزایش فشار درون محفظه‌ای خواهد شد که قطع‌کننده در آن نصب می‌شود. گازها از طریق سوراخ‌های درون محفظه هدایت می‌شوند و جرقه درون سوراخ‌ها کشیده شده و توسط جریان گاز خنک می‌شود.

 

نحوه خاموش کردن جرقه بدین صورت است که هنگامی که دژنکتور یک مدار دارای جریان یا اصطلاحاً گرم را قطع می‌کند، روغن به دلیل گرمای شدید تجزیه شده و گازهایی مانند هیدروژن (H2) به مقدار 70 درصد، استیلن (C2H2) به مقدار 20 درصد و متیلن (CH2) به مقدار 10 درصد و نیز مقداری کربن از روغن متصاعد می‌شود. از میان گازهای مذکور هیدوژن از قدرت دی‌الکتریک خوبی برای از بین بردن قوس الکتریکی برخوردار است. پس از قطع جرقه، فضای کنتاکت‌ها توسط روغن دی الکتریک تازه پر و قدرت عایقی کافی بین کنتاکت‌ها تأمین می‌شود.

 

در این نوع کلیدها عموماً یک کنتاکت متحرک و دو کنتاکت ثابت وجود دارد و فازها از سطح ولتاژ 72?5 کیلوولت به بالا، در سه محفظه جداگانه روغن قرار دارند، در حالی که در سطح ولتاژ 36 کیلوولت و پایین‌تر در یک محفظه قرار می‌گیرند.

 

روغن در دژنکتورهای روغنی دارای مزایای زیر است:

 

عایق کردن کنتاکت‌ها از بدنه مخزن روغن و نیز از زمین

آماده کردن یک واسطه عایقی در میان کنتاکت‌ها بعد از خاموش شدن جرقه

تولید هیدروژن در مدت به وجود آمدن قوس

معایب کلیدهای روغنی نیز به شرح زیر است:

 

کربنیزه شدن و ایجاد رسوبات در داخل دژنکتور به دلیل وجود روغن

ترکیب هوا و هیدروژن و ایجاد انفجار و آتش‌سوزی‌های خطرناک

نشت از مخزن و امکان آتش‌سوزی و انفجار (رفع این محدودیت نیاز به یک مخزن روغن بزرگ دارد که البته در ولتاژ و جریان‌های خیلی زیاد امکان ساخت مخزن روغن متناسب با آن جریان و ولتاژ وجود ندارد)

اشغال حجم بسیار زیاد به ویژه در ولتاژهای بالا

نیاز به نگهداری و بازدید مرتب از کنتاکت‌ها و روغن

مناسب نبودن برای کلید‌زنی‌های مکرر