کلید هوایی اشنایدر مدارشکنی است که عملکرد قطع جریان آن در محیط هوا اتفاق می افتد. برای آشنایی بهتر با این تجهیز پرکاربرد ابتدا لازم است تا به جایگاه آن در بین کلیدهای قدرت پی ببریم. بنابراین بعنوان مقدمه کلیه کلید های قدرت را مرور می نماییم.
می دانیم وظیفه اصلی کلیدها در مدارات، قطع و وصل جریان الکتریکی است. هرچه جریان بیشتر ویا سطح ولتاژ اضافه گردد، قطع ایمن جریان سخت تر خواهد بود. همواره به هنگام قطع جریان و یا وصل آن جرقه الکتریکی (Arc Flash) یا قوس الکتریکی رخ میدهد. هدف اصلی بکارگیری کلید قدرت این است که این جرقه الکتریکی بوجود آمده را خاموش یا اطفاء نماید.
بسته به شدت جریان و سطح ولتاژ توان قوس الکتریکی ایجاد شده متفاوت خواهد بود. بنابراین در قسمت های مختلف تاسیسات الکتریکی بسته به جریان عبوری و سطح ولتاژ کاری، ما نیازمند بکار گیری کلید هایی با ساختار متفاوتی خواهیم بود.

کلید های قدرت در سطح ۴۰۰ ولت یا فشار ضعیف به سه دسته زیر، گروه بندی می شوند:
در سطح ولتاژ بالاتر یعنی فشار متوسط ( ولتاژ ۲۰ تا ۶۳ کیلوولت) و در سطح فشار قوی (ولتاژ بالاتر از ۶۳ کیلوولت) کلیدها بیشتر از نوع خلاء یا گاز SF6 می باشند. یعنی برای محدود کردن اثرات مخرب جرقه ناشی از قطع جریان، عمل قطع کردن در محیط خلاء یا در محیط بسته پر شده با گاز پرفشار SF6 صورت می گیرد. در زمان های گذشته از روغن بجای گاز در کلید ها استفاده می شد ولی بعلت مشکلات زیست محیطی و قیمت تمام شده بالا این روش منسوخ شده است. در سطح ولتاژ ۴۰۰ ولت به پایین از هوا در برای خنک کردن و خاموش کردن قوس الکتریکی ایجاد شده استفاده می شود. ولی بسته به شدت جریان مکانیزم کلید و طراحی اتاقک اطفاء جرقه الکتریکی متفاوت خواهد بود.
کلید هوایی اشنایدر که آن را مسترپکت ( MasterPact ) هم می نامند در ۳ خانواده زیر تولید و به بازار عرضه می شود:
کلیدهای سری NT از رنج ۶۳۰ تا ۱۶۰۰ آمپر در قدرت های قطع مختلف و از لحاظ ابعاد در یک سایز تولید می شود.
ولی کلیدهای سری NW در ۲ سایز و در رنج ۸۰۰ تا ۶۳۰۰ امپر و در قدرت قطع های مختلف به بازار عرضه می گردد. کلید های NW در رنج ۸۰۰ تا ۴۰۰۰ جایگزین مستر پکت های سری M که قبلا با نام کلید های مرلن ژرن تولید و عرضه می شدند، می باشند.
کلیدهای نسل جدید اشنایدر سری MTZ هم در ۳ سایز و در رنج ۶۳۰ تا ۶۳۰۰ آمپر با قدرت قطع های متفاوت در دسترس است.
کلید هوایی اشنایدر از نظر نصب در دو نوع نصب ثابت و نصب بصورت کشویی و از نظر تعداد پل در دو نوع ۳ پل و ۴ پل در دسترس هستند. کلید هوایی کشویی اشنایدر در کاربردهایی که زمان جایگزینی و تعمیر کلید برایشان اهمیت بالایی دارد مثل بیمارستان ها و یا کوره های ذوب، مورد استفاده قرار می گیرند. کلید هوایی ۴ پل اشنایدر هم در کاربرد های برق شهر/ ژنراتور که قطع هادی نول به همراه بقیه فازها ضروری است، می تواند بکار گرفته شود.
همانگونه که انتظار داریم اصلی ترین قسمت یک کلید کنتاکت های آن است. کنتاکت قطعه ای است که عمل قطع و وصل جریان را انجام می دهد. این قطعه هم از نظر فیزیکی و جنس ماده سازنده آن و هم از نظر شکل ظاهری بگونه ای طراحی شده که در مقابل دما و حرارت ناشی از ایجاد قوس الکتریکی مقاوم باشد و به مرور زمان کمتر دچار خوردگی شود و از طرف دیگر هم اتصال مطمئنی از جریان الکتریکی را ایجاد نماید و هم بهنگام قطع جریان، قوس الکتریکی ضعیف تری تشکیل گردد.
درکلیدهای قدرت هوایی از دو کنتاکت در ساختار کلید استفاده می شود:
وظیفه کنتاکت اصلی حمل جریان اصلی بوده و ساختار آن طوریست که پس از کنتاکت آرک وصل و قبل از آن قطع می شود. جنس این کنتاکت معمولا از مس بوده و چون در حالت نرمال کلید حامل جریان است دارای امپدانس بسیار کمی است. کنتاکت های آرک بعد از اینکه کنتاکت های اصلی کاملا جدا شدند وظیفه حمل جریان را بر عهده می گیرند و هنگامی که این کنتاکت ها از یکدیگر جدا می شوند قوس الکتریکی ایجاد می شود. بنابراین کنتاکت های آرک باید از تحمل دمایی بالایی برخوردار باشند و به منظور کاهش توان قوس ایجاد شده باید دارای امپدانس بالاتری نسبت به کنتاکت های اصلی باشند. بهمین علت است که این کنتاکت ها از جنس نقره و یا کربن ساخته می شوند.
هر پل از کلید از یک جفت کنتاکت ثابت و متحرک ساخته می شود. کنتاکت های ثابت اصلی و آرک در یک طرف و کنتاکت های متحرک اصلی و آرک در مقابل آنها قرار دارد. از لحاظ مسیری که جریان در داخل کلید طی می کند و از کنتاکت ها می گذرد دو نوع طراحی وجود دارد:
در کنتاکت های هم امتداد واکنش میدان های مغناطیسی بگونه ایست که عبور جریان های بالا کنتاکت ها را روی هم نگه میدارد و مانع جدا سازی آنها می شود. ولی برعکس در کنتاکت های موازی عبور جریان باعث می شود کنتاکت های از همدیگر جدا شوند. در طراحی های جدید کلید های هوایی اشنایدر سری NT و NW از تکنولوژی حلقه معکوس جریان استفاده شده تا کلید ها عملکرد سریعی در خطاهای با جریان بالا داشته باشند و کاربران در مقابل آرک فلش محافظت شوند. همانگونه که در شکل های زیر مشاهده می کنید، بسته به جریان نامی کلید در هر پل از تعداد زیادی کنتاکت بطور موازی و همزمان استفاده می شود. کنتاکت های متحرک توسط بافته های ضخیم مسی به ترمینال های کلید پرچ شده اند.
همان گونه که در تصاویر روبرو مشاهده می کنید یکی از روش های خاموش کردن سریع قوس الکتریکی ایجاد شده بهنگام قطع جریان، تقسیم کردن آن قوس به قوس های کوچکتر، سرد کردن آن و هدایت دوده ها،گازها و کربن های تولید شده به خارج کلید می باشد. این اتقاق در جرقه گیر رخ می دهد. جرقه گیر از صفحات فلزی U شکل تشکیل شده که اطراف کنتاکت ها را احاطه کرده است. شکل فیزیکی کنتاکت آرک طوریست که با بازشدن کنتاکت ها، قوس تشکیل شده به سمت پلیت های فلزی هدایت شده و مسیر تشکیل قوس بزرگتر می گردد. این امر باعث کاستن از قدرت قوس شده و سپس با رسیدن قوس به پلیت ها، قوس ها کوچکتر، خفیف تر و نهایتا خاموش می گردند.
برای سرعت بخشیدن به فرایند قطع و وصل کلید، و همچین ایجاد اتصال و جدا سازی قدرتمند و مطمئن کنتاکتها، از انرژی ذخیره شده دریک فنر قوی و آزاد سازی یکباره آن کمک می گیریم. این فنر با مکانیزم چرخ دنده و به کمک یک اهرم دستی یا گاهی توسط یک موتور الکتریکی به صورت شارژ شده در می آید. انرژی کشسانی ذخیره شده در فنر بصورت مرحله ای آزاد می گردد. مرحله اول جهت وصل کلید، مرحله دوم جهت قطع کلید و مرحله آخر برای وصل مجدد کلی. در شکل های روبرو فنر کلید هوایی اشنایدر و همچنین موتور شارژ کننده اَن را مشاهده می فرمائید.
آزاد سازی فنر به روش های زیر ممکن است:
رله قطع کننده کلید در دو مدل رله شنت و رله آندر موجود است. در رله شنت جهت قطع کلید کافی است یک ولتاژ بصورت پالسی با حداقل طول زمانی ۲۰۰ میلی ثانیه به بوبین رله اعمال گردد. ولی در رله آندر برعکس رله شنت همواره باید ولتاژ روی بوبین اعمال گردد تا فرمان قطع صادر نگردد. با قطع ولتاژ بوبین یا افت آن به زیر ۰.۷ ولتاژ نامی، کلید قطع خواهد کرد.
رله وصل کننده فقط در یک مدل رله شنت موجود می باشد. رله وصل شنت و رله قطع شنت در حقیقت یک تجهیز است ولی مکان قرار گیری آن بر روی کلید متفاوت است. در شکل زیر محل قرار گیری رله های قطع کننده و وصل کننده کلید هوایی اشنایدر را مشاهده می فرمائید. این رله ها چون نهایتا فنر را آزاد می کنند به رله های رها کننده ( Closing release XF و Opening release MX ) نیز مشهور می باشند.
همانگونه که در شکل مشاهده می شود محلی برای قرار گیرند رله شنت دوم ( Mx2) هم وجود دارد. از بالا که به کلید نگاه کنید در محل نصب رله ها یک مثلث قائم الزاویه نقره ای رنگ مشاهده می نمایید که توسط یک پیچ در وسط، رله ها را در محل خود ثابت نگه میدارد.
روی این مثلث محل قرار گیری رله ها با حروف لاتین مشخص شده است. این حروف اختصاری هم در سطح فلزی پایین محل قرار گیری رله ها و هم در محل قرار گیری ترمینال های رله ها تکرار شده است.
سوالی که مطرح می شود اینست که چرا برای قطع کلید دوتا رله شنت Mx و Mx2 می تواند بکار برده شود؟ درحالیکه هر دو این رله ها شنت بوده و ظاهرا عملکرد یکسان دارند.
رله شنت دوم و یا رله آندر خاصیت قفل کردن کلید را نیز دارند. یعنی اگر تحریک از روی آنها برداشته نشود، کلید درحالت قطع بلاک می شود.
این رله ها برای تریپ دادن به کلید از راه دور نیز کاربرد دارند و مستقل از فرمان های ارسالی توسط شبکه ارتباطی ( Communication) عمل می کنند. این درحالی است که فرمان به رله های Mx و XF به صورت پالسی باید باشد و اعمال پیوسته آنها نمی تواند باعث بلاک کردن کلید گردد.
کلید هوایی اشنایدر دارای خاصیت آنتی پمپینگ است. پمپینگ ( Pumping) به حالتی از کلید گفته می شود که بطور متوالی وصل و بلافاصله قطع گردد. برای جلوگیری از رخ دادن پمپینگ، کلید های اشنایدر بطور ذاتی و مکانیکی دارای خاصیت آنتی پامپیمنگ (Anti-Pumping) هستند. یعنی اگر همزمان دستور وصل و قطع به کلید اعمال شود، کلید درحالت قطع باقی می ماند.
در این حالت حتما باید فرمان وصل، قطع شده و مجدد اعمال گردد. در غیر این صورت کلید در همان حالت آنتی پمیمنگ باقی خواهد ماند. این حالت در زمان هایی که برق قطع و مجدد وصل می شود و از رله اندر جهت قطع کلید استفاده شده، ممکن است اتفاق بیافتد. بنابراین بهتر است در مدار فرمان از یک تایمر تاخیر در وصل برای اعمال فرمان وصل کلید استفاده نمائید.
بخش حفاظت در کلید هوایی اشنایدر ماکرولاجیک ( Micrologic) نام دارد. میکرلاجیک از طریق ترانس های جریان که در خروجی کلید تعبیه شده، پیوسته جریان و دیگر پارامترهای قدرت را اندازگیری نموده و اگر مقادیر بیشتر از حد تعریف شده باشد ابتدا هشدار داده و در نهایت کلید را قطع خواهد کرد.

میکرولاجیک از یک سیستم میکروپروسسوری بهره می برد و بسته به قابلیت های آن دارای کدهای فنی متفاوت می باشد. برای آشنایی بیشتر با میکرولاجیک و قسمت های مختلف آن به تصاویر زیر مراجعه فرمائید:

بطور خلاصه بسته به نوع ماکرولاجیک مورد استفاده ۴ نوع حفاظت توسط کلید قابل اعمال هست:
در حفاظت اضافه بار می توان جریان تنظمی (Ir) را به صورت ضریبی از ۰.۴ تا یک برابر جریان نامی میکرولاجیک (In) تغییر داد. همچنین با تغییر در چرخاننده عددی زمان Tr ، می توان زمان قطع را وقتی جریان عبوری از کلید ۶ برابر جریان تنظیمی Ir است، بین ۰.۵ تا ۲۴ ثانیه تنظیم نمود.
هرچند زمان Tr برای نقطه ای از منحنی قطع که ۶ برابر جریان Ir تعریف شده است ولی به همان نسبت کل منحنی قطع کلید جابجا خواهد شد. برای مثال همانگونه که از جدول زیر پیداست برای جریان های ۱.۵ برابر جریان Ir ، زمان Tr اگر روی ۲۴ ثانیه تنظیم شده باشد، زمان تریپ ۶۰۰ ثانیه طول خواهد کشید.
حفاظت اتصال کوتاه دارای تاخیر، وقتی که بین کلید ها می خواهیم تمایز یا سلکتیویته برقرار نمائیم مورد استفاده قرار می گیرد. وقتی جریان اتصال کوتاه محدود است و امپدانس اتصالی ایجاد شده به اندازه کافی بالاست، می توان زمان قطع کردن کلید را به تاخیر انداخت تا کلید های پایین دست زمان کافی برای قطع کردن و جدا سازی بخش معیوب را از بقیه تاسیسات الکتریکی داشته باشند. با تنظیم جریان Isd برابر با ضریبی بین ۱.۵ تا ۱۰ برابر جریان تنظمی Ir و تنظیم زمان قطع tsd در پله های ۰.۱ تا ۰.۴ ثانیه می توان این حفاظت را برقرار نمود. زمان قطع از طرق ۲ محدوده قابل تنظیم است:
در محدوده اول زمان متناسب با معکوس مجذور جریان تغییر می کند و در نهایت در نقطه ۱۰ برابر جریان Ir به مقدار تنظیمی ( ۰.۱ تا ۰.۴ ثانیه( می رسد، ولی در حالت دوم تاخیر ایجاد شده ثابت و برابر با پله های چرخاننده عددی تنظیم شده ( ۰.۱ تا ۰.۴ ثانیه( است و وابسته به جریان نیست. بهنگام فعال سازی سلکتیوته ZSI، بهتر است از محدوده ۲ استفاده شود.
برای جریان های بالاتر از ۱۰ برابر Ir، برای هر دو محدوده ۱ و ۲ بالا بسته به این که چرخاننده عددی tsd روی چه پله ای قرار گرفته ماکزیمم زمان قطع کلید (max break time) و ماکزیمم زمان تحمل کلید درحالت خطا (max resettable time) یک مقدار ثابت بر حسب میلی ثانیه است که در جدول زیر مشاهده می کنید.
علاوه بر ایجاد سلکتیویته از طریق تنظیم tds در حفاظت اتصال کوتاه تاخیری و یا حفاظت خطای اتصال به زمین، برقراری سلکتیویته کامل از طریق سیستم Zone selective interlocking (ZSI) امکان پذیر است. در این حالت از طریق سیم بندی بین کلید ها و برقراری ارتباط مستقیم فیزیکی بین آنها، امکان مخابره وضعیت کلید پایین دست به کلید بالا دست وجود دارد. به این ترتیب تمایز کامل (total discrimination ) و بی نقص بین کلید ها برقرار می شود.
هدف از این نوع حفاظت قطع کلید در اتصال کوتاه های شدید در کمترین زمان و با کمترین تاخیر است. برخلاف حفاظت اتصال کوتاه تاخیری، در این حفاظت، تاخیر در قطع محدود به مشخصات ذاتی کلید هست و قابل تنظیم نیست. به محض رسیدن جریان عبوری از کلید به جریان تنظیمی Ii، فرمان تریپ با یک تاخیر ثابت ۲۰ میلی ثانیه ای صادر خواهد شد.
دو نوع حفاظت اتصال به زمین در کلید هوایی اشنایدر می تواند وجود داشته باشد:
تنظیم جریان پیکاپ خطای اتصال به زمین (Ig) و زمان تاخیر در قطع (Tg) توسط میکرولاجیک سری ۶ قابل پیاده سازی است. چرخاننده مربوط به Ig بر خلاف دیگر چرخاننده ها با حروف درجه بندی شده است. در جدول زیر معانی مرتبط با هر حرف که برای جریان های نامی مختلف متفاوت است را مشاهده می فرمائید.
برای مثال اگر کلید شما ۱۶۰۰ آمپر بوده و Ig روی حرف H قرار گرفته، جریان پیکاپ شما برای خطای اتصال زمین ۱۱۲۰ آمپر خواهد بود. بنابراین اگر قصد تست کلید به روش تزریق جریان به یک پل را دارید، خطای اتصال به زمین زودتر از خطای اضافه بار بوقوع می پیوندد و سیگنال LED آلارم مربوط به Ig روشن خواهد شد.
در این حفاظت تاخیر زمانی Tg مانند حفاظت اتصال کوتاه تاخیری بوده و توسط چرخاننده عددی مربوطه قابل اعمال است. فقط توجه داشته باشید که زمان حداکثر قطع ( Max Break Time ) مقادیری متفاوت از آن حفاظت را دارند.
این نوع حفاظت جهت جلوگیری از تماس غیر مستقیم افراد با بخش های برق دار سیستم الکتریکی و حفاظت از برق گرفتگی و آتش سوزی بر اساس نشت جریان، در نظر گرفته شده است. میکرولاجیک ۷ به همراه ترانس جریان کوربالانس مستطیلی در کلید هوایی اشنایدر می تواند این حفاظت را بر قرار نماید.
با مشاهده شکل ریز با انواع نشانگرهای هشدارها و خطا های میکرولاجیک اشنا خواهید شد ونیازی به توضیح ندارد.
تنها نشانگر Ap ممکن است نا آشنا باشد وآن به معنای auto-protection بوده واگر دما افزایش یابد، خطای اتصال کوتاه با شدت بالاتر از ظرفیت قطع کلید اتفاق بیافتد و یا خطای داخلی رخ دهد روشن خواهد شد.
حافظه دمایی ( Thermal memory ) در میکرولاجیک کلید هوایی اشنایدر، به این معنا است که افزایش و یا کاهش دما که بر اثر عبور جریان در وقایع مختلف در هادی های الکتریکی بوجود می آید، در محاسبات حفاظتی در نظر گرفته می شود و متناسب با آن زمان تریپ کلید تغییر می کند.
استارت های مجدد موتورهای الکتریکی، نوسان بار نزدیک به مقادیر حفاظت اضافه بار، وصل مکرر کلید ها در زمان رخ دادن خطا، همه مثال هایی از وقایعی است که دمای کابل یا هادی های الکتریکی را بالا می برد. میکرولاجیک مجهز به حافظه دمایی تمامی این افزایش دما ها (در بازه زمانی ۲۰ دقیقه قبل و بعد واقعه) را ثبت می کند و در عملکرد حفاظتی زمان تریپ را متناسب با آن افزایش دما، کاهش می دهد. در حفاظت اضافه بار بعد از قطع کلید منحنی سرد شدن، توسط میکرولاجیک شبیه سازی می شود و اگروصل مجدد در بازه زمانی قبل از ۱۵ دقیقه اتقاق بیافتد، زمان تریپ را کاهش خواهد داد. حافظه دمایی برای تمامی حافاظت ها اعمال می گردد.
کلید هوایی اشنایدر مجموعه ای از چند قطعه است. ولی می توان گفت قسمت های اصلی در هندوستان تولید و کل محصول نیز در این کشور مونتاژ می شود. بدیهی است هر محصولی که تحت نظر شرکت اشنایدر در هر کشوری ساخته شود مشمول گارانتی این شرکت بوده و مورد تایید آن است.
بله، نرم افزار EcoStruxure Power Commission جهت پیکربندی، تست و بررسی این محصول مورد استفاده قرار می گیرد.
متاسفانه بدلیل عدم حضور شرکت اشنایدر الکتریک در ایران بطور رسمی این محصول فاقد گارانتی شرکتی است . ولی اگر محصول را از سایت نت الکتریک تهیه کرده باشید، با ارائه فاکتور و در صورت تایید کارشناسان شرکت مبنی بر رعایت قوانین گارانتی، این محصول دارای ضمانت می باشد.
طبق جدول زیر دمای ترمینال های کلید های هوایی اشنایدر، می تواند بر اثر عبورجریان افزایش پیدا کند.

8 جولای 2021
کنتاکتور در ولتاژها و جریان های گوناگون تولید شده و از پرکاربردترین تجهیزات صنعت برق است. کنتاکتور برق به شکل یک دستگاه الکتریکی کلید زنی است که در یک مدار الکتریکی وظیفه خاموش و روشن مدار را برعهده دارد. به عبارتی کنتاکتور را می توان نوع خاصی رله نامید که در دستگاه هایی با تحمل جریان بالاتر کاربرد دارد و دارای ساختاری به هم پیوسته بوده و نصب آن راحت است.
15 آگوست 2020
به طور کلی سیم متشکل شده از یک هادی، عایق و روکش است. البته مدل های دیگری از سیم هم وجود دارند که بخش های دیگری به غیر از این سه بخش نام برده شده را دارا باشند. وظیفه اصلی سیم و کابل انتقال جریان الکتریکی از نقطه ای به نقطه دیگری است.سیم ها را از جنس های مختلفی میسازند ولی دو نوع که بیشترین فراوانی را دارند سیم مسی و کابل آلومینیومی است.
© تمامی حقوق متعلق به فروشگاه الکترو ژنکو می باشد.