انواع بریکرها بر اساس مکانیزم خاموش کردن جرقه:
در پست های قبلی گفتم که در تمام بریکرها باید محفظه ای برای خاموش کردن جرقه وجود داشته باشد تا عمل خاموش کردن جرقه بر اساس مکانیزم های متفاوتی صورت گیرد.اصلی ترین تقسیم بندی بریکرها بر اساس مکانیزم های خاموش کردن جرقه می باشد و این تقسیم بندی انواع بریکرها را ایجاد می کند که مهمترین آنها عبارتند از:
1- بریکر روغنیbulk oil circuit breaker
2- بریکر کم روغنminimum oil circuit breaker
3- بریکر هوای فشرده یا بریکر بادیair blast circuit breaker
4- بریکر گازی یا بریکرSF6
5- بریکر با محفظه ی خلاءvacuum circuit breaker
Point:بوشینگbushing به عنوان فاصله عایقی بین زمین و فازها و یا فازها از یکدیگر استفاده می شود.
از جمله کاربردهای بوشینگ ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1- عبور و قطع یک قسمت زمین شده (مانند مخزن ترانسفورماتورها یا کلیدها)
2- عبور سیم هادی در داخل دیوارها
3- رابط بین دو قسمت برق دار با عایق های متفاوت
بریکر روغنی:
بریکر های روغنی از قدیمی ترین نوع بریکرها هستند که هم اکنون کاربردی نداشته و تقریبا تمام کلیدهای از این نوع با بریکرهای جدید جایگزین شده اند.ساختمان این نوع کلیدها بسیار ساده می باشد که از یک مخزن فلزی بزرگ پر از روغن تشکیل شده اند و کنتاکت ها در داخل روغن غوطه ور می باشند.این کنتاکت ها توسط هادی رابط(که از داخل بوشینگ عبور می کند)به بقیه تجهیزات پست متصل می شوند.
نقش اصلی روغن در این نوع بریکرها همان نقش عایقی بین قسمت های زنده (قسمت های تحت ولتاژ مثل کنتاکت ها) و بدنه ی زمین شده ی بریکر می باشد و وظیفه ی دوم آن نیز خاموش کردن جرقه می باشد.
لذا هرچه ولتاژ کلید بالاتر رود باید حجم روغن مورد استفاده نیز زیادتر گردد که این موضوع باعث بزرگتر شدن بریکر- زیاد شدن حجم - وزن آن شده و در نهایت مشکلاتی را در حمل و نقل کلید ایجاد می کند.
بالطبع این نوع کلیدها سطح زیادی از پست را اشغال خواهد کرد.
در این نوع بریکرها جهت خاموش کردن جرقه از مکانیزم خاصی استفاده نشده است و عامل خاموش کردن جرقه به وسیله ی خود جرقه ایجاد می شود.
هنگام وقوع عمل قطع کنتاکت متحرک بریکر از دو کنتاکت ثابت دور شده و در نتیجه ارتباط بین این دو کنتاکت قطع می گردد.با دور شدن کنتاکت متحرک از کنتاکت های ثابت جرقه در دو نقطه ایجاد می شود.
بر اثر ایجاد جرقه مقداری روغن تجزیه شده و گازهایی تشکیل می گردد که جرقه را به صورت یک حباب در بر می گیرد.حجم گازهای ایجاد شده بستگی به شدت جرقه دارد که آن هم به نوبه ی خود بستگی به شدت جریان عبوری پیش ازعمل قطع کلید دارد.با زیاد شدن فاصله ی بین کنتاکت ها علاوه بر آنکه طول جرقه زیاد می شود حجم بالای گازهای ایجاد شده باعث دریافت انرژی نهفته در جرقه می شود.در نتیجه بزرگ شدن جرقه در کنار خنک شدن آن و عبور جریان از مقدار صفر در زمان خاص باعث خاموش شدن جرقه خواهد شد.
در بالای این نوع بریکرها محفظه ای خالی از روغن قرارمی گیرد تا امکان انبساط روغن در محفظه ی کلید وجود داشته باشد زیرا در غیر این صورت احتمال انفجار بریکر وجود خواهد داشت.
با توجه به تکنولوژی پایین و حجم و وزن زیاد این نوع بریکرها دیگر از این نوع کلیدها ساخته نمی شود و سعی بر آن است تا بریکرهای روغنی موجود در شبکه های سراسری نیز با بریکرهای جدید جایگزین شود.
بریکرهای کم روغن:
به سبب نیاز به استفاده از کلیدهای با قدرت قطع بالای جریان و کارکرد در سطح ولتاژهای زیاد لازم است تا معایب کلیدهای روغنی برطرف شود.همانگونه که در بریکرهای روغنی بیان شد روغن موجود در آنها وظیفه ی عایق کاری و خاموش کردن جرقه را بر عهده دارد که مقدار روغن لازم برای خاموش کردن جرقه کمتر از ده درصد کل روغن می باشد.لذا در بریکرهای کم روغن تنها وظیفه ی روغن خاموش کردن جرقه می باشد و وظیفه ی عایق کاری بین اجزاء تحت ولتاژ را بر عهده ندارد.لذا حجم روغن به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.معمولا قسمت تحت ولتاژ این نوع بریکرها به وسیله ی ایزولاتورهای جامد(پرسلین) از زمین ایزوله شده و در ارتفاع مناسبی قرار می گیرند.کنتاکت های ثابت و متحرک نیز در داخل یک محفظه ی استوانه ای شکل (که قسمت خارجی آن از جنس پرسلین است) در داخل روغن قرار دارند.
همچنین نحوه ی عملکرد این نوع بریکرها در چندین مرحله صورت می گیرد.
ابتدا بریکر در وضعیت بسته قرار دارد که کنتاکت متحرک در داخل کنتاکت ثابت جای گرفته و ارتباط الکتریکی برقرار است.در صورت دریافت فرمان قطع توسط بریکر با توجه به مکانیزم عملکرد بریکر(که در ادامه توضیح خواهم داد)کنتاکت متحرک به سمت پایین حرکت کرده تا از کنتاکت ثابت جدا گردد.کنتاکت های ثابت و متحرک محفظه ی جرقه را به دو قسمت سمت چپ و سمت راست کنتاکت ها تقسیم می کنند.در سمت چپ راهی برای خروج روغن وجود نداشته ولی در سمت راست روغن موجود به فضای خالی بالای سطح محفظه دسترسی دارد.با جدا شدن کنتاکت ثابت از کنتاکت متحرک جرقه بین دو کنتاکت ثابت و متحرک ایجاد می شود که آن هم باعث ایجاد گازهای ناشی از تبخیر روغن می گردد.همچنین با حرکت میله ی متحرک به سمت پایین فشار روغن در سمت چپ زیاد می شود که سبب انتقال گازهای ایجاد شده از سمت چپ محفظه به سمت راست آن می شود تا در نهایت در فضای آزاد بالای محفظه جمع گردند.در اثر عبور این گازها و برخورد با جرقه مسیر آن طولانی شده و طول جرقه نیز زیاد می شود.همچنین برای زیادتر شدن طول جرقه و ازدیاد مقاومت آن شکاف هایی در سمت راست محفظه تعبیه شده است.در این حالت علاوه بر طولانی تر شدن مسیر جرقه سطح تماس جرقه با روغن نیز زیاد شده و انتقال انرژی از جرقه به روغن به نحو مطلوب تری صورت می گیرد.مجموعه ی این عوامل باعث می شود تا با عبور جریان از مقدار صفر و حداقل شدن قدرت حرارتی جرقه و فشار زیاد گازها محیط یونیزه شده ی جرقه به یک محیط غیر یونیزه تبدیل می شود تا قدرت عایقی بین کنتاکت ثابت و متحرک افزایش یابد.در این وضعیت کنتاکت متحرک مسیر ورود روغن های تازه و خنک را از محفظه های جداگانه ای بسته است.با حرکت کنتاکت های متحرک به انتهای مسیر خود مسیرهای مورد نظر باز شده و روغن تازه و خنک وارد فضای بین دو کنتاکت می گردد تا قدرت عایقی بین این دو کنتاکت را به حد مطلوب برساند.در این وضعیت عمل قطع به طور کامل صورت گرفته است.
با بررسی مجدد روند مکانیزم خاموش شدن جرقه در این نوع بریکرها در می یابیم که عامل خاموش شدن جرقه خود جرقه می باشد و لذا با فزایش شدت جرقه سرعت عملکرد کلید در خاموش کردن جرقه نیز افزایش می یابد.از معایب اصلی این نوع بریکرها آن است که در هر بار عملکرد بریکر و ایجاد جرقه مقداری روغن تجزیه و تبخیر می شود و باعث کاهش سطح روغن می گردد.به همین خاطر در بالای محفظه ی این نوع بریکرها یک نشانگر سطح روغن تعبیه شده است تا با کاهش سطح آن بتوان مقدار روغن مورد نیاز را به آن افزود.از این نوع بریکرها تقریبا در تمام سطوح ولتازی استفاده می شود.
لازم به ذکر است که در صورت استفاده از این نوع بریکرها در سطح ولتاژهای بالا و برای کاهش در زمان قطع کامل جرقه مناسب است تا از چند سری جفت کنتاکت های ثابت و متحرک استفاده شود.
این جفت کنتاکت ها هرکدام در محفظه ای جداگانه قرار دارند که به صورت سری با هم در مدار عمل می کنند.این نوع بریکرها را بریکرهای با چند محفظه ی قطع می نامند.
