بریکرهای بادی:
بر خلاف بریکرهای روغنی و کم روغن(که عمل خاموش کردن جرقه به وسیله ی مایع روغن صورت می گرفت)در بریکرهای بادی از هوای سرد فشرده استفاده می شود.به همین علت نام دیگر این نوع بریکرها بریکر هوایی است.
ساختمان این نوع بریکرها به گونه ای است که قسمت برق دار آن(کنتاکت های تحت ولتاژ) در ارتفاع و بالای کلید قرار می گیرند و در قسمت زیر و پایین کلید یک منبع ذخیره ی هوای فشرده قرار دارد.این منبع در حالت عادی با محفظه ی کنتاکت ها در ارتباط نمی باشد ولی در موقع عملکرد کلید با برقراری ارتباط بین مخزن هوای فشرده و محفظه ی کنتاکت ها هوا با فشار زیاد به سمت کنتاکت های در حال عملکرد قطع یا وصل زاید می شود.از مزایای بسیار مهم این بریکرها آن است که عامل خاموش کننده ی جرقه(که همان هوای بافشار و مقدار ثابت است)مستقل از جرقه ایجاد شده و جریان عبوری از کنتاکت ها می باشد.این موضوع باعث می شود تا زمان خاموش شدن جرقه وابسته به فشار و حجم گاز هوای داخل مخزن مربوطه باشد بنابراین زمان قطع این بریکرها تحت کنترل بوده که معمولا زمان بسیار کمی می باشد.
در بریکرهای هوایی از دو کنتاکت یکی ثابت و دیگری متحرک استفاده می شود که در موقع قطع ابتدا کنتاکت متحرک تا فاصله ی معینی حرکت می کند.سپس هوای فشرده به طور عمود بر محور جرقه به آن برخورد می کند تا در موقعی که جریان در حدود صفر می شود جرقه را خاموش کند و کلیه گازهای یونیزه شده را از محفظه ی جرقه خارج نماید.در نهایت با قطع هوای فشرده و قطع کامل جریان کنتاکت متحرک به حرکت خود ادامه داده تا به نقطه ی نهایی خود برسد.
لازم به ذکر است که در این نوع بریکرها فاصله ی هوایی بین دو کنتاکت در حالت قطع بریکر باید مقداری باشد که پس از قطع هوای فشرده مجددا جرقه برقرار نگردد.با توجه به آنکه قدرت عایقی هوا از روغن بسیار کمتر است لذا فاصله ی بین دو کنتاکت در حالت قطع بریکرهای بادی از بریکرهای کم روغن بیشتر خواهد بود.این موضوع باعث می شود که برای استفاده از بریکرهای بادی در سطح ولتاژهای زیاد و برای اجتناب از زیاد شدن فاصله ی بین کنتاکت ها و با هدف کاهش زمان قطع کلید(یعنی کم کردن زمان حرکت کنتاکت های متحرک)از چند سری جفت کنتاکت های ثابت و متحرک استفاده می شود.هرکدام از این جفت کنتاکت ها در محفظه های جداگانه ای قرار دارند که با قرار گرفتن به صورت سری در مدار بریکر با چند محفظه ی قطع را تشکیل می دهد.در این نوع بریکرها باید از خازن های یکنواخت کننده نیز استفاده شود که این خازن ها با مقادیر مساوی و به شکل موازی با هرجفت از کنتاکت های ثابت و متحرک قرار می گیرند.این خازن ها برای تقسیم یکنواخت ولتاژ در زمان قطع شدن پی در پی بریکر استفاده می شوند.بعلاوه در بریکرهای بادی
با ولتاژهای زیاد از مقاومت های موازی با کنتاکت های اصلی نیز استفاده می شود.
دلیل استفاده از خازن و مقاومت موازی:استفاده از خازن موازی با مدار جرقه در زمان برگشت جرقه بسیار موثر است.علت این موضوع آن است که با ارسال فرمان قطع بریکر(به کلیدS) تا زمانی که جرقه بین کنتاکت های Sبرقرار است خازن C(ناشی از ولتاژ برگشتی) شروع به شارژ شدن می کند.البته با توجه به آنکه ولتاژ دو سرخازن با انتگرال جریان عبوری از آن متناسب است لذا شارژ خازن به زمان زیادی احتیاج دارد.
از این رو برای بالا بردن قدرت قطع بریکرهای بادی معمولا از مقاومت های موازی در کنار خازن های موازی استفاده می شود.برای درک بهتر تاثیر مقاومت در زمان قطع و وصل بریکر فرض کنید که با بسته شدن کنتاکت های S کلید در وضعیت بسته قرار گرفته باشد که در این حالت کنتاکت کمکی I باز بوده و لذا مقاومت قطع است.با ارسال فرمان قطع به بریکر علاوه بر باز شدن کنتاکت های اصلی S کنتاکت های کمکی
I به سرعت بسته می شوند.لذا مقاومت ها با کلید باز شده ی در حال جرقه (کنتاکت های اصلیS) تا زمانی که قوس الکتریکی برقرار است به طور موازی قرار می گیرند.پس از قطع کامل جرقه0ناشی از تزریق هوای فشرده به محفظه ی جرقه) کنتاکت کمکی I که هنوز بسته است باعث عبور جریان های باقی مانده از مقاومت ها می شود تا فاصله ی بین دو کنتاکت اصلی S را برای نگه داشتن ولتاژ شبکه در موقع برگشت مساعدت کند.در نهایت و در یک لحظه کنتاکت کمکی I نیز باز می شود تا مقاومت ها نیز قطع شوند.در این زمان روند قطع بریکر بادی به شکل کامل و مطلوبی به پایان رسیده است.
در این نوع بریکرها زمان قطع بریکر از موقع ارسال فرمان قطع تا باز شدن کامل کنتاکت S حداکثر0.04ثانیه به طول می انجامد.همچنین زمان جرقه نیز خیلی کوتاه بوده و در حدود 0.02-0.01 ثانیه است.لذا زمان تاخیر در قطع این نوع بریکرها حداکثر بین 0.06-0.05 ثانیه می باشد.
از معایب این نوع بریکرها آن است که جریان های کم عبوری از کلید در نقطه ای با جریان غیر صفر قطع می کند.این موضوع باعث ایجاد برش جریان می شود که می تواند به اضافه ولتاژهای گذرا در سیستم قدرت منجر شود.همچنین در پست های فشار قوی با بریکرهای بادی علاوه بر محفظه های زیر هر بریکر از یک سیستم مرکزی تهویه هوای فشرده برای کلیه بریکرهای پست استفاده می شود که باعث افزایش هزینه بریکرهای پست می شود.لذا کاربرد این نوع بریکرها فقط در پست های با تعداد بریکر زیاد قابل توجیح است.
لذا با گذشت زمان کاربرد این نوع بریکرها رو به کاهش رفته است و با کلیدهای مناسب تر جایگزین شده اند.
بریکر گازی یا بریکرSF6:
در این نوع برکر ها از گاز هگزا فلوئورید گوگرد به عنوان ماده ی خاموش کننده ی جرقه و همچنین عایق کننده بین دو کنتاکت در حالت باز بودن کلید استفاده می شود.از خصوصیات بارز این گازها در پست های قبلی بیان شد که دیگر در اینجا آورده نمی شود.
با توجه به خصوصیات گفته شده استفاده از این گاز در برکرها بسیار مناسب می باشد.این امر موجب افزایش روز افزون در استفاده از این گاز در تجهیزات فشار قوی و به طور خاص در پست های گازی GIS شده است.
نحوه ی عملکرد این نوع بریکرها به این صورت است که در محفظه ی کنتاکت ها این گاز با فشار زیاد وجود دارد که در موقع قطع کلید و ایجاد جرقه این گاز به طور عمود بر مسیر جرقه به طرف ان پاشیده شده و در اطراف طول قوس حرکت می کند.بدین ترتیب در هنگام عبور جریان از لحظه ی صفر سیستم مذکور باعث قطع سریع جرقه می شود.
از مزایای مهم این نوع بریکرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- از جمله مهمترین مزایای این نوع کلیدها سرعت عملکرد بسیار بالا در زمان قطع کلید می باشد.این موضوع از انجا ناشی می شود که در این بریکرها فاصله ی بین دو کنتاکت در حالت باز بسیار کمتر از انواع دیگر بریکرها می باشد.لذا مدت زمان لازم جهت قطع کلید کاهش می یابد.
- به طور کلی قیمت این نوع بریکرها نسبت به سایر بریکرها کمتر بوده و از نظر تعمیرات و نگه داری نیز هزینه های کمتری دارد.
- میزان اشغال شدن فضا در محیط پست(هم از نظر سطح و هم از نظر ارتفاع)توسط این نوع بریکرها کم می باشد.
- وزن بسیار کم این نوع بریکرها و در نتیجه کاهش هزینه در ساخت فوندانسیون باعث صرفه جویی اقتصادی در این نوع بریکرها شده است.
با توجه به موارد فوق استفاده از بریکرهای گازی در سطوح مختلف ولتاژی کاربرد بسیار زیادی پیدا کرده است.البته در ولتاژهای خیلی زیاد معمولا چند محفظه با دو کنتاکت ثابت و متحرک به طور سری باهم قرار می گیرند تا با تقسیم ولتاژ روی جفت کنتاکت ها سرعت عملکرد کلید نیز افزایش می یابد.
