بریکر خلاء:
به طور کلی حامل های باردار(از جمله الکترون های آزاد) باعث هدایت جریان و ایجاد قوس الکتریکی می گردند.لذا در خلاء با توجه به عدم وجود هیچ گونه ذرات باردار استقامت الکتریکی بین دو کنتاکت تحت ولتاژ به حداکثر خود افزایش می یابد که با هیچ کلید دیگری قابل مقایسه نیست.
بریکرهایی که در آنها کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت در یک فضای نسبتا خلاء جدا می شود از قابلیت های بسیار بالایی برخوردار هستند.به این نوع بریکرها بریکرهای خلاء می گویند.این نوع بریکرها از سه قسمت تشکیل شده اند:کپسول خلاء(از جنس فولاد کرم – نیکل) با منتاکت های ثابت و متحرک-نگه دارنده ایزولاتورها و کنتاکت ها- و وسایل مکانیکی رسانای فرمان قطع و وصل تشکیل شده اند.بر این اساس کنتاکت های ثابت پس از عبور از ایزولاتور به ترمینال خروجی متصل می گردد.از طرف دیگر کنتاکت های متحرک به مکانیزم فرمان دهنده ی قطع و وصل کلید (از طریق میله های عایقی و فنر) متصل می شوند.
با توجه به ایجاد خلاء شدید عمل قطع و وصل دو کنتاکت به راحتی صورت می گیرد.این خلاء باعث می شود تا قدرت تحمل عایقی بین دو کنتاکت افزایش یابد به گونه ای که فاصله ی بین این دو کنتاکت در کلیدهای با سطح ولتاژ 36 کیلو ولت در حدود 30 میلی متر انتخاب می شود.البته با توجه به مشکلات اساسی در ایجاد و حفظ خلاء در محفظه ی قطع محدودیت های عملی در استفاده از این نوع بریکرها در سطح ولتاژهای بالا وجود دارد.لذا عملا استفاده از این نوع بریکرها تا سقف ولتاژ 36 کیلوولت محدود می باشد(مثلا در تابلوهای برق فشار متوسط این نوع بریکرها کاربرد دارند).
همچنین با توجه به نوع مکانیزم این نوع بریکرها از آنها به عنوان فیدرهای بانک خازنی یا با وجود راکتورهای موازی و یا در شرایط نیاز به سرعت بسیار زیاد قطع و وصل استفاده می شوند.
مکانیزم عملکرد بریکرهای قدرت:
آنچه را که تاکنون بررسی کردیم مکانیزم خاموش کردن جرقه در انواع بریکرهای قدرت بود.یکی دیگر از مسائل مهم در این بریکرها مکانیزم های مختلف عملکرد کلیدها می باشد.
مکانیزم عملکرد وظیفه ی جدا کردن کنتاکت متحرک از کنتاکت ثابت را بر عهده داشته و لذا مدت زمان قطع را مشخص می کند.مکانیزم عملکرد باید بتواند بلافاصله پس از دریافت فرمان قطع یا وصل در مدت زمان خیلی کوتاه عمل قطع یا وصل را انجام بدهد که در این شرایط تحمل نیروهای مکانیکی حائز اهمیت می باشد.
هر بریکر سه فاز از سه بریکر جداگانه تشکیل شده است که به هر بریکر یک قطب گفته می شود.مجموعه ی بریکر سه فاز می تواند دارای سه مکانیزم عملکرد جداگانه برای هر قطب (یا برای هرفاز) و یا دارای یک مکانیزم عملکرد مشترک برای هر سه فاز باشند که در این صورت توسط کوپلینگ مکانیکی نیرو ویا گشتاور عمل کننده به هر سه فاز بریکر (به طور همزمان) منتقل می شود.معمولا در سطح ولتاژهای بالاتر از 132 کیلو ولت بریکرها با مکانیزم جداگانه برای هرفاز در نظر گرفته می شوند.این مکانیزم عملکرد بر اساس روش های مختلفی انجام می شود که مهمترین آنها عبارتند از:
- مکانیزم فنر قابل شارژ توسط موتور
- سیستم پنوماتیک
- سیستم هیدرولیکی
مکانیزم فنر قابل شارژ توسط موتور:
حال می خواهیم نمونه ای از مکانیزم عملکرد فنر قابل شارژ توسط موتور را برای یک بریکر گازی بیان کنیم در حالی که کلید در حال بسته شدن است.
انرژی مورد نیاز برای حرکت کنتاکت های متحرک از کنتاکت های ثابت در محفظه ی جرقه (محفظه ی قطع) از طریق انرژی ذخیره شده در فنر قطع ایجاد می شود.بدین منظور و برای وصل کلید فنر وصل توسط موتور پیچش فنر شارژ می شود.در این حالت با چرخش دندانه و بالطبع چرخش اهرم غلتان استوانه ای فنر قطع از طریق محور چرخان قطب فشرده می شود.در صورت ارسال فرمان به سیم پیچ قطع زائده ممانعت کننده از حرکت اهرم غلتان آزاد شده و قطع بریکر از طریق آزاد شدن فنر شارژ شده صورت می گیرد.
در این صورت زمان وصل یا قطع کلید مستقل از زمان لازم جهت شارژ فنر خواهد بود زیرا فنر مورد نظر
قبلا توسط موتور الکتریکی شارژ شده است.لذا زمان عملکرد فقط بستگی به الاستیسیته فنر داشته که این مقدارهم بسیار کم می باشد.در این حالت نیروی عمل کننده در موقع شروع عملکرد بسیار زیاد است ولی در قسمت آخر عملکرد کم می شود که این موضوع باعث تقلیل نیروی وارد به کنتاکت ها می گردد.همچنین مدت زمان عملکرد این نوع مکانیزم بسیار کم بوده که حداکثر به 40 میلی ثانیه می رسد.از دیگر مزایای این روش می توان به ارزانی نسبی – ساده بودن نصب و نگه داری آسان- امکان شارژ دستی فنر در موقع نبودن نیروی برق اشاره نمود.لذا مکانیزم فنر قابل شارژ یکی از روش های متداول در عملکرد بریکرهای فشار قوی می باشد.
در پست بعدی که به زودی آماده خواهد شد مکانیزم های پنوماتیک و هیدرولیکی را نیز توضیح خواهم داد.
