مدار شکن و کاربرد آن

مدار شکن و کاربرد آن. قطع کننده مدار یک وسیله ضروری در دنیای مدرن و یکی از مهم ترین مکانیسم های ایمنی در خانه شما است. هر زمان که سیم کشی برق در ساختمان دارای جریان بیش از حدی باشد، این ماشین های ساده برق را قطع می کنند تا زمانی که کسی بتواند مشکل را برطرف کند. بدون قطع کننده مدار (یا فیوز)، برق خانگی غیرعملی خواهد بود، زیرا احتمال آتش سوزی و سایر مشکلات ناشی از مشکلات ساده سیم کشی و خرابی تجهیزات وجود دارد.

مدار شکن چیست؟

مدار شکن یک وسیله سوئیچینگ است که برای کنترل یا محافظت از سیستم های قدرت الکتریکی در هنگام وقوع یک خطا مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار ایجاد می شود. اگر قطع کننده مدار نداشته باشید، ممکن است قسمت هایی از سیستم قدرت آسیب ببیند، بیش از حد گرم شود یا آتش بگیرد.

برای واضح تر شدن همه چیز، کلیدهای مدار همان کار فیوزها را انجام می دهند. فیوزها دستگاه های یکبار مصرف هستند که باید پس از اضافه بار تعویض شوند، در حالی که قطع کننده های مدار می توانند به صورت دستی یا خودکار به عنوان سوئیچ بازنشانی شوند.

Circuit Breaker یا فیوز چگونه کار می کند؟

مدار شکن به طور خودکار مدار را باز می کند و جریان الکتریسیته را قطع می کند که مقدار زیادی الکتریسیته که به آن جریان خطا می گویند، از آن عبور کند. اجازه دهید بفهمیم که چگونه یک مدارشکن این کار را با جزئیات انجام می دهد.

تشخیص عیب: مدار شکن از دو کنتاکت تشکیل شده است که یکی ثابت و دیگری متحرک است. آنها همیشه به صورت فیزیکی یکدیگر را لمس می کنند، که به آن شرایط بسته می گویند که اجازه می دهد جریان به طور مداوم جریان یابد. فشار مکانیکی اعمال شده بر روی کنتاکت متحرک در ابتدا کلید مدار را در حالت “روشن” قرار می دهد. در صورتی که مدار شکن مشکلی مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار را تشخیص دهد، سیگنال سوئیچینگ داده می شود.

انرژی پتانسیل رهاسازی: مکانیسم عملیاتی انرژی پتانسیل آزاد شده را هنگام ارائه سیگنال سوئیچینگ به بریکر ذخیره می کند. ما می توانیم انرژی پتانسیل را با فشار هیدرولیک، هوای فشرده یا فنرهای فلزی در حال تغییر شکل ذخیره کنیم. صرف نظر از منبع، انرژی پتانسیل باید در طول عملیات آزاد شود. پس از آزاد شدن کل انرژی، باید مجدداً توسط کمپرسور هوا، موتور شارژ فنر یا وسایل مناسب دیگر در مکانیزم عملیاتی ذخیره شود.

کنتاکت جدا: دو کنتاکت ثابت و متحرک در شرایط بسته ای هستند که توسط انرژی پتانسیل باز می شوند. انرژی پتانسیل آزاد شده با اجازه دادن به کنتاکت متحرک برای لغزش سریع، دو کنتاکت را از هم جدا می کند.

تشکیل قوس: جدا شدن دو کنتاکت یک قوس ایجاد می کند. این یک پلاسمای بسیار یونیزه (دارای بار الکتریکی) و رسانا است. اگر به درستی خاموش نشود، می تواند به دو کنتاکت و سایر تجهیزات اطراف آن آسیب برساند و حتی آتش بگیرد.

آرک کوئنچ: فرآیند خاموش کردن قوس را خاموش کردن قوس می گویند. کلیدهای مدار از روش های مختلفی برای خاموش کردن قوس ها استفاده می کنند، مانند جایگزینی محیط یونیزه، فشرده سازی یا خنک کردن. محیط خاموش کننده به درجه جریان و سطح ولتاژ کلیدهای مدار بستگی دارد.

جریان وقفه: فرآیند خاموش کردن جریان را متوقف می کند و از آسیب یا آتش سوزی قطعات جلوگیری می کند.

تنظیم مجدد مدار شکن: پس از رفع خطا، می توانیم به صورت دستی یا خودکار مدار شکن را تنظیم مجدد کنیم. این جریان را به جریان مجدد باز می گرداند.

اتصال کنتاکت ها: هنگامی که قطع کننده مدار ریست می شود، دو کنتاکت ثابت و متحرک دوباره با هم تماس پیدا می کنند و اجازه می دهند جریان جریان پیدا کند.

انواع مدارشکن چیست؟

کلیدهای مدار بسته به محل نصب، محیط خاموش کننده، سطح ولتاژ و مکانیسم عملکرد می توانند انواع مختلفی داشته باشند.

کلیدهای مدار مبتنی بر مکان نصب:

مدار شکن در فضای باز: این ها به گونه ای طراحی شده اند که در بیرون ساختمان ثابت شوند و برای زنده ماندن در شرایط آب و هوایی چالش برانگیز ساخته شده اند.

قطع کننده مدار داخلی: همانطور که از نام آن پیداست، کلیدهای مدار داخلی برای نصب در داخل ساختمان ها در نظر گرفته شده است. آنها را می توان در سطوح ولتاژ پایین و متوسط ​​اجرا کرد و در یک ماده ضد آب محصور شده است.

خاموش کردن بریکرهای مدار متوسط:

قطع کننده مدار روغن: روغن معدنی ماده خاموش کننده ای است که در کلیدهای مدار روغن استفاده می شود، زیرا دارای خواص خنک کنندگی بالایی است. کنتاکت ها در محفظه پر از روغن غوطه ور می شوند. هنگامی که کنتاکت ها باز هستند، یک قوس در روغن تشکیل می شود. سپس روغن به گاز هیدروژن تجزیه می شود و دما و فشار قوس را کاهش می دهد. کلیدهای مدار روغن در مناطق با ولتاژ بالا مانند پست ها استفاده می شود.

مدار شکن هوا: روغن فشرده به دلیل دارا بودن رسانایی حرارتی بالا، محیط خاموش کننده ای است که در قطع کننده های مدار هوا استفاده می شود. کنتاکت ها در یک محفظه هوابند متصل به کمپرسور هوا محصور شده اند. هنگامی که کنتاکت ها باز هستند، هوا به داخل قوس می ریزد و از آنها دور می شود. این باعث خنک شدن کنتاکت ها و حذف ذرات یونیزه شده از آنها می شود.

مدار شکن SF6: گاز هگزا فلوراید گوگرد، محیط خاموش کننده ای است که در کلیدهای مدار SF6 استفاده می شود، زیرا دارای خواص خاموش کننده قوس است. کنتاکت ها در یک محفظه مهر و موم شده متصل به گاز با فشار کم قرار می گیرند. هنگامی که کنتاکت ها باز هستند، گاز روی قوس جریان می یابد و رسانایی را کاهش می دهد و کنتاکت ها را خنک می کند. در ولتاژهای متوسط ​​و بالا استفاده می شود.

قطع کننده مدار خلاء: وکیوم وسیله خاموش کننده ای است که در قطع کننده های مدار خلاء استفاده می شود. کنتاکت ها در یک محفظه فلزی یا سرامیکی که با فشار بسیار کم تخلیه می شود محصور می شوند. هنگامی که کنتاکت ها باز هستند، یک قوس در خلاء ایجاد شده و خاموش می شود.

مدار بریکرهای مبتنی بر سطح ولتاژ:

مدار شکن ولتاژ بالا
مدارشکن ولتاژ متوسط
مدار شکن ولتاژ پایین

مدار بریکرهای مبتنی بر مکانیسم عملیاتی:

مدار شکن فنری: انرژی مکانیکی در داخل فنر ذخیره می شود که توسط یک قفل قفل می شود. هنگامی که مدار شکن سیگنال سوئیچینگ دریافت می کند، چفت آزاد می شود و انرژی مکانیکی کنتاکت ها را باز می کند.

قطع کننده مدار پنوماتیک: هوای فشرده کنتاکت ها را باز می کند. در یک مخزن ذخیره می شود. با دریافت سیگنال سوئیچینگ، هوا برای باز کردن کنتاکت ها آزاد می شود.

مدار شکن هیدرولیک: یک پیستون و مایع هیدرولیک کنتاکت ها را باز می کنند.

کاربردها و کاربردهای کلیدهای مدار چیست؟

کلیدهای مدار الکتریکی در زمینه های مختلف کاربردهای متعددی دارند. شامل،

• تجاری: کلیدهای مدار در برابر خطاها، اضافه بارها، نوسانات برق و سایر خطرات در اماکن تجاری، از جمله بیمارستان ها، مراکز خرید، هتل ها و ادارات محافظت می کنند. آنها همچنین اتوماسیون و مدیریت انرژی را فعال می کنند.
  
• تولید برق: قطع کننده های مدار از آسیب به خطوط انتقال در اثر نوسانات سوئیچینگ، برخورد صاعقه، خطاها و غیره جلوگیری می کنند. آنها همچنین به بخش بندی شبکه سیستم قدرت و کاهش بار اجازه می دهند.
  
• ریل: خطاها، اضافه بارها، اتصال کوتاه و سایر خطرات توسط قطع کننده های مدار در وسایل نقلیه ریلی، که شامل قطار، تراموا، مترو و غیره است، محافظت می شوند. آنها همچنین ترمز احیا کننده موتور و کنترل کشش را امکان پذیر می کنند.
  
• صنعتی: تجهیزات صنعتی اعم از پمپ ها، کمپرسورها، فن ها و غیره با استفاده از قطع کننده های الکتریکی در برابر نقص، اضافه بار، عدم تعادل فاز و سایر خطرات محافظت می شوند. آنها همچنین راه اندازی نرم موتور و کنترل سرعت را امکان پذیر می کنند.
  
• توزیع برق: کلیدهای مدار از فیدرها، موتورهای القایی، ترانسفورماتورهای توزیع و سایر تجهیزات در برابر اضافه بار، ولتاژ پایین و سایر مشکلات محافظت می کنند. علاوه بر این، آنها پاسخ تقاضا و مدیریت بار را برای بارهای سیستم قدرت ارائه می دهند.

نتیجه گیری

کلیدهای مدار برای حفاظت از جان الکتریکی و انسان با قطع جریان غیرعادی و بازگشت به حالت عادی پس از رفع عیب ضروری هستند. آنها بر اساس محیط خاموش کننده، مکانیسم عملکرد، سطح ولتاژ و محل نصب انواع مختلفی دارند.