نگاهی به دنیای کلیدهای فشار قوی (HV) | آشنایی با انواع دژنکتورهای قدرت

نگاهی به دنیای کلیدهای فشار قوی (HV)

دژنکتور گازی SF6: سلطان بی‌رقیب فشار قوی

در دنیای امروز، تکنولوژی مبتنی بر گاز هگزا فلوراید گوگرد (SF6)، سلطان بی‌چون و چرای دژنکتورهای فشار قوی است. گاز SF6 یک گاز بی‌رنگ، بی‌بو و غیرسمی با دو ویژگی استثنایی است: قدرت دی‌الکتریک (عایقی) بسیار بالا و قابلیت فوق‌العاده در جذب حرارت و خاموش کردن آرک الکتریکی. این خواص باعث شده تا دژنکتورهای SF6 بسیار کارآمد، قابل اطمینان و نسبت به ابعادشان، بسیار قدرتمند باشند.

هنگامی که کنتاکت‌های دژنکتور از هم جدا می‌شوند، جریانی از گاز SF6 فشرده شده به درون آرک دمیده می‌شود. این کار به سرعت آرک را خنک کرده و با جذب الکترون‌های آزاد، مسیر رسانای آن را از بین برده و جریان را با موفقیت قطع می‌کند. این دژنکتورها در دو طراحی اصلی ساخته می‌شوند: مخزن زنده (Live Tank) که در آن محفظه‌های قطع‌کننده روی مقره‌های بلند قرار دارند، و مخزن مرده (Dead Tank) که در آن تمام اجزا درون یک محفظه فلزی متصل به زمین قرار گرفته‌اند. با وجود عملکرد عالی، باید توجه داشت که گاز SF6 یک گاز گلخانه‌ای بسیار قوی است و به همین دلیل، مقررات سخت‌گیرانه‌ای برای جلوگیری از نشت آن به محیط زیست وجود دارد.

کلیدهای قدرت فشار قوی (High Voltage)

این تجهیزات که در سطح ولتاژ بالای 36 کیلوولت (و تا بیش از 800 کیلوولت) کار می‌کنند، ستون‌های اصلی شبکه‌های انتقال برق سراسری و نیروگاه‌های بزرگ هستند. آن‌ها دیگر تجهیزاتی در دسترس عموم نیستند، بلکه سازه‌های مهندسی عظیمی هستند که وظیفه کنترل و حفاظت از شریان‌های حیاتی انرژی یک کشور را بر عهده دارند.

عملکرد صحیح یک دژنکتور فشار قوی می‌تواند تفاوت بین یک خطای قابل کنترل و یک خاموشی گسترده منطقه‌ای (Blackout) را رقم بزند. چالش اصلی در این سطح ولتاژ، مهار کردن انرژی فوق‌العاده عظیم آرک الکتریکی است که در لحظه قطع جریان ایجاد می‌شود. در این مقاله از نوآوران برق پارسیان، به بررسی تکنولوژی‌های اصلی به کار رفته در این سازه‌های شگفت‌انگیز مهندسی می‌پردازیم.

دژنکتور روغنی (Bulk Oil): غول‌های بازنشسته

پیش از حکمرانی گاز SF6، دژنکتورهای روغنی به مدت چندین دهه، اسب‌های کاری شبکه‌های انتقال برق بودند. در این کلیدها، یک حجم بسیار بزرگ از روغن معدنی، هم نقش عایق بین بخش‌های برق‌دار و بدنه را ایفا می‌کند و هم وظیفه خاموش کردن آرک را بر عهده دارد. در لحظه قطع، آرک ایجاد شده باعث تبخیر روغن اطراف خود شده و یک حباب از گاز هیدروژن با فشار بالا ایجاد می‌کند. این فشار و جریان هیدروژن، آرک را خاموش می‌کند.

با وجود کارایی، این دژنکتورها معایب بزرگی داشتند که منجر به کنار گذاشته شدن آن‌ها شد: حجم و وزن بسیار زیاد، نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم روغن، و مهم‌تر از همه، خطر آتش‌سوزی و انفجار روغن در صورت بروز خطای شدید. امروزه این کلیدها عمدتا در پست‌های بسیار قدیمی یافت می‌شوند.

دژنکتور هوای فشرده (Air Blast): نیروی باد در خدمت قدرت

یکی دیگر از تکنولوژی‌های قدیمی‌تر، استفاده از هوای فشرده برای خاموش کردن آرک است. در این دژنکتورها، یک مخزن هوای فشرده با فشار بسیار بالا (چندین برابر فشار تایر خودرو) وجود دارد. در لحظه قطع، یک شیر به سرعت باز شده و جریانی از هوای فشرده با سرعت مافوق صوت به سمت آرک دمیده می‌شود و به معنای واقعی کلمه آن را فوت کرده و از بین می‌برد. این کلیدها بسیار سریع و قدرتمند عمل می‌کنند، اما صدای عملکرد آن‌ها شبیه به یک انفجار مهیب و بسیار بلند است. نیاز دائمی به کمپرسورها و سیستم‌های هوای فشرده که خود نیازمند نگهداری زیادی هستند، از اصلی‌ترین دلایل منسوخ شدن این تکنولوژی بود.

دژنکتور خلا (Vacuum): ستاره‌ای در حال طلوع در ولتاژهای بالاتر

همانطور که در مقاله فشار متوسط دیدیم، تکنولوژی خلا به دلیل اطمینان بالا و عدم نیاز به نگهداری، برترین تکنولوژی در آن سطح ولتاژ است. مهندسان همواره در تلاش بوده‌اند تا این تکنولوژی فوق‌العاده را به سطح ولتاژهای بالاتر نیز گسترش دهند. امروزه با پیشرفت‌های چشمگیر، دژنکتورهای خلا برای سطوح ولتاژ بالا (تا حدود 145 کیلوولت) نیز ساخته شده‌اند و به عنوان یک جایگزین پاک و بدون نیاز به نگهداری برای دژنکتورهای SF6 مطرح می‌شوند. انتظار می‌رود با افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی، استفاده از این تکنولوژی در آینده گسترش بیشتری یابد.

سخن پایانی

دنیای فشار قوی، دنیای انرژی‌های عظیم و تکنولوژی‌های پیشرفته برای مهار این انرژی‌هاست. در حال حاضر، دژنکتورهای SF6 به دلیل عملکرد بی‌نقص خود، انتخاب اول در پست‌های انتقال برق هستند، در حالی که تکنولوژی خلا به عنوان یک رقیب جدی و پاک برای آینده در حال رشد است. انتخاب هر یک از این تجهیزات، یک تصمیم استراتژیک و بسیار مهم برای شرکت‌های برق و صنایع بزرگ است که بر پایداری کل شبکه تاثیر می‌گذارد.

تجهیزات فشار قوی، قلب تپنده شبکه‌های انتقال برق هستند. نوآوران برق پارسیان با درک عمیق از تکنولوژی‌های روز دنیا، به عنوان شریک قابل اعتماد شما در زمینه تأمین و مشاوره تجهیزات پست‌های فشار قوی، در کنار شماست.

مقالات مرتبط

• کلید مینیاتوری فشار قوی چیست؟