انواع کلیدهای قدرت فشار متوسط (MV) | راهنمای سکسیونرها و دژنکتورهای MV

پس از آشنایی با دنیای گسترده و ملموس کلیدهای فشار ضعیف، اکنون یک پله بالاتر رفته و وارد حوزه تخصصی و بسیار مهم فشار متوسط (Medium Voltage) می‌شویم. این سطح ولتاژ (معمولا بین 1 تا 36 کیلوولت) ستون فقرات شبکه‌های توزیع برق شهری و شاهرگ حیات کارخانجات بزرگ، بیمارستان‌ها، مراکز داده و مزارع انرژی‌های تجدیدپذیر است. تجهیزاتی که در این سطح ولتاژ کار می‌کنند، وظیفه مدیریت و حفاظت از توان‌های بسیار بالا را بر عهده دارند و هرگونه خطا در عملکرد آن‌ها می‌تواند منجر به خاموشی‌های گسترده و خسارات سنگین شود.

در این حوزه، دو خانواده اصلی از کلیدها وجود دارند که اغلب به دلیل وظایف به ظاهر مشابه، با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند. دژنکتورها (Circuit Breakers) که وظیفه حفاظت و قطع جریان خطا را دارند، و سکسیونرها (Disconnectors) که برای ایزولاسیون و ایجاد ایمنی به کار می‌روند. درک تفاوت و کاربرد هر یک از این تجهیزات، برای هر مهندس و تکنسین برق ضروری است. در این مقاله فنی از نوآوران برق پارسیان، به تشریح انواع، تکنولوژی‌ها و کاربردهای این کلیدهای حیاتی می‌پردازیم.

معرفی انواع کلیدهای قدرت فشار متوسط (MV)

دژنکتور (Circuit Breaker): فرمانده حفاظت تحت هر شرایطی

دژنکتور یا مدارشکن فشار متوسط، اصلی‌ترین تجهیز حفاظتی در این سطح ولتاژ است. وظیفه اصلی آن، قطع و وصل کردن مدار در شرایط عادی و مهم‌تر از آن، قطع اتوماتیک مدار در هنگام بروز خطا است. این کلید باید قادر باشد جریان‌های عظیم ناشی از اتصال کوتاه را با سرعت و اطمینان بالا قطع کرده و از آسیب به تجهیزات گران‌قیمتی مانند ترانسفورماتورها و کابل‌ها جلوگیری کند.

چالش اصلی در طراحی دژنکتورهای MV، مهار کردن آرک (جرقه) الکتریکی قدرتمندی است که در لحظه جدا شدن کنتاکت‌ها و تحت ولتاژ بالا ایجاد می‌شود. تکنولوژی‌های مختلف دژنکتورها، بر اساس روشی که برای خاموش کردن این آرک به کار می‌برند، دسته‌بندی می‌شوند:

دژنکتور خلا (Vacuum Circuit Breaker – VCB): این مدل، مدرن‌ترین و رایج‌ترین تکنولوژی در سطح ولتاژ متوسط است. در این کلید، کنتاکت‌ها در یک محفظه سرامیکی سربسته و تحت خلاء کامل قرار دارند. از آنجایی که در خلاء هیچ ذره‌ای برای یونیزه شدن و تداوم آرک وجود ندارد، به محض جدا شدن کنتاکت‌ها، جرقه در کسری از ثانیه خاموش می‌شود. VCBها به دلیل قابلیت اطمینان بسیار بالا، طول عمر زیاد و نیاز به حداقل نگهداری، به انتخاب اول در صنعت تبدیل شده‌اند.

دژنکتور گازی SF6 (SF6 Circuit Breaker): این نوع دژنکتور از گاز هگزا فلوراید گوگرد (SF6) به عنوان محیطی برای خاموش کردن آرک استفاده می‌کند. این گاز دارای خواص دی‌الکتریک و حرارتی فوق‌العاده‌ای است که به سرعت آرک را سرد و خاموش می‌کند. این کلیدها عملکرد بسیار خوبی دارند، اما به دلیل اینکه گاز SF6 یک گاز گلخانه‌ای بسیار قوی است، نگرانی‌های زیست‌محیطی و مقررات سخت‌گیرانه‌ای برای استفاده و جابجایی آن‌ها وجود دارد.

دژنکتور روغنی (Oil Circuit Breaker): این نسل قدیمی‌تر از دژنکتورها که عمدتا در پست‌های برق قدیمی یافت می‌شود، از روغن به عنوان عایق و ماده خاموش‌کننده آرک استفاده می‌کند. این کلیدها به دلیل حجم بزرگ، نیاز به نگهداری زیاد و خطر آتش‌سوزی، امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سکسیونر (Disconnector): ابزار ایزولاسیون برای تضمین ایمنی

اینجاست که یکی از بزرگ‌ترین اشتباهات رایج رخ می‌دهد. سکسیونر یک کلید حفاظتی نیست. این کلید قادر به قطع جریان تحت بار (جریان عادی) یا جریان اتصال کوتاه نیست. تلاش برای باز کردن یک سکسیونر تحت بار، منجر به ایجاد آرک بسیار خطرناک و مرگباری خواهد شد که خاموش نمی‌شود.

پس وظیفه سکسیونر چیست؟ وظیفه آن ایجاد یک جدایی فیزیکی قابل مشاهده در مداری است که قبلا توسط دژنکتور بی‌برق شده است. این کار برای تضمین ایمنی پرسنل تعمیر و نگهداری انجام می‌شود. فرض کنید یک تکنسین قصد دارد روی یک ترانسفورماتور کار کند. ابتدا دژنکتور مربوطه را قطع می‌کنند تا جریان قطع شود. سپس، سکسیونرهای دو طرف ترانسفورماتور را باز می‌کنند تا با ایجاد یک فاصله هوایی مشخص، اطمینان حاصل شود که هیچ ولتاژی به صورت اتفاقی به محل کار پرسنل نخواهد رسید. سکسیونر، تابلوی ورود ممنوع دنیای برق است.

تابلوهای فشار متوسط (Switchgear): خانه کلیدهای قدرت

این تجهیزات به صورت مجزا استفاده نمی‌شوند، بلکه در محفظه‌های فلزی استانداردی به نام تابلوی فشار متوسط (MV Switchgear) یا سلول، در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. هر سلول ممکن است شامل یک دژنکتور، سکسیونر، ترانس‌های اندازه‌گیری جریان و ولتاژ، و رله‌های حفاظتی باشد که همگی با هم برای کنترل و حفاظت یک فیدر خاص عمل می‌کنند. در برخی کاربردهای ساده‌تر، از تجهیز دیگری به نام کلید سکسیونر قابل قطع زیر بار (Load Break Switch – LBS) استفاده می‌شود که قادر است جریان‌های عادی بار را قطع کند اما توانایی قطع جریان اتصال کوتاه را ندارد و برای این منظور، معمولا با فیوزهای قدرت ترکیب می‌شود.

سخن پایانی

در دنیای فشار متوسط، هر کلید نقشی تخصصی و حیاتی دارد. دژنکتورها برای حفاظت و قطع جریان‌های خطا طراحی شده‌اند و سکسیونرها برای ایزولاسیون و تامین ایمنی. درک این تفاوت بنیادین، اساس طراحی، بهره‌برداری و نگهداری ایمن از شبکه‌های توزیع برق و تاسیسات صنعتی است. انتخاب اشتباه یا استفاده نادرست از هر یک از این تجهیزات می‌تواند عواقب فاجعه‌باری به همراه داشته باشد.

طراحی و انتخاب صحیح تجهیزات فشار متوسط، نقشی حیاتی در پایداری و ایمنی شبکه‌ها و صنایع دارد. برای مشاوره فنی در زمینه انتخاب انواع دژنکتورها، سکسیونرها و تابلوهای فشار متوسط، کارشناسان نوآوران برق پارسیان آماده ارائه راه حل‌های مهندسی‌شده و منطبق بر نیازهای پروژه شما هستند.

مقالات مرتبط

• سفری به دنیای کلیدهای قدرت
• کلید مینیاتوری فشار قوی چیست؟
• آموزش جامع کلیدهای فشار ضعیف