کلید خلا قطعه و هسته اصلی مدار شکنهای ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا است که کنتاکتهای را از داخل یک محفظه خلاء را جدا میکند. برای جدا کردن کنتاکتها در خلا یک ارک بلافاصله ان را خاموش میکند. کلید خلا دارای خاصیت ترمیم دی الکتریک بود که بهمنظور قطعه فرکانس بالا استفاده میشود. کلید خلا مزایای بالایی دارد و قدرت دی الکتریک را بالا می برد به طوری که آتش سوزی به همراه ندارد.
ساختار کلید خلا
کلید خلا نوعی مدار شکن است که باعث خاموش شدن قوس برق میشود. این نوع کلید دارای محفظه قوی فولادی در مرکز عایقهای سرامیکی است که به طور متقارن در کنار هم قرار میگیرند. فشار خلا این کلید بین ۱۰ تا ۶ بار است که بیشتر از جنس استیل هستند. عملکرد این کلید تا حد بالایی به مواد به کار رفته در آن بستگی دارد که برای ساخت کنتکاکتها از آن استفاده میشود.
کلید خلا دارای یک سطح تماس ثابت و یک کنتاکت متحرک است که باعث قطع وکیوم میشود. بخش تماسی متحرک به وسیله فولاد ضد زنگ که در پایین آن قرار دارد قطع و وصل میشود.
کاربرد کلید خلا
امروزه کلید خلا به عنوان قابل اعتمادترین فناوری قطع جریان در صنایع مختلف شناخته شده است. کلید خلا وظیفه قطع کننده مدار بر عهده دارد و به حداقل تعمیر ونگهداری نیاز دارد. طول عمر کلید وکیوم نسبت به سایر کلیدهای مدار بیشتر است و به هیچ عنوان خطر آتش سوزی مانند مدار شکن در آن وجود ندارد. این کلید با محیط زیست کاملا سازگار بوده و تعویض VCB در آن بسیار راحت است.
قدرت دی الکتریک خلا هشت برابر بیشتر از هوا و چهار برابر بیشتر از این گاز است. استحکام دی الکتریک SF6 بسیار بالا بوده که برای خاموش کردن قوس خلاء به شکاف ماس بسیار کوچیکی یاز دارد. برای شکاف تماس کوتاه، جرم تماس کم، عدم فشرده سازی محیط انرژی محرک در مدار شکن باید در حداقل خلاء قرار بگیرد. خاصیت عایق بالایی کلید باعث خاموش شدن سریع قوس یا آرک میشود.
نحوه عملکرد کلید خلا
برای عبور جریان قوس از مدار صفر درجه از کلید خلا استفاده میشود. با ایجاد استحکام دی الکتریک بالا در بین کنتاکت و برقراری مجدد قوس این نوع کلید کاربرد دارد. زمانی که دو ناحیه تماس چهره به چهره از یکدیگر جدا شوند سطح تماس روی تماس کاهش میابد در نهایت به نقطه لمس میرسد.
در لحظه لمس کنتاکت خلاء جریان عبوری روی آخرین نقطه تماس متمرکز می شود و یک نقطه داغ ایجاد میکند. کلید خلا فلز روی سطح تماس در نقطع داغ به راحتی تبخیر میشود و یک رسانه رسانا در مسیر قوس ایجاد می کند.
در جریان صفر قوس خلاء خاموش میشود و بخار فلز رسانا بر روی سطح تماس پراکنده میشود. کنتاکتها در این مرحله تبخیر و سطحی برای چرخه بعدی جریان وجود ندارد. مدار شکن خلا با تولید استحکام دی الکتریک بالا در شکاف تماس از برقراری مجدد قوس جلوگیری میکند.
مزایای کلید خلا
کلید خلا محفظه ای است که کنتاکتها را در یک مسیر قرار میدهد. این کلید قطعه اصلی و هسته اصلی مدار شکنهای ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا به حساب میآید که هنگام جدا شدن کنتاکتها در خلا آرم رخ میدهد و در دژنکتور کلید قطع کننده استفاده میشود.
کلید خلا خاصیت ترمیم دی الکتریک داشته و برای قطع جریانهای فرکانس بالایی ایجاد میشود. بر اساس عملکرد کلید خلا دوعدد کنتاکت که به آن الکترود می گویند در شرایط عادی به صورت بسته باقی میماند. در صورت بروز خطا کویل مدار شکن انرژی دار از کنتاکت جدا میشود. به عنوان مثال 10-7 تا 10-5 Torr، به دلیل یونیزاسیون بخارات فلز کنتاکت ها یک آرک بین کنتاکت ها تولید می شود. در این لحظه الکترون ها، بخارات فلزی، و یون های تولید شده توسط آرک سریعا بر روی سطح کنتاکت های بریکر جمع شده که باعث بهبود قدرت دی الکتریک می شوند، در نتیجه آرک سریعا خاموش می شود. برخی از مزایای کلید خلا عبارتند از:
- دارای قابلیت اطمینان و طول عمر بالا
- به راحتی جریان خطا را قطع میکنند.
- خطر آتشسوزی ندارند.
- فاقد سرو صدا و آلودگی صوتی
- از قدرت دی الکتریک بالایی برخوردار است
- نیاز به قدرت کم برای کنترل عملکرد
محفظه قطع کنند باید کاملا خلاء باشد و فشار بر روی عوامل خارجی وارد نکند. کلید خلا در سیستمهای انتقال نیروی برق برای تولید برق و توزیع برق به راه آهن استفاده میشود. امروزه حدود ۸۰ درصد اپراتورهای شبکه قدرت از تکنولوژی کلید قدرت خلا استفاده میکنند.
اصول کار کلید خلا
قوس در کلید خلا زمانی ایجاد میشود که روغنهای فلزی یونیزه میشوند. کنتاکت با قوس در گیر میشوند و از هم جدا میشوند. قطع قوس در داخل کلید خلاء انجام میگیرد که با قطع قوس در داخل ان مدارهای متفاوت ایجاد میشوند. کنتاکتها در هنگام تقسیم شدن بخار را ازاد می کنند که این بخارها شامل یونهای مثبتی هستند که از سطح تماس خارج میشوند.
در صورتی که جریان مدار کاهش یابد دیگر بخاری باقی نمیماند به طوری که چگالی بخار با جریان در قوس تعیین میشود. زمانی که جریان به صفر میرسد چگالی بخار کاهش مییابد و محیط استحکام دی الکتریک خود را بازیابی مینمائید. اگر جریان تداخلی پایین باشد قوسها در مسیر موازی قرار میگیذند که باعث گسترش انها در سطح تماس میشود.
اگرجریان بالایی بر روی سطح مدار برقرار شود بخارها به سرعت آزاد میشوند. از مهمترین ویژگیهای ضروری خلا این است که یک قوس در داخل ایجاد میکند و به سرعت خاموش می شود.
علت استفاده از کلید خلا
اکثر مردم از کلید خلا برای تنظیم جریانهای ولتاژ بالا استفاده مینمایند. برای نشان دادن افت جریان خارج از فاز وخطاهای دو زمینی بسیار ایده آل است که بیشتر برای نیروگاههای و ژنراتورهای مناسب است. در بیشتر مراکز برای قطع کردن مدار خلاء در برنامههای راه آهن استفاده میشود زیرا در تغییر جریان کششی و منبع الکتریکی نقش خوبی دارند. کلید خلا برای قطع مدار در بدنه چینی استفاده میشود که در بیشتر مواقع از روکش فلزی وVCB میباشد که برای تابلو برق مناسب است.
نتیجه گیری
کلید خلا خاصیت ترمیم دی الکتریک دارد و به عنوان قطع کننده قوی برای قطع جریانهای فرکانس استفاده میشود. کلید خلا در سیستمهای برقی مانند تابلو برق بسیار استفاده میشود و داری مزایا و معایب خاص خود است. در ولتاژهای بیشتر از ۳۸ کیلووات اقتصادی نیست و نگهداری ان بسیار راحت بوده و با دلیل داشتم گاز، بی صدا بودن و بدون خطر از محبوبیت بالایی برخوردار بوده است. مممنون از اینکه با فروشگاه برق صنعتی آذر نیرو همراه بودید.❤️🌷