کلید هوایی چیست و چطور کار می کند؟

کلید هوایی یا Air Circuit Breaker با نام دیگر بریکر هوایی و همچنین مدارشکن هوایی شناخته می شود. بریکر هوایی، یک کلید برق اتوماتیک الکتریکی است که به طور خودکار عمل می کند. این تجهیز از هوا برای محافظت از مدار الکتریکی یک تابلو برق در برابر آسیب ناشی از جریان اضافی یا اتصال کوتاه محافظت می کند. بنابراین وظیفه اصلی کلید اتوماتیک هوایی قطع جریان پس از تشخیص عیب است. در این مقاله در وبلاگ فرنام الکتریک ، به معرفی این وسیله و بیان مکانیزم کار و همچنین کاربردهای آن می پردازیم. با ما همراه باشید.

کلید هوایی چیست؟

اول بگذارید تعریفی از کلیدها به شما ارائه دهیم؛ کلیدها نجات‌بخشی هستند که قرار است از بروز مشکلاتی مانند جرقه جلوگیری کنند. این قطعات در این وضعیت جریان برق را قطع یا وصل می‌کنند و به این ترتیب از دستگاه‌های برقی و صنعتی محافظت خواهند کرد.

حالا که می‌دانید کلید چیست، نوبت به کلیدهای هوایی می‌رسد. این کلیدها را با نام Air Circuit Breaker یا به‌صورت مخفف با عنوان ACB می‌شناسند. کلیدهای هوایی در دسته کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف قرار می‌گیرند و از آنها در آمپراژ بالا استفاده می‌شود.

این دسته از کلیدها از هوا جهت انجام وظیفه خود استفاده می‌کنند. تعجب نکنید؛ این دسته از کلیدها هوا را به‌عنوان خاموش کننده جرقه به کار می‌گیرند. بنابراین بهترین گزینه برای اطفای جرقه در هوای باز هستند.

به همین دلیل است که این کلیدها عنوان کلیدهای هوایی را از آن خود کرده‌اند. با توجه به این تعریف پرواضح است که عملکرد کلیدهای هوایی با سایر کلیدها متفاوت خواهد بود.

مکانیزم عملکرد کلید هوایی 

هنگامی که اضافه بار اتفاق می افتد، یک قوس الکتریکی بین کنتاکت هایی که مدار را شکسته اند ظاهر می شود. کلید هوایی از هوای فشرده برای دمیدن قوس استفاده می کنند. همچنین ممکن است به طور متناوب، کنتاکت ها به سرعت در یک محفظه مهر و موم شده کوچک چرخانده شوند و هوای جا به جا شده خارج شود و در نتیجه قوس تخلیه می شود. این نوع مدارشکن هوا با فشار اتمسفر کار می کند. پس از توسعه کلید روغنی، کلید هوایی در سراسر جهان در سیستم های فشار متوسط، با کلید روغن تعویض شدند.

کاربرد کلید اتوماتیک هوایی

در کشورهایی مانند فرانسه و ایتالیا، ACB ها در تابلو برق صنعتی هنوز تا ولتاژ 15 کیلو ولت ترجیح داده می شوند. کلیدهای هوایی همچنین برای جلوگیری از خطر آتش سوزی روغن در کلید روغنی، به عنوان یک جایگزین مناسب به کار گرفته می شوند. در آمریکا، ACB ها به طور انحصاری برای سیستم تا 15 کیلو ولت استفاده می شدند تا زمانی که کلید خلا جدید و کلید قدرت SF6 ساخته شدند.

تفاوت کلید هوایی و فیوز

بر خلاف فیوز الکتریکی که یک بار کار می کند و سپس باید تعویض شود، یک کلید برق را می توان (به صورت دستی یا خودکار) برای از سرگیری عملکرد عادی بازنشانی کرد. شما همچنین می توانید مدارشکن کنترل از راه دور داشته باشید که می تواند به صورت ریموت کار کند، در حالی که این مورد در مورد فیوز صادق نیست.

انواع کلیدهای هوایی :

زمانی که بدانید کلید هوایی چیست، به‌طور حتم به دنبال شناخت انواع آن خواهید بود. به‌خصوص اگر در پی راهی برای محافظت از دستگاه‌های صنعتی خود باشید، به هیچ عنوان نمی‌توانید چشمان خود را بر عملکرد این دستگاه‌ها ببندید. به این منظور لازم است که انواع این کلیدها را بشناسید.

به‌طور کلی کلیدهایی که قرار است از تابلوهای ولتاژ ضعیف یا متوسط محافظت کنند، به سه دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه آنها را معرفی می‌کنیم.

کلید انفجار هوایی

این کلید دارای محفظه‌ای است که اطراف کنتاکت‌ها ایجاد می‌شود و آن را با نام مجاری جرقه می‌شناسند. ماجرا از این قرار است که جرقه‌ها پس از نزدیک شدن به هم، درون این مجاری کشیده می‌شوند.

اما در مجاری چه اتفاقی می‌افتد؟ مجاری دارای اتاق‌های کوچکی است که با کمک صفحات جداکننده فلزی تقسیم شده‌اند. در این بخش جرقه‌ها قسمت شده و در نهایت سرد خواهند شد.

به این ترتیب اولین جرقه‌ای که تولید می‌شود، با رسیدن به این محفظه به تعداد زیادی جرقه تبدیل خواهد شد. در این زمان ولتاژ ایجاد شده از سوی جرقه از کل ولتاژ سیستم بالاتر می‌رود. اما باید بدانید که این نوع از کلیدهای هوایی معمولاً در مدارهایی با ولتاژ پایین کاربرد دارد.

اگر نیاز به عملکرد متناوب در محافظت از دستگاه‌های خود دارید، کلید انفجار هوایی بهترین گزینه برای شما محسوب می‌شود. این کلیدها با مزایای فوق‌العاده خود توجه بسیاری از خریداران را جلب کرده‌اند. بیایید نگاهی به مزایای استفاده از این کلیدها بیندازیم:

• احتمال پایین و در حد صفر بروز آتش‌سوزی؛
• سرعت بالا.

همین دو عامل کافی است که خیال شما را از بابت سلامت دستگاه‌هایتان آسوده کند. به‌خصوص که این کلید قرار است جرقه‌ها را در کمترین زمان و با بالاترین سرعت خاموش کنند.

کلید هوایی با کمک مجاری

در ساخت و طراحی این دسته از کلیدهای هوایی از دو کنتاکت استفاده کرده‌اند؛ کنتاکت اصلی و کمکی.

• کنتاکت اصلی: این کنتاکت‌ها باید مقاومت پایینی داشته باشند؛ از این رو در ساخت آن‌ها از مس و ورقه‌های نقره‌ای استفاده می‌شود.
• کنتاکت کمکی یا جرقه‌زنی: برخلاف کنتاکت اصلی این کنتاکت‌ها باید مقاومت بالایی داشته باشند که به خوبی بتوانند از کنتاکت‌های اصلی در برابر آسیب‌های جرقه‌زنی محافظت کنند. به این منظور آن‌ها را از جنس آلیاژ مس ساخته‌اند که در برابر گرما مقاومت داشته باشند.

با وجود این کنتاکت‌ها دیگر کنترل و خاموش کردن جرقه‌ها کار سختی به نظر نمی‌رسد.

کلید هوایی خاموش کننده با نیروی مغناطیسی

به‌طور حتم حالا دیگر می‌دانید کلید هوایی چیست و چرا آن را در مدار قرار می‌دهید. هر کدام از انواع این کلیدها نیز با روشی متفاوت همین هدف را دنبال می‌کنند. در کلیدهای خاموش کننده با نیروی مغناطیسی همانطور که از نام این کلیدها مشخص است، با کنترل مغناطیسی جرقه درون کلید خاموش خواهد شد.

در واقع عملکرد این کلیدها تحت تاثیر فشار مغناطیسی رقم می‌خورد؛ درست در لحظه جرقه‌زنی با ایجاد کنترل مغناطیسی امنیت دستگاه‌ها حفظ خواهد شد. البته این بدان معنا نیست که فشار مغناطیسی این جرقه‌ها را خاموش می‌کند، بلکه تنها آنها را به داخل مجاری هدایت خواهد کرد. در مجاری جرقه‌ها سرد و در نهایت خاموش می‌شوند.

مهمترین بخش در این دسته از کلیدهای هوایی سیم‌پیچ‌های آن است. به همین دلیل به سیم‌پیچ‌هایی که در طراحی این کلیدها استفاده می‌کنند، سیم‌پیچ‌های خاموش کننده با فشار مغناطیسی می‌گویند.

معایب و مزایای کلید هوایی

همانطور که می‌دانید یکی از نکات مهم در حوزه صنعت، مسئله آتش سوزی است. منشا اصلی هر آتش سوزی مطمئناً یک جرقه کوچک است. گاهی یک جرقه کوچک می‌تواند خسارت‌های جبران‌ناپذیری را به یک کسب و کار وارد کند. بنابراین کنترل این جرقه کوچک اهمیت می‌یابد. اگر به مسئله حفاظت از شبکه در مقابل آتش سوزی اهمیت می‌دهید، یکی از تجهیزاتی که این کار را به خوبی انجام می‌دهد، کلید هوایی است. کلیدهای هوایی عملکرد بسیار خوبی در کاهش خطر آتش سوزی دارند که این مهم‌ترین نکته مثبت آن‌ها است.

مزیت دیگر این کلیدها آن است که نیاز به نگهداری چندانی ندارند. همانطور که می‌دانید تمامی تجهیزات و ابزارآلات در کنار نکات مثبتشان، یک‌ سری نکات منفی هم دارند. از جمله معایب کلید هوایی می‌توان به اتصالات لوله‌های هوایی در آن‌ها اشاره کرد که این اتصالات ممکن است در مواردی موجب افت فشار هوا شده و عملکرد کلید را کاهش دهند. عیب دیگر این کلیدها آن است که کلیدهای هوایی می‌توانند از عهده جرقه‌های کوچک برآیند، اما در صورت بروز جرقه‌های بزرگتر ممکن است با محدودیت‌هایی مواجه شوند.

کلام آخر

کلیدهای هوایی تنها وظیفه قطع و وصل جریان در شبکه را بر عهده ندارند. این کلیدها به حفاظت از شبکه در برابر آتش سوزی‌های احتمالی در اثر جرقه‌های کوچک کمک کرده و سلامت جانی و مالی شما عزیزان را به همراه خواهند داشت. در صورتی که سلامت قطعات و دستگاه‌هایتان برای شما اهمیت دارد، بهتر است استفاده از کلیدهای هوایی را فراموش نکنید!

حالا که می‌دانید کلید هوایی چیست، با خیالی آسوده می‌توانیم ادعا کنیم که این قطعات حافظ جان و سلامتی دستگاه‌های شما است. کلیدهای هوایی حکم کنترلی را دارند که با آن‌ها می‌توانیم مدارها در بخش‌های مختلف را قطع یا وصل کنیم.