کاربرد کلید هوایی ACB در تابلو برق: کلید هوایی یا کلید قدرت هوایی (Air Circuit breaker) یک نوع از کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف هستند. دلیل نام‌گذاری این کلیدها، مکانیزم خاموش کردن جرقه در هوای آزاد در این دسته از کلیدها است. این کلیدها ممکن است سه پل یا چهار پل باشند، که کلیدهای هوایی سه پل، سه فاز و کلیدهای هوایی چهار پل، در کنار سه فاز ترمینال نول نیز دارند. کلیدهای هوایی معمولاً از دو بخش قدرت و الکترونیک تشکیل شده‌اند. بخش الکترونیک از ساختار میکروپروسسوری پیروی می‌کند و موجب حفاظت شبکه توسط این کلیدها می‌شود. برای آشنایی با کاربرد کلید هوایی ACB با فرنام الکتریک تا پایان مقاله همراه باشید.
کلید هوایی چیست؟
کلید هوایی در لغت به معنی شکننده جریان هوا است. اگر به واژه کلید هوایی دقت کنید متوجه کاربرد آن نیز می‌شوید. در واقع این کلید که با حروف مخفف ACB شناخته می‌شود، به منظور شکستن جریان هوا استفاده می‌شود. کلیدهای هوایی برای قطع جریان در آمپراژ بالا در فشار ضعیف کاربرد دارند. این کلیدها در فضای باز و از هوا به منظور محافظت از یک مدار الکتریکی در مقابل صدمات ناشی از جریان اضافه در اثر اضافه بار و اتصال کوتاه بهره می‌گیرند و دقیقاً به همین دلیل نیز کلید هوایی نامیده شده‌اند.
اصول کار کلید هوایی
اصل کار این بریکر نسبتاً متفاوت از سایر کلیدهای اتوماتیک مدار است. هدف اصلی انواع کلیدهای برق، جلوگیری از برقراری مجدد قوس پس از جریان صفر با ایجاد شرایطی است که در شکاف تماسی در برابر ولتاژ بازیابی سیستم مقاومت کند. کلید هوایی همین کار اما به روشی متفاوت انجام می دهد. برای قطع قوس، این وسیله ولتاژ قوس بیش از ولتاژ تغذیه ایجاد می کند. ولتاژ قوس به عنوان حداقل ولتاژ مورد نیاز برای حفظ آرک تعریف می شود. این کلید ولتاژ قوس را عمدتاً به سه روش مختلف افزایش می دهد.
1-خنک کردن پلاسمای قوس
ممکن است کلید هوایی با خنک کردن پلاسمای قوس، ولتاژ قوس را افزایش دهد. با کاهش دمای پلاسمای قوس، تحرک ذره در پلاسمای کاهش می یابد. بنابراین گرادیان ولتاژ بیشتری برای حفظ قوس مورد نیاز است.
2-افزایش طول مسیر قوس
ممکن است بریکر هوا با طولانی کردن مسیر قوس، ولتاژ قوس را افزایش دهد. با افزایش طول مسیر قوس، مقاومت مسیر افزایش می یابد و از این رو برای حفظ جریان قوس یکسان، ولتاژ بیشتری در مسیر قوس اعمال می شود. یعنی ولتاژ قوس افزایش یافته است.
3-تقسیم کردن قوس
تقسیم قوس به تعدادی قوس سری نیز ولتاژ قوس را افزایش می دهد.
قسمت‌های مهم در کلیدهای هوایی
- کلید قطع (O)
- کلید وصل (I)
- نشانگر وضعیت کنتاکت های اصلی
- نشانگر وضعیت مکانیزم شارژ
- کلید ریست
- نشانگر LED
- کنترلر
- نشانگر توپی اتصال، تست و جدا شده (سه وضعیت مکانیزم لچ/قفل)
- قفل کاربر
- نشانگر وضعیت اتصال، تست و جدا شده
- کانکشن (CE) جداسازی، (CD) تست (CT) نشانگر وضعیت کنتاکت ها
- پلاک مشخصات
- نمایشگر دیجیتال
- مکانیزم شارژ دستی
- لغزنده جهت بیرون و داخل کردن
- مخزن غلتک
- کلید ریست فالت تریپ
نقش و اهمیت کاربرد کلید هوایی ACB
در واقع کلیدهای هوایی علاوه بر قطع و وصل جریان، وظیفه حفاظت جریان در شرایطی مثل افزایش یا کاهش بیش از اندازه فرکانس و بالا رفتن حرارت تجهیزات در اثر توان عبوری بیش از اندازه از آنها، افزایش یا کاهش بیش از حد ولتاژ و غیره را بر عهده دارد. از دیگر ویژگی‌های مهم کلیدهای هوایی، خاصیت سلکتیویتی آنها را می‌توان نام برد. این کلیدها ظرفیت بالایی داشته و در ورودی تابلو برق صنعتی قرار می‌گیرند. در صورتی که قصد دارید از این کلیدها استفاده کنید، اما در مورد آنها اطلاعات کافی ندارید بهتر است با ما همراه شوید تا کاربردها و ویژگی‌های این نوع از کلیدها را به طور کامل مورد بررسی قرار دهیم.
اهمیت استفاده از کلید هوایی
به طور کلی کلید هوایی دو کار اصلی را انجام می‌دهد:
۱) کلید هوایی وظیفه قطع و وصل جریان در شبکه را بر عهده دارد.
۲) در شرایطی همچون موارد زیر، از شبکه محافظت می‌کند:
- افزایش یا کاهش ولتاژ
- اتصال کوتاه، کاهش و افزایش بیش از حد فرکانس
- افزایش حرارت تجهیزات در برابر عبور جریان زیاد
- اضافه بار و از سنکرون خارج شدن ژنراتورها
کاربردهای اصلی کلیدهای اتوماتیک هوایی (ACB) در تابلوهای برق عبارتند از:
- حفاظت از موتورها: ACB به عنوان حفاظت اصلی در مقابل جریان‌های بیش از حد و شروع‌های ناگهانی در موتورهای الکتریکی عمل می‌کند. این کلیدها می‌توانند موتورها را در مقابل افت ولتاژ، اتصال‌های کوتاه، و اضافه بارهای خطرناک محافظت کنند.
- حفاظت از مدارهای توزیع الکتریکی: ACBها معمولاً در تابلوهای توزیع الکتریکی اصلی مانند تابلوهای کنترل مرکزی یا تابلوهای فشار متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها مدارهای برقی را در مقابل اتصال‌های کوتاه، جریان‌های بیش از حد و مشکلات دیگر حفاظت می‌کنند.
- حفاظت در مقابل تخلیه قوس الکتریکی: ACBها به عنوان قطع‌کننده‌های هوایی، می‌توانند قوس‌های الکتریکی که در مدارهای برقی ایجاد می‌شوند را قطع کنند. این قابلیت به حفظ ایمنی تجهیزات و افراد در معرض خطر قوس الکتریکی کمک می‌کند.
- کنترل بارهای بزرگ: ACBها قابلیت کنترل و قطع بارهای برقی با توان بالا را دارا هستند. این شامل تجهیزات مانند ژنراتورها، ترانسفورماتورها، پمپ‌ها و سایر دستگاه‌های بزرگ می‌شود.
- قطع اضافه بارها در مدارهای برقی: در صورت اضافه بار شدن به یک مدار برقی، ACB می‌تواند به صورت خودکار بار اضافه را قطع کند تا از ایجاد مشکلات جدی مثل افت ولتاژ جلوگیری کند.
کلیدهای اتوماتیک هوایی به علت قابلیت‌های حفاظتی و کنترلی بالا، در تجهیزات الکتریکی صنعتی و تابلوهای برق پرکاربرد هستند و به ایمنی و عملکرد صحیح تجهیزات الکتریکی کمک می‌کنند.
معایب و مزایای کاربرد کلید هوایی ACB
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.
ارتباط کاربرد کلید هوایی ACB با امنیت و ایمنی در تابلوهای برق
کلیدهای هوایی (Air Circuit Breakers – ACB) نقش بسیار مهمی در امنیت و ایمنی تابلوهای برق و تجهیزات الکتریکی ایفا می‌کنند. این ارتباط به عنوان یکی از مهمترین عناصر در سیستم‌های الکتریکی صنعتی و ایمنی محیط کار باید در نظر گرفته شود:
- قطع کردن جریان در مواقع اضطراری: یکی از اصول ایمنی در تجهیزات برق، قابلیت سریع و موثر قطع کردن جریان الکتریکی در مواقع اضطراری است. کلیدهای هوایی به عنوان قطع‌کننده‌های با توان بالا در مواقع اضطراری عمل می‌کنند و جلوی خطراتی مانند حریق، تخلیه الکتریکی ناگهانی و تجهیزات خرابی را می‌گیرند.
- حفاظت از تجهیزات و مدارهای الکتریکی: کلیدهای هوایی با توان بالا به عنوان یک بخش اصلی از سیستم‌های حفاظت از تجهیزات و مدارهای الکتریکی عمل می‌کنند. آنها می‌توانند از تجهیزات از جمله موتورها، ترانسفورماتورها، و تجهیزات دیگر در مقابل برای مثال افزایش جریان و ولتاژ، کوتاه‌زنی، و افزایش حرارت حفاظت کنند.
- کنترل بار الکتریکی: کلیدهای هوایی به عنوان وسیله‌ای برای کنترل بارهای الکتریکی مانند موتورها، انواع دستگاه‌های الکتریکی، و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند. این کنترل‌ها به کاربران این امکان را می‌دهند تا بارهای الکتریکی را به صورت ایمن و دقیق کنترل کنند.
- پیگیری و تشخیص مشکلات: برخی از کلیدهای هوایی با ویژگی‌های ارتباطی و نمایشگرها به کاربران امکان می‌دهند تا وضعیت کلیدها و مدارهای الکتریکی را پیگیری و مشکلات را تشخیص دهند. این امکانات به سرعت تعمیر و نگهداری در صورت بروز مشکلات کمک می‌کنند.
- مانیتورینگ انرژی: برخی از کلیدهای هوایی با امکانات مانیتورینگ انرژی به کاربران این امکان را می‌دهند تا مصرف انرژی در تجهیزات را نظارت کنند و تجهیزات با مصرف انرژی زیاد را در مواقع عدم استفاده خاموش کنند.
در کل، کلیدهای هوایی با ارتباط تنظیمات حفاظتی، کنترل بارهای الکتریکی، و امکانات ایمنی، به تضمین ایمنی تابلوهای برق و تجهیزات الکتریکی کمک می‌کنند و در ایمنی محیط کار بسیار حیاتی هستند.
نکته پایانی
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!