کلید هوایی یا Air Circuit Breaker، از خانواده کلیدهای اتوماتیک، نوعی بریکر یا قطع کننده‌ی اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آمپرهای بالا اغلب در ورودی تابلو برق‌های فشار ضعیف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دلیل اینکه به آن کلید هوایی گفته می‌شود این است که در این کلیدها عمل اطفاء جرقه هنگام کلید زنی، در محفظه قطعی که با هوای آزاد به‌صورت فشرده پرشده است، صورت می‌گیرد. این کلیدها به‌مرورزمان جایگزین کلیدهای روغنی شدند و در حال حاضر در برخی کشورهای پیشرفته به‌عنوان قطع کننده برای رنج بالای ۱۵ کیلووات استفاده می‌شوند.
کلید اتوماتیک هوایی دو وظیفه‌ي اصلی بر عهده دارد. اولین وظیفه سوئیچینگ و دومین وظیفه حفاظت از مدار است. به‌عبارتی‌دیگر کلید هوایی علاوه بر قطع و وصل مدار، از شبکه نیز محافظت می‌کند و در شرایطی همچون افزایش یا کاهش ولتاژ، اتصال کوتاه شدن شبکه، کاهش یا افزایش بیش‌ازحد فرکانس، افزایش حرارت تجهیزات در برابر عبور جریان زیاد و یا اضافه‌بار، از سنکرون خارج شدن ژنراتورها و غیره، از شبکه حافظت می‌کند.
کلید هوایی زیمنس چیست؟
کلید هوایی زیمنس، از جمله کلیدهای فشار قوی است که هم‌جهت حفاظت از شبکه و هم‌جهت قطع و وصل خط مورد استفاده قرار می‌گیرد. علت اینکه به این کلیدها، کلید هوایی می‌گویند این است که مکانیزم اطفاء حریق در هوای آزاد صورت می‌گیرد.
کلید هوایی زیمنس به دو نوع فیکس و کشویی تقسیم می‌شوند. حداکثر جریان این نوع کلیدها می‌تواند تا ۶۳۰۰ آمپر باشد. این کلیدها قدرت قطع بالاتری نسبت به کلیدهای کمپکت دارند که بین ۵۵ تا ۲۰۰ کیلو آمپر می‌باشد و عمر این نوع کلیدها نیز در حدود دو برابر کلیدهای کمپکت است.
ساختار کلید هوایی زیمنس
کلیدهای فشارقوی یا به عبارتی کلید هوایی زیمنس به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به‌طور اتوماتیک از طریق رله یا به‌صورت دستی از اتاق فرمان و همچنین از محل، در شرایط تحت ولتاژ و زیر بار و در زمان اتصال کوتاه که جریان عبوری از مدار ممکن است تا ۱۰ برابر جریان نامی باشد، قادرند مدار را بدون آنکه آسیبی به آن برسد قطع کنند.
کلید هوایی زیمنس برای محافظت از یک مدار الکتریکی در مقابل خطرات ناشی از اضافه‌بار، اتصال کوتاه و اتصال به زمین، حفاظت موتوری و ژنراتوری طراحی‌شده است و برخلاف فیوز که یک‌بار عمل کرده و پس از آن باید تعویض شود، می‌تواند مجدداً وارد مدار شود و مورد استفاده قرار گیرد.
عملکرد کلید هوایی زیمنس
اصول کار کلید هوایی نسبتاً با انواع دیگر کلیدهای اتوماتیک متفاوت است. هدف اصلی کلید هوایی جلوگیری از برقراری مجدد جرقه پس از جریان صفر است که در آن فاصله بین کنتاکت‌ها، ولتاژ بازیابی سیستم را تحمل کند. کلید اتوماتیک هوایی این کار را مانند سایر کلیدها به‌صورت یکسان انجام می‌دهد، اما به روشی متفاوت. در طول قطع جرقه، به‌جای ولتاژ منبع تغذیه، یک ولتاژ جرقه (قوس) ایجاد می‌کند. ولتاژ جرقه به‌عنوان حداقل ولتاژ موردنیاز برای حفظ جرقه تعریف شده است. کلید اتوماتیک هوایی به سه روش مختلف ولتاژ را افزایش می‌دهد:
- ولتاژ جرقه می‌تواند با خنک کردن پلاسما جرقه افزایش یابد. به‌محض اینکه دمای جرقه پلاسما کاهش می‌یابد، برای حفظ جرقه به ولتاژ بیشتری نیاز می‌شود.
- با تقسیم جرقه به تعدادی بیشتر باعث افزایش ولتاژ جرقه می‌شود.
- ولتاژ جرقه را می‌توان با افزایش طول مسیر جرقه افزایش داد. به‌محض افزایش طول مسیر جرقه، مقاومت مسیر بیشتر می‌شود، ولتاژ جرقه بیشتر در مسیر قوس اعمال می‌شود و از این رو ولتاژ جرقه افزایش می‌یابد.
کلید هوایی تا سطح ولتاژ ۱ کیلوولت عمل می‌کند. این نوع کلید از یک جفت کنتاکت اصلی تشکیل‌شده است که حامل جریان هستند و جنس آن‌ها از مس می‌باشد. یک جفت کنتاکت دیگر به نام کنتاکت کمکی نیز وجود دارند که جنس آن‌ها از کربن می‌باشد. با باز شدن کلید، ابتدا کنتاکت‌های اصلی باز می‌شوند و در حین باز شدن کنتاکت‌های اصلی، کنتاکت‌های جرقه زن به یکدیگر می‌چسبند. هنگامی کنتاکت‌های جرقه زن از یکدیگر جدا شوند، جرقه شروع می‌شود.
اجزای کلید هوایی زیمنس چیست؟
- ترمینال‌های نصب کنتاکت‌های کمکی
- دکمه کنترل بستن کنتاکت‌های کلید
- علامت رنگی نشان‌دهنده قدرت قطع کلید
- نمایشگر وضعیت فنر (شارژ و دشارژ)
- اهرم شارژ کردن فنر
- کلید قفل حالت کشویی
- نمایشگر نشان‌دهنده وضعیت کنتاکت‌های اصلی (۰ به معنای قطع و ۱ به معنای وصل)
- محل قرارگیری اهرم کشویی قابل قفل شدن
- کلید قفل در حالت باز
- کلید کشویی
- دکمه کنترل باز کردن کنتاکت‌های کلید
- واحد حفاظت میکرولوجیک
- دکمه ریست برای خطای تریپ
- نمایشگر نشان‌دهنده وضعیت کلید
انواع کلید هوایی زیمنس
کلید هوایی زیمنس (ACB) در سه سایز و هر سایز از انواع مختلفی بهره می‌برند که بسته به نوع ولتاژ آن به دو دسته AC و DC تقسیم‌بندی می‌شوند. از مهم‌ترین و پرکاربردترین کلیدهای هوایی زیمنس که استفاده می‌گردد به دو مورد زیر می‌توان اشاره کرد:
- کلید هوایی زیمنس مدل ۳WA
- کلید هوایی زیمنس مدل ۳WL
همچنین کلید هوایی زیمنس به دو صورت فیکس و کشویی تولید گردیده و می‌توان بر اساس نیاز آن‌ها را تهیه کرد.
-
کلید هوایی زیمنس ۳WA
این نوع کلید هوایی کمپانی زیمنس به عنوان فیدر ورودی و قطع کننده مدارات خروجی در تأسیسات الکتریکی، صنعت، ساختمان‌ها و کاربردهای زیرساختی به کار می‌رود. همچنین به‌طور ایمن از سیستم‌ها و ماشین‌های الکتریکی در برابر آسیب محافظت می‌کند و به لطف طراحی قوی، کیفیت فوق‌العاده و عملکردهای محافظتی هوشمند، از خرابی سیستم و هزینه‌های ناشی از آن‌ها جلوگیری می‌کند. می‌توان این نوع کلید را در سیستم‌های کنترل الکترونیکی، نگهداری و مدیریت انرژی به کار برد. این کلیدها در انواع ۳ قطب و ۴ قطب موجود هستند. بر اساس استانداردهای فعلی، ۳WA به‌عنوان یکی از کلیدهای هوایی پرکاربرد در سراسر دنیا مورداستفاده قرار می‌گیرد.
-
کلید هوایی زیمنس ۳WL
کلید هوایی زیمنس ۳WL به‌طور مطمئنی از تجهیزات الکتریکی در برابر آسیب یا آتش‌سوزی ناشی از اتصال کوتاه، خطای زمین یا خرابی بیش‌ازحد سیستم محافظت می‌کند و همانند سری ۳WA توانایی برقراری ارتباط را دارد و به‌راحتی می‌تواند در سیستم‌های کنترل سطح بالاتر و مدیریت انرژی ادغام شود.
کلید هوایی زیمنس مدل ۳WL از موتورها، خازن‌ها، ژنراتورها، ترانسفورماتورها و کابل‌ها محافظت می‌کند. طراحی و دامنه وسیع و استاندارد این تیپ از قطع کننده‌های مدار، این امکان را برای آن‌ها فراهم می‌کند تا انعطاف‌پذیر بوده و با کاربردهای مختلف سازگار شوند.
