کلید هوایی چیست؟ + کاربرد + عملکرد + مزایا و معایب

کلید هوایی چیست؟

در این مقاله قصد داریم به کاربرد، مزایا و معایب و انواع آن بپردازیم. کلید هوایی را با نام های کلید قدرت هوایی یا ACB نیز میشناسند و در دسته کلید های اتوماتیک نوعی قطع کننده اتوماتیک فشار ضعیف هستند. این کلید‌ ها در آمپرهای بالا، در ورودی تابلو برق های فشار ضعیف مورد استفاده قرار می گیرند.

در کلید هوایی عمل اطفاء جرقه به هنگام کلید زنی در محفظه که اغلب با هوای آزاد و بسیار فشرده پر شده است، انجام می شود و به همین دلیل است که به آن ها کلید های هوایی می گویند،وظیفه این کلید ها سوئیچینگ و حفاظت از مدار است.

گفتنی است که کلید های هوایی علاوه بر قطع و وصل خط، وظیفه محافظت از شبکه را بر عهده دارد یعنی زمانی که فرکانس بیش از حد است، یا ولتاژ دچار کاهش و افزایش می شود، از سنکرون خارج شدن ژنراتور، افزایش حرارت تجهیزات در مقابل اضافه بار و … این کلید وظیفه دارد که دراین شرایط از شبکه محافظت کند. در حقیقت کلید های هوایی دو وظیفه اصلی را بر عهده دارند. وظیفه اول سوئیچینگ و وظیفه دوم حفاظت از مدار می‌باشد.

به عبارت دیگر کلید های هوایی علاوه بر قطع و وصل خط، از شبکه نیز محافظت می‌کنند و در شرایطی همچون افزایش یا کاهش ولتاژ، اتصال کوتاه شدن شبکه کاهش یا افزایش بیش از حد فرکانس، افزایش حرارت تجهیزات در برابر عبور جریان زیاد و یا اضافه بار،از سنکرون خارج شدن ژنراتورها و غیره، از شبکه محافظت می‌نماید.

لازم است بدانید که این کلید ها از رله هایی که داخل خود کلید تعبیه شدند برخوردار است این رله ها خاصیت تاخیری دارند که عنصر اصلی در تامین برقراری به وسیله صدور فرمان قطع با تاخیر است. در واقع کلید های ACB پس از عملکردشان قادرند که دو صورت اتوماتیک و دستی دوباره به مدار وارد شوند.

اساسا در این کلید ها دسترسی به کنتاکت های اصلی با برداشتن جرقه گیرها به راحتی ممکن است اما در سایر کلید ها این امر امکان پذیر نیست. در واقع کلید های ACB به صورت سه پل، چهار پل و دو پل طراحی و تولید می شوند و معمولا در دو نوع کشویی و فیکس به فروش می رسند که هر کدام از آن ها خاصیت ها و کاربرد های خود را دارند.

انواع کلید هوایی

در مجموع چهار نوع کلید هوایی در فرآیند کنترل کردن و محافظت و کلیدزنی پایدار برای تابلوهای با ولتاژ ضعیف و یا تابلوهای با ولتاژ متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند ازجمله:

1ـ کلید قطع هوایی نوع قطع مسطح:

ساختار این نوع کلید هوایی به شکل یک محفظه اطراف کنتاکت‌ ها می‌باشد، که درون این محفظه‌ ها جرقه ایجاد می‌گردد. جنس محفظه بر خلاف کلید های هوایی هیوندای از مواد نسوز بود که به راحتی با ایجاد یک جرقه کوچک از بین نمی‌رود. همچنین تعدادی صفحه‌ی جداکننده‌ی فلزی، باعث تقسیم شدن جرقه‌ ها می‌شوند که در نهایت ولتاژ جرقه‌ ها را از ولتاژ سیستم کمتر می‌کند. این نوع کلید برای ولتاژهای پایین کاربردی مناسبی دارد. 

2ـ کلید هوایی با قطع کننده‌ی هوایی: 

در این نوع کلید هوایی دو نوع کنتاکت وجود دارد که اولی «کنتاکت اصلی» و دومی «کنتاکت های کمکی یا جرقه زنی» هستند. کنتاکت‌های اصلی از جنس مس بوده و در آن‌ ها ورقه‌ های نقره‌ای نیز وجود دارد که مقاومت پایینی دارند. کنتاکت‌ های جرقه زنی نیز از آلیاژ مس هستند. تا بتوانند در برابر گرما مقاومت نموده و از اسیب کنتاکت‌ های اصلی به سبب جرقه زنی جلوگیری نمایند. همچنین بایستی این کنتاکت‌ ها به راحتی قابلیت تعویض را داشته باشند.

3ـ کلید هوایی خاموش کننده به وسیله‌ی جریان مغناطیسی:

عملکرد این مدل کلید هوایی آن است که به وسیله فشار مغناطیسی بالایی که به آن وارد میشود جرقه ایجاد شده را دفع و خاموش می‌کند.

4ـ کلید هوایی انفجاری:

این نوع کلید هوایی نیز در سیستم‌ هایی که ولتاژ آن‌ ها تا ۴۲۰ و یا ۲۴۵کیلووات و حتی بیشتر باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کلید خود به دو دسته کلید انفجاری محور یا انفجار محور با کنتاکت‌ های کشویی متحرک تقسیم بندی می‌گردد، که عملکرد آنها بسیار مشابه کلید های موتور دار اشنایدر می‌باشد.

اصول عملکرد کلید اتوماتیک هوایی

اصول کار کلید اتوماتیک هوایی نسبتاً با انواع دیگر کلید های اتوماتیک متفاوت است. هدف اصلی این نوع کلید ها جلوگیری از برقراری مجدد جرقه پس از جریان صفر است که در آن فاصله بین کنتاکت ها ولتاژ بازیابی سیستم را تحمل کند. این کار را مانند سایر کلید ها به صورت یکسان انجام می دهد، اما به روشی متفاوت. در طول قطع جرقه، به جای ولتاژ منبع تغذیه، یک ولتاژ جرقه (قوس) ایجاد می کند. کلید اتوماتیک هوایی به سه روش مختلف ولتاژ را افزایش می دهد:

• ولتاژ جرقه  می تواند  با خنک کردن پلاسما جرقه افزایش یابد. به محض اینکه دمای جرقه پلاسما کاهش می یابد، برای حفظ جرقه نیاز به ولتاژ بیشتری می باشد.

•  با تقسیم  جرقه به تعدادی بیشتری باعث افزایش ولتاژ جرقه می شود.

•  ولتاژ جرقه را می توان با افزایش طول مسیر جرقه افزایش داد. به محض افزایش طول مسیر جرقه، مقاومت مسیر بیشتر می شود ولتاژ جرقه بیشتر در مسیر قوس اعمال می شود از این رو ولتاژ جرقه افزایش می یابد.

این نوع کلید ها تا سطح ولتاژ 1 کیلوولت عمل می نمایند، از یک جفت کنتاکت اصلی تشکیل شده اند که دارای جریان هستند و جنس آن ها از مس می باشد. یک جفت کنتاکت های دیگر به نام کنتاکت های کمکی وجود دارند که جنس آن ها از کربن می باشد. با باز شدن کلید، ابتدا کنتاکت های اصلی باز می شوند. در حین باز شدن کنتاکت های اصلی، کنتاکت های جرقه زن به یکدیگر می چسبند. هنگامی کنتاکت های جرقه زن از یکدیگر جدا شوند، جرقه شروع می شود،این نوع کلید ها برای مدارات با ولتاژ متوسط منسوخ شده اند.

مزایای کلیدهای هوایی

همانطور که پیش‌تر هم توضیح دادیم، کلید های هوایی در مدارها و مکان‌ های که با جریان برق متناوب امکان ایجاد جرقه را بالا می‌برند، استفاده می‌شود. این کلید ها جریان‌ ها را کنترل کرده و آنها را قطع و وصل می‌کند، اما به غیر از این ویژگی، کلید های هوایی یا کلید های موتوردارهای اشنایدر دارای یک سری مزایا می‌باشند که در ادامه به صورت تیتروار به مزایای کلید های هوایی اشاره می‌کنیم.

• دارای سرعت عمل بسیار بالا نسبت به دیگر کلید های روغنی
• جرقه‌ های منجر به آتش‌سوزی را خنثی کرده یا به صفر می‌رساند.
• از نظر اندازه و سایز، بسیار کوچک و نرمال هستند.
• امکان اطفای جرقه یا آتش سریع‌تر از کلید های دیگر

معایب کلید هوایی

همیشه در نگاه اول یک روی سکه را می‌بینیم، اما دیر یا زود آن روی سکه نیز نمایان خواهد شد. درست است که کلید های هوایی مزایای زیادی دارند، اما قطعاً پشت پرده این قطعات نیز معایبی وجود دارد. از آن جایی که معمولاً از کلید های انفجار هوایی در صنعت بیشتر استفاده می‌شود، شاید بهتر باشد در مورد معایب این کلید ها به‌صورت تخصصی صحبت کنیم.

این دسته از کلید های هوایی دارای کمپرسورهای هوا با ظرفیت‌ های بالا هستند. اگر با این کلید ها آشنا باشید، میدانید که در طراحی آن‌ها اتصالات لوله‌ های هوا وجود دارد. این اتصالات زمینه را برای افت فشار هوا ایجاد می‌کنند که این موضوع عملکرد کلید را تا حدودی کاهش می‌دهد. البته این تنها احتمال است، اما جز نقاط ضعف این کلید های هوایی محسوب می‌شود. مهمترین نقطه ضعف در این کلید ها این است که تنها می‌توانند از عهده اطفای جرقه‌ های کوچک برآیند که این موضوع محدودیت‌ های زیادی برای کاربران ایجاد خواهد کرد. همچنین شما میتواند مقاله کلید های حرارتی و کلید های محافظ جان را نیز بخوانید.

کاربرد کلید هوایی

طبیعی است که به دنبال کاربردهای این دسته از کلید ها باشید. اگر در زمینه برق صنعتی تجربه‌ای دارید، احتمالا تا اینجای متن متوجه کارایی این کلید ها شده‌اید؛ پس حتما حدس می‌زنید که از این کلید ها در چه مواردی استفاده می‌شود. این کلید ها کارایی شگفت‌انگیزی در حفاظت از ماشین‌ های الکتریکی، ترانسفورماتورها، خازن‌ها و مولدها دارند. بنابراین اگر بگوییم این کلید ها بهترین گزینه برای محافظت از کارگاه‌های صنعتی هستند، ادعای بی‌اساسی نکرده‌ایم.

چرا به این نوع کلید،کلید هوایی میگویند؟

دلیل اینکه به این کلید ها هوایی گفته میشود این است که در این کلید ها اطفاء جرقه هنگام کلیدزنی در محفظه پر شده با هوای آزاد فشرده صورت میشود و لذا کنتاکت‌ های مسیر طولانی ای جهت خاموش کردن جرقه باید طی کنند که این از معایب کلید هوایی است.در اثر خاموش شدن این جرقه‌ ها، گازهای اضافی به وجود می‌آیند که باید از طریقی از کلید خارج شوند.

این کلید ها از نظر ابعادی نیز از کلید های خلاء و SF6 بزرگتر هستند. در این کلید ها دسترسی به کنتاکت‌ های اصلی کلید با برداشتن جرقه‌گیرها به راحتی امکان‌پذیر است در صورتیکه در سایر کلید ها اینگونه نیست. در واقع کلید هوایی به دو صورت سه پل و چهار پل تولید میشوند، کلید های هوایی دو نوع فیکس و کشویی می‌باشند که علاوه بر قطع و وصل مدار وظیفه حفاظت از شبکه را نیز بر عهده دارند. با توجه به ظرفیت بالای کلید های هوایی، از این کلید ها در ورودی تابلو ها مورد استفاده قرار میگیرند.

در متن زیر یکی از کارخانه کلید حرارتی رو مورد بررسی قرار دادیم که در ولت استار هم این قطعات رو موجود داریم و شما میتوانید ثبت سفارش کنید.

کلیدهای هوایی ال اس (LS)

در جستجوی بهترین برند های کلید های هوایی به‌طور حتم نام ال اس را خواهید شنید. شرکت ال اس (LS) کره جنوبی محصولات الکتریکی متنوعی نیز تولید می‌کند.این کلید ها با قدرت بالای قطع یکی از بهترین انتخاب‌ ها برای مهندسان ایرانی به شمار می‌آیند. در مورد تجهیزات جانبی محصولات این برند نیز خیال شما آسوده باشد؛ زیرا به آسانی تجهیزات جانبی آن را پیدا خواهید کرد.

خرید کلید هوایی

برای خرید کلید هوایی و لوازم جانبی کلید هوایی موارد مختلفی است که باید به آن توجه کرد. نکاتی که در این مطلب بیان شد ‌می‌تواند تصمیم‌ گیری را برای شما آسان کند.ما درولت استار محصولات با کیفیت و به روز را خدمت شما عرضه می کنیم. همچنین اگر در خرید کلید هوایی انتخابی خود دچار تردید یا پرسش هستید می‌توانید از طریق تلفن زیر با ما در ارتباط باشید.

شماره تلفن: 0905_8928441