در یک مدار کاملاً اهمی جریان در مدار با ولتاژ مولد همفاز می‌باشد بدین معنی که منحنی جریان و ولتاژ بطور همزمان از نقاط ماکزیمم و صفر می‌گذرند بنابراین پس از باز شدن کلید و ایجاد قوس تا لحظه صفر شدن جریان قوس ادامه پیدا می‌کند ودر این لحظه جرقه خاموش می‌گردد و از این لحظه به بعد نیز ولتاژ مولد از مقدار صفر افزایش می‌یابد تا به مقدار ماکزیمم خود میرسد.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، پدیده قطع جریان‌ها در ولتاژ بالا در بار‌های مقاومتی، سلفی و خازنی و مقایسه آن‌ها در این مقاله بررسی می شود.
الف ـ قطع مدار اهمی
در یک مدار کاملاً اهمی جریان در مدار با ولتاژ مولد همفاز می‌باشد بدین معنی که منحنی جریان و ولتاژ بطور همزمان از نقاط ماکزیمم و صفر می‌گذرند بنابراین پس از باز شدن کلید و ایجاد قوس تا لحظه صفر شدن جریان قوس ادامه پیدا می‌کند ودر این لحظه جرقه خاموش می‌گردد و از این لحظه به بعد نیز ولتاژ مولد از مقدار صفر افزایش می‌یابد تا به مقدار ماکزیمم خود میرسد. همانطور که گفته شد این ولتاژ، ولتاژ برگشت نام دارد و کلید میبایست استقامت الکتریکی لازم را در مقابل این ولتاژ دارا بوده تا از برقراری مجدد جرقه جلوگیری بعمل آید.
از بررسی‌های فوق مشخص می‌گردد که نحوه برگشت ولتاژ ویا بعبارت دیگر فشار الکتریکی تحمیل شده در دو سر کلید کاملاً به نوع مدار بستگی دارد و بنابراین خاموش نمودن قوس درمدارات مختلف. متفاوت است بطوریکه در مدار اهمی این کار بسادگی انجام می‌گیرد، ولی در مدارات سلفی بعلت برگشت ناگهانی ولتاژ با حداکثر مقدار خود خاموش نمودن جرقه بسیار مشکلتر است در مورد مدارات خازنی نسبتاً ساده‌تر بوده، ولی بالا رفتن ولتاژ برگشت را بمیزان دو برابر حداکثر ولتاژ باید در نظر داشت.
مطالب ذکر شده در مورد قطع و وصل مدارات تکفاز می‌باشد البته به دلایل زیر به طور کاملاً صحیح نمی‌توان از نتایج بررسی مدار یکفاز در مدار سه فازه استفاده کرد، زیرا بفرض اینکه شبکه سه فاز را بصورت ستاره ببندیم:
الف ـ برگشت ولتاژ در کلیدی که مقطع شده از اختلاف سطح فاز و صفر بزرگتر است، زیرا با صفر شدن جریان آن کلید، جرقه کلید آن فاز و در نتیجه مدار آن فاز قطع میشود در صورتیکه دو فاز دیگر هنوز جریان دارند. این به این دلیل است که جریان‌ها، حتی در حالت تعادل بار و تقارن کامل در سیستم، نسبت به هم ۱۲۰ درجه یا ۶۰ درجه الکتریکی اختلاف فاز دارند. در واقع صفر شدن جریان‌ها در یک زمان نمی‌باشد.
ب ـ با قطع شدن جریان یک فاز: کیفیت جریان در فاز‌های دیگر ـ که هنوز قطع نشده بکلی تغییر می‌کند و نقطه صفر جریان‌های قطع نشده تغییر محل پیدا می‌کند و به علت اینکه جریان‌ها همزمان و یکجا، قطع نمی‌شود قدرت قطع کلیدها مختلف خواهد شد.
ج ـ در مدارات تکفاز اشکال قطع ووصل جریان در کلید فقط بستگی به نوع مدار دارد، ولی در شبکه سه فاز علاوه بر اینکه مشکلات قطع و وصل بستگی به عناصر و اعضای تشکیل دهنده مدار سه فاز دارد بستگی به نوع و محل اتصالی‌ها (اتصال دو فاز ـ اتصال سه فاز ـ اتصال زمین) و نوع ارتباط مرکز ستاره سیستم سه فاز نیز دارد
ب ـ قطع مدار سلفی:
بعد از بازشدن کلید جریان مدار بشکل جرقه در دو سر کلید مسیر خود را ادامه می‌دهد و در لحظه عبور منحنی جریان از نقطه صفر این جرقه خاموش می‌گردد لکن در همین زمان ولتاژ دو سر کلید با حداکثر مقدار خود ظاهر می‌گردد و موجب برگشت جرقه می‌گردد و بنابراین در یک مدار سلفی احنمال برگشت جرقه نسبت به مدار مقاومتی بمراتب بیشتر می‌باشد و خاموش نمودن قوس درمدار سلفی مشکلتر از مدار اهمی می‌باشد پس با توجه به نکات گفته شده یک کلید فشار قوی نباید اصلاً بتواند مدار کاملاً سلفی را قطع کند. زیرا برگشت ولتاژ در زمان عبور جریان از صفر بلافاصله و غفلتاً به ماکزیمم شدت خود میرسد و باعث میشود که گاز‌های داغ جرقه پیشین مجدداً جرقه را روشن کند که اصطلاحاً برگشت جرقه نامیده میشود. اگر بخواهیم گاز‌های داغ جرقه قبلی را بوسیله خارج خاموش کنیم تا عمل برگشت جرقه متوقف شود این کار باید در زمانی صورت بگیرد که هنوز ولتاژ برنگشته یا به مقدار ماکزیمم شدت خود نرسیده است انجام پذیرد. با توجه به اینکه جرقه عملاً خاموش میشود پس حتماً برگشت ولتاژ در زمان صفر شدن جریان بلافاصله باشد شدت تا هر چه تمامتر بر نمی‌گردد بلکه برای برگشت ولتاژ به ماکزیمم مقداری زمان نیز لازم است.
ج ـ قطع مدار خازنی:
در مدار خازنی خالص جریان نسبت به ولتاژ نود درجه پیش فاز می‌باشد در نتیجه پس از باز شدن کلید و تشکیل جرقه در زمان صفر شدن جریان قوس خاموش می‌گردد، ولی همچنانکه از منحنی مشخص است در این لحظه خازن با ولتاژ ماکزیمم مولد شارژ شده است و بعد از قطع جریان این ولتاژ را در خود نگهداری می‌نماید بنابراین ولتاژ دو سر کلید قطع شده که اختلاف دو ولتاژ مولد و خازن می‌باشد ـ در این لحظه صفر است و با گذشت زمان این اختلاف با توجه به افزایش می‌یابد توسط قسمت هاشور خورده ۹ بطوریکه در حداکثر مقدار خود به دو برابر ولتاژ ماکزیمم مدار میرسد که هرگاه در فاصله خاموش شدن قوس و ایجاد این ولتاژ در دو سر کلید فاصله کنتاکت‌ها بحد مناسب از هم دور نشده باشند موجب برگشت قوس شده و از این نظر مشکلاتی برای کلید فراهم می‌گردد.
الف ـ قطع مدار اهمی
در یک مدار کاملاً اهمی جریان در مدار با ولتاژ مولد همفاز می‌باشد بدین معنی که منحنی جریان و ولتاژ بطور همزمان از نقاط ماکزیمم و صفر می‌گذرند بنابراین پس از باز شدن کلید و ایجاد قوس تا لحظه صفر شدن جریان قوس ادامه پیدا می‌کند ودر این لحظه جرقه خاموش می‌گردد و از این لحظه به بعد نیز ولتاژ مولد از مقدار صفر افزایش می‌یابد تا به مقدار ماکزیمم خود میرسد. همانطور که گفته شد این ولتاژ، ولتاژ برگشت نام دارد و کلید میبایست استقامت الکتریکی لازم را در مقابل این ولتاژ دارا بوده تا از برقراری مجدد جرقه جلوگیری بعمل آید.
از بررسی‌های فوق مشخص می‌گردد که نحوه برگشت ولتاژ ویا بعبارت دیگر فشار الکتریکی تحمیل شده در دو سر کلید کاملاً به نوع مدار بستگی دارد و بنابراین خاموش نمودن قوس درمدارات مختلف. متفاوت است بطوریکه در مدار اهمی این کار بسادگی انجام می‌گیرد، ولی در مدارات سلفی بعلت برگشت ناگهانی ولتاژ با حداکثر مقدار خود خاموش نمودن جرقه بسیار مشکلتر است در مورد مدارات خازنی نسبتاً ساده‌تر بوده، ولی بالا رفتن ولتاژ برگشت را بمیزان دو برابر حداکثر ولتاژ باید در نظر داشت.
مطالب ذکر شده در مورد قطع و وصل مدارات تکفاز می‌باشد البته به دلایل زیر به طور کاملاً صحیح نمی‌توان از نتایج بررسی مدار یکفاز در مدار سه فازه استفاده کرد، زیرا بفرض اینکه شبکه سه فاز را بصورت ستاره ببندیم:
الف ـ برگشت ولتاژ در کلیدی که مقطع شده از اختلاف سطح فاز و صفر بزرگتر است، زیرا با صفر شدن جریان آن کلید، جرقه کلید آن فاز و در نتیجه مدار آن فاز قطع میشود در صورتیکه دو فاز دیگر هنوز جریان دارند. این به این دلیل است که جریان‌ها، حتی در حالت تعادل بار و تقارن کامل در سیستم، نسبت به هم ۱۲۰ درجه یا ۶۰ درجه الکتریکی اختلاف فاز دارند. در واقع صفر شدن جریان‌ها در یک زمان نمی‌باشد.
ب ـ با قطع شدن جریان یک فاز: کیفیت جریان در فاز‌های دیگر ـ که هنوز قطع نشده بکلی تغییر می‌کند و نقطه صفر جریان‌های قطع نشده تغییر محل پیدا می‌کند و به علت اینکه جریان‌ها همزمان و یکجا، قطع نمی‌شود قدرت قطع کلیدها مختلف خواهد شد.
ج ـ در مدارات تکفاز اشکال قطع ووصل جریان در کلید فقط بستگی به نوع مدار دارد، ولی در شبکه سه فاز علاوه بر اینکه مشکلات قطع و وصل بستگی به عناصر و اعضای تشکیل دهنده مدار سه فاز دارد بستگی به نوع و محل اتصالی‌ها (اتصال دو فاز ـ اتصال سه فاز ـ اتصال زمین) و نوع ارتباط مرکز ستاره سیستم سه فاز نیز دارد
ب ـ قطع مدار سلفی:
بعد از بازشدن کلید جریان مدار بشکل جرقه در دو سر کلید مسیر خود را ادامه می‌دهد و در لحظه عبور منحنی جریان از نقطه صفر این جرقه خاموش می‌گردد لکن در همین زمان ولتاژ دو سر کلید با حداکثر مقدار خود ظاهر می‌گردد و موجب برگشت جرقه می‌گردد و بنابراین در یک مدار سلفی احنمال برگشت جرقه نسبت به مدار مقاومتی بمراتب بیشتر می‌باشد و خاموش نمودن قوس درمدار سلفی مشکلتر از مدار اهمی می‌باشد پس با توجه به نکات گفته شده یک کلید فشار قوی نباید اصلاً بتواند مدار کاملاً سلفی را قطع کند. زیرا برگشت ولتاژ در زمان عبور جریان از صفر بلافاصله و غفلتاً به ماکزیمم شدت خود میرسد و باعث میشود که گاز‌های داغ جرقه پیشین مجدداً جرقه را روشن کند که اصطلاحاً برگشت جرقه نامیده میشود. اگر بخواهیم گاز‌های داغ جرقه قبلی را بوسیله خارج خاموش کنیم تا عمل برگشت جرقه متوقف شود این کار باید در زمانی صورت بگیرد که هنوز ولتاژ برنگشته یا به مقدار ماکزیمم شدت خود نرسیده است انجام پذیرد. با توجه به اینکه جرقه عملاً خاموش میشود پس حتماً برگشت ولتاژ در زمان صفر شدن جریان بلافاصله باشد شدت تا هر چه تمامتر بر نمی‌گردد بلکه برای برگشت ولتاژ به ماکزیمم مقداری زمان نیز لازم است.
ج ـ قطع مدار خازنی:
در مدار خازنی خالص جریان نسبت به ولتاژ نود درجه پیش فاز می‌باشد در نتیجه پس از باز شدن کلید و تشکیل جرقه در زمان صفر شدن جریان قوس خاموش می‌گردد، ولی همچنانکه از منحنی مشخص است در این لحظه خازن با ولتاژ ماکزیمم مولد شارژ شده است و بعد از قطع جریان این ولتاژ را در خود نگهداری می‌نماید بنابراین ولتاژ دو سر کلید قطع شده که اختلاف دو ولتاژ مولد و خازن می‌باشد ـ در این لحظه صفر است و با گذشت زمان این اختلاف با توجه به افزایش می‌یابد توسط قسمت هاشور خورده ۹ بطوریکه در حداکثر مقدار خود به دو برابر ولتاژ ماکزیمم مدار میرسد که هرگاه در فاصله خاموش شدن قوس و ایجاد این ولتاژ در دو سر کلید فاصله کنتاکت‌ها بحد مناسب از هم دور نشده باشند موجب برگشت قوس شده و از این نظر مشکلاتی برای کلید فراهم می‌گردد.
منبع: دانشیار
لینک کوتاه
شورای نگهبان سازوکار تسویه مطالبات صنعت برق را تایید کرد
توسعه برق هستهای به حل ناترازی انرژی کمک می‌کند
بهادری جهرمی: قطعی برنامهریزی شده برق نداشتهایم
مصرف معادل آب شرب یک شهر ۲۰۰ هزارنفری توسط برخی نیروگاهها
رایگان شدن آب برق و گاز مشترکانِ تحت پوشش
شرکت توزیع برق گیلان باید پاسخگوی نابرابریها باشد
اقتصاد کشور تحمل خسارت سنگین خاموشی صنایع را ندارد
اگر برق موتور چاه ها تأمین نشوند کشاورزیِ کل کشور از بین می رود
وزارت نیرو افزایش ظرفیت نیروگاهی سال آینده را در لایحه بودجه۱۴۰۲ اعلام کند
اجرای طرح مانعزدایی از صنعت برق پایهگذار تحولات مهم حوزه انرژی
ظرفیت تولید انرژی از زغال سنگ باید تا سال۲۰۴۰ صفر شود
افزایش قابل توجه هزینه برق استرالیایی‌ها در ۱۴ ساعت از شبانه روز
چراغ سبز آمریکا به بغداد برای تداوم خرید انرژی از ایران
تسویه طلب ایران از عراق با مازوت
انتظار رشد ۴ درصدی تقاضای برق در آفریقا
جزییات آتش سوزی در پست برق ایستگاه مترو شوش
٣ متر برف سنگین عامل خاموشی دهها هزار خانه در غرب امریکا
سرمایه گذاری ٧٢٠ میلیون دلاری عربستان برای هوشمندسازی شبکه توزیع برق
چرا تبدیل سیم مسی به کابل خودنگهدار مهم است؟
افزایش ۱۱۲ درصدی هزینه انرژی اروپا در پی بحران انرژی جهانی
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.