دژنکتور

دژنکتور (Disjoncteur) در واقع یک نوع کلید قدرت است که در صنعت برق برای قطع و وصل کردن مدارها یا خطوط قدرت به کار می‌رود. واژه “Disjoncteur” یک واژه فرانسوی است که به معنای “مدارشکن” یا “قطع کننده مدار” است، و به طور معمول به آن به عنوان “Circuit Breaker” (CB) در انگلیسی اشاره می‌شود.

ساختمان داخلی دژنکتور

ساختمان داخلی دژنکتور از عناصری تشکیل شده است که عملکرد آن را تضمین می‌کنند:

۱. سیم پیچ (Coil):

• سیم پیچ یک بخش کلیدی از دژنکتور است که به عنوان مغناطیس فعال عمل می‌کند.
  جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ عبور می‌کند و یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که در صورت وقوع جریان اضافه یا اتصال کوتاه، باعث عملکرد دژنکتور می‌شود.

۲. بیمتال (Bimetal):

• بیمتال یک ماده ترکیبی است که دارای خاصیت تغییر شکل با تغییر دما است.
  وقتی جریان از حد مجاز فراتر می‌رود، بیمتال گرم شده و تغییر شکل می‌دهد، که این تغییر شکل به عنوان سیگنال برای قطع مدار عمل می‌کند.

۳. کنتاکت (Contact):

• کنتاکت‌ها دو بخش از دژنکتور هستند که هنگامی که بیمتال تغییر شکل می‌دهد، با یکدیگر تماس می‌گیرند یا از یکدیگر جدا می‌شوند.
  این تغییر در وضعیت کنتاکت‌ها باعث قطع یا وصل شدن مدار می‌شود.

۴. محفظه:

• محفظه حاوی تمامی اجزای داخلی دژنکتور است و برای حفاظت و ایمنی بیشتر از ضربه‌ها و شرایط محیطی استفاده می‌شود.

۵. سیستم حفاظت مغناطیسی:

• برخی از دژنکتورها دارای سیستم حفاظت مغناطیسی نیز هستند که در صورت وقوع جریان اضافه، تحریک میدان مغناطیسی می‌شوند و باعث قطع مدار می‌شوند.
  این سیستم معمولاً برای حفاظت سریع‌تر و ایمن‌تر در برابر خطاها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  با این ترکیب اجزای داخلی، دژنکتور می‌تواند به طور موثری از اتصال‌های کوتاه و اضافه جریان محافظت کند و از آسیب به تجهیزات و احتمال آتش سوزی در مدارهای الکتریکی جلوگیری کند.

کلیدهای قدرت

کلیدهای قدرت مانند دژنکتورها از دو دسته می‌توانند باشند:

۱. کلیدهای قابل قطع زیر بار:

این کلیدها می‌توانند در شرایطی که مصرف کننده وصل است و مدار تحت بار است، مدار را قطع کنند.
دژنکتورها به عنوان نمایندگان اصلی این دسته از کلیدها شناخته می‌شوند.

۲. کلیدهای غیر قابل قطع زیر بار:

این نوع کلیدها، مانند سکسیونرها (Sectioner)، عملکرد قطع مدار را در شرایطی که مصرف کننده وصل است، ندارند.
سکسیونرها معمولاً برای کنترل و مدیریت خطوط برق بزرگ و سیستم‌های توزیع برق استفاده می‌شوند.
در مورد دژنکتورها، علاوه بر عمل قطع و وصل کردن مدار یا خط، آن‌ها همچنین از شبکه در مواقع بروز اتصالی نیز حفاظت می‌کنند. این به این معناست که در صورت وقوع اتصالی در خطوط برق، دژنکتور قادر است مدار را قطع کند تا از آسیب به تجهیزات و احتمال آتش‌سوزی جلوگیری کند.

در نهایت، دژنکتورها معمولاً توسط رله‌های اولیه مورد کنترل و فرمان قرار می‌گیرند که مستقیماً به سیستم برق 20 کیلوولت وصل هستند و عملکرد آن‌ها را تعیین می‌کنند.

نحوه عملکرد دژنکتور

در دژنکتور، عملکرد قطع و وصل توسط فنرهایی که در داخل آن تعبیه شده‌اند، انجام می‌شود. این فنرها به شفت‌های متحرک متصل هستند و توانایی انجام حرکات قطع و وصل را دارند.

1. شارژ فنرها:

در داخل دژنکتور، فنرها به دو صورت شارژ می‌شوند:

• شارژ دستی: با اعمال نیروی دستی بر روی فنر، انرژی ذخیره شده در آن افزایش می‌یابد.
• شارژ موتوری: با استفاده از یک موتور، فنرها به صورت خودکار شارژ می‌شوند، که این روش برای استفاده‌هایی که نیاز به تکرار قطع و وصل دارند، مناسب است.

عملکرد قطع و وصل:

• فنرهای وصل داخل دژنکتور، با آزاد شدن انرژی ذخیره شده در فنر وصل، عمل قطع را انجام می‌دهند. این فنرها به عنوان منبع انرژی برای انجام عمل قطع عمل می‌کنند.

کنترل آزادسازی فنرها:

آزادسازی فنرها توسط تحریک یک ضامن توسط بوبین‌های قطع و وصل انجام می‌شود. این بوبین‌ها برای برقدار شدن، به دو صورت کنترل می‌شوند:

• کنترل دستی: با اعمال کنترل دستی بر روی بوبین، فنرها آزاد شده و عمل قطع و وصل انجام می‌شود.
• کنترل از راه دور: بوبین‌ها به وسیله سیگنال‌های کنترلی از راه دور فرمان می‌گیرند که این روش به صورت اتوماتیک عملکرد دژنکتور را کنترل می‌کند.

در نتیجه، دژنکتور با استفاده از این سیستم فنرها، توانایی قطع و وصل کردن مدار یا خط را دارد و با توجه به نوع کنترل و شارژ فنرها، می‌تواند به صورت دستی یا اتوماتیک عمل کند.

مکانیزم عملکرد کلیدها

تقسیم بندی کلیدها بر اساس مکانیزم عملکرد آن‌ها به صورت زیر است:

۱. مکانیزم فنری یا فنر قابل شارژ (Spring Mechanism):

این نوع کلیدها از فنرهایی برای انجام عمل قطع و وصل استفاده می‌کنند. با فشردن فنرها، کلید در حالت وصل قرار می‌گیرد و با آزاد شدن فنرها، به حالت قطع باز می‌گردد.

۲. مکانیزم هیدرولیکی (Hydraulic Mechanism):

این نوع کلیدها از نیروی هیدرولیکی برای انجام عمل قطع و وصل استفاده می‌کنند. با فشردن یک پیستون هیدرولیکی، کلید به حالت وصل می‌رود و با رها کردن فشار، به حالت قطع باز می‌گردد.

۳. مکانیزم هوای فشرده یا پنیوماتیکی (Pneumatic Mechanism):

این نوع کلیدها از نیروی هوای فشرده برای انجام عمل قطع و وصل استفاده می‌کنند. با اعمال فشار هوا به کلید، آن به حالت وصل می‌رود و با تخلیه هوا، به حالت قطع باز می‌گردد.

۴. دستی (Manual Mechanism):

این نوع کلیدها توسط عمل دستی کاربر انجام می‌شوند، بدون استفاده از فنرها یا نیروهای خارجی دیگر. کاربر با فشار دادن یا کشیدن کلید، عمل قطع و وصل را انجام می‌دهد.

۵. مغناطیسی (Magnetic Mechanism):

این نوع کلیدها از نیروی مغناطیسی برای انجام عمل قطع و وصل استفاده می‌کنند. با فعال شدن یا غیرفعال شدن میدان مغناطیسی، کلید به حالت وصل یا قطع می‌رود.

۶. موتوری (Engine Mechanism):

این نوع کلیدها از یک موتور برای انجام عمل قطع و وصل استفاده می‌کنند. با فعال شدن موتور، کلید به حالت وصل می‌رود و با خاموش شدن موتور، به حالت قطع باز می‌گردد.

این تقسیم بندی بر اساس مکانیزم عملکرد کلیدها، مختلفی از کلیدهای الکتریکی و قدرتی را شامل می‌شود که هرکدام از مزایا و محدودیت‌های خود برخوردارند و بر اساس نیازهای مختلف، انتخاب می‌شوند.

تفاوت بین دژنکتور و سکسیونر

تفاوت‌های اصلی بین دژنکتور و سکسیونر از دیدگاه عملکرد و کاربرد به شرح زیر است:

• دژنکتور:

قابلیت قطع زیر بار:

• دژنکتور قادر است مدار را در شرایط بار تحت ولتاژ قطع کند و به عنوان یک کلید قدرت، در ولتاژهای بالا همچنان عملکرد مطلوبی داشته باشد.

استفاده در ولتاژهای بالا:

• این نوع کلیدها به طور عمده در شبکه‌های بزرگ و ولتاژهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سکسیونر:

غیرقابل قطع زیر بار:

• سکسیونر به عنوان یک کلید غیرقابل قطع زیر بار شناخته می‌شود، به این معنا که عمل قطع و وصل آن تحت بار انجام نمی‌شود.

محافظت و ایزولاسیون:

• سکسیونرها عمدتاً برای ایزوله کردن و حفاظت از تجهیزات الکتریکی در مواقع نگهداری، تعمیرات یا تعویض دژنکتورها استفاده می‌شوند.

استفاده در تخلیه شارژ خازنی:

• در برخی موارد، سکسیونرها برای تخلیه شارژ خازنی و تأمین ایمنی مدار استفاده می‌شوند، به‌طوری که از پتانسیل‌های بالا در شبکه‌های الکتریکی جلوگیری می‌کنند.
  به عنوان مثال، در ترانس‌های کاهنده روی تیر برق، که ولتاژهای بالایی را به ولتاژهای پایین‌تر تبدیل می‌کنند، برای قطع بار مدار از سکسیونر استفاده می‌شود. اما در مواردی که نیاز به قطع مدار تحت بار و ولتاژهای بالا وجود دارد، دژنکتور بهترین گزینه است.

به طور کلی، هر یک از این دو ابزار مهم در صنعت برق، وظایف و کاربردهای خود را دارند و بر اساس نیازها و شرایط خاص، استفاده می‌شوند تا به کاربردهای مختلفی بپردازند.

ساختار دژنکتورها

در اینجا انواع مختلف ساختار دژنکتورها بر اساس نوع محفظه قطع آرک (Arc) یا قوس الکتریکی را مرور می‌کنیم:

۱. دژنکتور با محفظه قطع آبی:

این نوع دژنکتورها از آب برای خنک‌کردن و قطع کردن قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.
قوس الکتریکی که در اثر قطع مدار به وجود می‌آید، در محفظه آبی قرار می‌گیرد و توسط آب خنک شده و خاموش می‌شود.

۲. دژنکتور با محفظه قطع روغنی:

این نوع دژنکتورها از روغن برای خنک‌کردن و قطع کردن قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.
قوس الکتریکی که در اثر قطع مدار به وجود می‌آید، در محفظه روغنی قرار می‌گیرد و توسط روغن خنک شده و خاموش می‌شود.

۳. دژنکتور با محفظه قطع بادی (دژنکتور هوایی):

این نوع دژنکتورها از جریان هوایی برای خنک‌کردن و قطع کردن قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.
قوس الکتریکی که در اثر قطع مدار به وجود می‌آید، در محفظه هوایی قرار می‌گیرد و توسط جریان هوا خنک شده و خاموش می‌شود.

۴. دژنکتور با محفظه قطع گازی:

این نوع دژنکتورها از گازهایی مانند سولفور هگزافلوئید (SF6) برای قطع کردن قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.
قوس الکتریکی که در اثر قطع مدار به وجود می‌آید، در محفظه گازی قرار می‌گیرد و توسط گاز خنک شده و خاموش می‌شود.

۵. دژنکتور با محفظه قطع پر شده از خلأ:

این نوع دژنکتورها از خلأ (فضای خالی) برای قطع کردن قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.
قوس الکتریکی که در اثر قطع مدار به وجود می‌آید، در محفظه خلأ قرار می‌گیرد و توسط خلأ خنک شده و خاموش می‌شود.

۶. دژنکتور با محفظه قطع کم روغن:

این نوع دژنکتورها مانند دژنکتورهای با محفظه قطع روغنی عمل می‌کنند، اما در آنها مقدار کمتری از روغن برای خنک‌کردن و قطع کردن قوس الکتریکی استفاده می‌شود.
هریک از این انواع دژنکتورها بر اساس نیازهای خاص و شرایط محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به‌طوری که عملکرد بهینه را برای حفاظت و قطع مدارهای الکتریکی فراهم می‌کنند.

در واقع، دژنکتور و کلید مینیاتوری (MCB) هر دو ابزارهای مهمی در صنعت برق هستند که برای حفاظت از مدارها در برابر جریان‌های بیش از حد و اتصال‌های کوتاه استفاده می‌شوند. اما هر کدام از این ابزارها دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی است که آنها را از یکدیگر متمایز می‌کند:

تفاوت بین دژنکتور و کلید مینیاتوری (MCB)

۱. دامنه جریان:
دژنکتور: به عنوان یک قطع‌کننده قدرت، معمولاً برای جریان‌های بالا و در محدوده ولتاژهای بالا استفاده می‌شود.
کلید مینیاتوری (MCB): معمولاً برای جریان‌های پایین‌تر و در محدوده ولتاژهای پایین‌تر (مانند شبکه‌های خانگی) استفاده می‌شود.
۲. نوع عملکرد:
دژنکتور: از عملکرد بیمتال برای تشخیص اضافه جریان و از عملکرد رله‌ای برای تشخیص اتصال کوتاه استفاده می‌کند.
کلید مینیاتوری (MCB): نیز از عملکرد بیمتال برای تشخیص اضافه جریان و از عملکرد رله‌ای برای تشخیص اتصال کوتاه استفاده می‌کند، اما برای جریان‌های کمتر و شبکه‌های خانگی مناسب‌تر است.
۳. کاربرد:
دژنکتور: برای حفاظت در مقابل جریان‌های بالا و در شبکه‌های قدرتی بزرگ استفاده می‌شود.
کلید مینیاتوری (MCB): برای حفاظت در مقابل جریان‌های پایین‌تر و در شبکه‌های خانگی و کاربردهای ساختمانی استفاده می‌شود.

تفاوت بین دژنکتور و بریکر

به طور کلی، علیرغم اینکه ممکن است واژه “بریکر” برای اشاره به هر دو دژنکتور و کلید مینیاتوری (MCB) استفاده شود، اما در واقعیت تفاوت‌های مهمی بین این دو وجود دارد:

دژنکتور: یک قطع‌کننده قدرت است که برای محافظت در مقابل جریان‌های بالا و در شبکه‌های قدرتی استفاده می‌شود.
بریکر (Breaker): به طور کلی به دستگاه‌های قطع‌کننده در مقابل جریان‌های کمتر و در شبکه‌های کم‌توانتر اشاره دارد، مانند کلیدهای اتوماتیک در تابلوهای برق خانگی یا کلیدهای مینیاتوری (MCB).
به همین دلیل، استفاده از واژه “بریکر” برای اشاره به دژنکتور درست نیست و معمولاً برای کلیدهای مینیاتوری و کم توانتر استفاده می‌شود.

سخن پایانی

دژنکتور، به عنوان یک کلید قدرت، نقش مهمی در صنعت برق ایفا می‌کند. این واحد علاوه بر قطع و وصل کردن مدارها یا خطوط برق، از شبکه در مواقع بروز اتصالی نیز حفاظت می‌کند. بطور خلاصه، دژنکتورها:

۱. قادر به قطع و وصل کردن مدارها یا خطوط برق در شرایط تعیین شده هستند. ۲. از شبکه در مواقع بروز اتصالی نیز حفاظت می‌کنند. ۳. به عنوان نمایندگان اصلی کلیدهای قدرت، نقش اساسی در ایمنی و کنترل شبکه برق دارند. ۴. عملکرد حفاظتی برقرار کرده و از آسیب به تجهیزات و احتمال آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند.

به طور کلی، دژنکتورها به عنوان قطع کننده‌های مدار، از اهمیت بسیاری برخوردارند و در ایجاد ایمنی و کنترل شبکه برق تأثیرگذار هستند.