کلید های هوایی نوعی بریکر یا قطع کننده اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آمپرهای بالا به کار می روند، دلیل اینکه به این کلیدها هوایی گفته می شود این است که در این کلیدها اطفاء جرقه هنگام کلیدزنی در هوای آزاد صورت می پذیرد.
کلیدهای هوایی
کلیدهای هوایی دو وظیفه ی اصلی را برعهده دارند. وظیفه ی اول سوئیچینگ و وظیفه ی دوم حفاظت از مدار می باشد. به عبارت دیگر کلیدهای هوایی علاوه بر قطع و وصل خط، از شبکه محافظت میکند و در شرایطی همچون افزایش یا کاهش ولتاژ، اتصال کوتاه شدن شبکه و یا کاهش و افزایش بیش از حد فرکانس، افزایش حرارت تجهیزات در برابر عبور جریان زیاد و یا اضافه بار و از سنکرون خارج شدن ژنراتورها از شبکه محافظت می نماید.
حفاظت کلیدهای هوایی هم بصورت مغناطیسی و حرارتی است. این کلید پس از عمل کردن میتواند بصورت دستی یا اتوماتیک دوباره وارد مدار شود. کلید هوایی نسبت به سایر کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف رنج جریانی بالاتری را پوشش می دهند و لذا بیشتر در ورودی تابلوها به کار می روند.
مزیت کلیدهای هوایی نسبت به کلیدهای اتوماتیک کمپکت
کلید هوایی
- عمر بالاتر: عمر کلیدهای هوایی ۲ برابر عمر کلیدهای اتوماتیک کمپکت است.
- قدرت قطع بالاتر: کلیدهای هوایی در مقایسه با کلیدهای اتوماتیک کمپکت از قدرت قطع بالاتری نیز برخوردار می باشند. قدرت قطع کلیدهای هوایی بین ۵۵ تا ۲۰۰ کیلو آمپر می باشد.
- رنج جریان بالاتر: کلیدهای اتوماتیک تا رنج ۱۶۰۰ آمپر، کلیدهای هوایی از ۶۳۰ تا ۶۳۰۰ آمپر ساخته می شوند به دو صورت ثابت و کشویی هستند.
- دقت و حفاظت بالاتر: کلیدهای هوایی از رله های الکترونیکی و میکرو پروسسوری بهره می برند و لذا از دقت و انعطاف بیشتری جهت حفاظت از شبکه دارند.
- قابلیت سلکتیویتی بالا: یکی از مزایای بسیار خوب کلیدهای هوایی، تشخیص تقدم قطع یا سلکتیویتی (Selectivity) بین کلیدهای ورودی و خروجی که بیشتر از نوع کلیدهای اتوماتیک هستند ضروری است.
وظایف و کارکردهای کلید هوایی
کلید هوایی
- حفاظت شبکه در برابر اتصال کوتاه
- حفاظت شبکه در برابر افزایش و یا بیش از حد ولتاژ
- حفاظت شبکه در برابر افزایش و یا کاهش بیش از حد فرکانس
- حفاظت تجهیزاتن یا فیدرها در برابر اضافه بار یا افزایش حرارت
- حفاظت ژنراتورها در برابر خروج از سنکرون
نحوه ی شارژ و دشارژ کردن فنر کلید هوایی و قطع و وصل کلید
قطع و وصل کلیدهای هوایی غالبا توسط فنر شارژ شده است.
این فنر یا بصورت دستی و یا اتوماتیک بوسیله ی یک موتور شارژ می گردد و کلید آماده به کار می شود.
جهت شارژ دستی کلید می باید اهرم روی کلید را چندین بار از بالا به پایین حرکت داد تا فنر شارژ شده و نشانگر روی کلید علامت شارز را نمایش دهد
و برای شارژ اتوماتیک کلید هوایی از یک عدد موتور استفاده میگردد به این صورت که پس از قرار دادن موتور در محل مخصوص خود مطابق کاتالوگ و دستورالعمل نصب، با اعمال ولتاژ به موتور، موتور شروع به شارژ فنر می نماید.
پس از شارژ شدن فنر، مکانیزم کلید آماده وصل است. با فشار دادن شاسی CLOSE بر روی کلید، کنتاکت ها به هم وصل می شوند و با فشار دادن شاسی OPEN، مدار قطع می گردد.
چرا به این نوع کلیدها هوایی گفته می شود؟
دلیل اینکه به این کلیدها هوایی گفته می شود این است که در این کلیدها اطفاء جرقه هنگام کلیدزنی در محفظه پر شده با هوای آزاد فشرده صورت می پذیرد و لذا کنتاکت های کلید 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 می آیند که باید از طریقی از کلید خارج شوند. این کلیدها از نظر ابعادی نیز از کلیدهای خلاء و SF6 بزرگتر هستند. در این کلیدها دسترسی به کنتاکت های اصلی کلید با برداشتن جرقه گیرها به راحتی امکان پذیر است در صورتی که در سایر کلیدها اینگونه نیست.
کلیدهای هوایی عموما دارای ۲ نوع کنتاکت هستند:
کلید هوایی :
- کنتاکت های اصلی یا Main Contact: که در شرایط وصل بودن کلید، وظیفه عبور جریان را به عهده دارند .
- کنتاکت های جرقه زن یا Arcing Contact: که در لحظه قطع و وصل کلید تابلو، که باعث ایجاد جرقه و قوس در کلید می شود، عمل هدایت جرقه به سمت جرقه گیر را به عهده دارند.
در لحظه قطع کلید، ابتدا کنتاکت های اصلی کلید باز می شوند؛ این در حالی است که کنتاکت های جرقه زن هم چنان وصل هستند. سپس با جدا شدن کنتاکت های جرقه زن، بین آنها جرقه تولید می شود که این جرقه از داخل محفظه جرقه گیر عبور کرده و خاموش می شود. در نوعی از کلیدهای هوایی از دمنده برای هدایت جرقه به جرقه گیر استفاده می شود و در نوع دیگر از حلقه مغناطیسی جهت هدایت جرقه به جرقه گیر استفاده می گردد. در این نوع هدایت، نیروی مغناطیسی که در اثر عبور جریان از حلقه ایجاد می شود سبب هدایت جرقه به سمت بالای کلید می گردد و لذا جرقه از داخل جرقه گیرها عبور می کنند.