سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا چگونه حفاظت سیستم را تضمین می‌کند

هنگامی که سیستم برق به ولتاژ بالایی بالاتر از 35 کیلوولت می‌رسد، کلید اتصال به زمین ولتاژ بالا قسمت بسیار مهمی از تجهیزات سوئیچگیر می‌شود. این کلید هم سیستم برق و هم اپراتور سیستم را محافظت می‌کند. این عنصر یک جزء ضروری در مجموعه سوئیچگیر است و همراه با قطع‌کننده‌ها، مجزاکننده‌ها و رله‌های حفاظتی کار می‌کند. این کلید به کاهش ولتاژ پسماند، جریان اتصال کوتاه و آسیب به تجهیزات سیستم کمک می‌کند. GPSwitchgear یک تولیدکننده حرفه‌ای تجهیزات سوئیچگیر است که کلیدهای اتصال به زمین ولتاژ بالا را با طراحی‌های پیشرفته در راه‌حل‌های سوئیچگیر خود ادغام می‌کند. این امر حفاظت کامل سیستم را برای شبکه‌های برق، نیروگاه‌های صنعتی و زیرساخت‌های بزرگ فراهم می‌کند. در این مقاله، روش‌های مختلفی را که کلید اتصال به زمین ولتاژ بالا از طریق آن حفاظت سیستم را فراهم می‌کند، بررسی خواهیم کرد.

سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا برای محافظت از تجهیزات و پرسنل، ولتاژ باقیمانده را تخلیه می‌کند

با این حال، ممکن است پس از قطع کامل کلید اصلی مدار در تابلو برق، تخلیه ولتاژ مدتی طول بکشد. تجهیزاتی مانند ترانسفورماتورهای خاموش، کابل‌ها و خازن‌ها، تجهیزات ولتاژ بالا و حتی اجزای تابلو برق می‌توانند دارای بار باقیمانده باشند و برای پرسنل تعمیر و نگهداری خطرناک شوند. سوئیچ‌های ارتینگ ولتاژ بالا به عنوان تخلیه‌کننده عمل می‌کنند و مسیری سریع و با مقاومت پایین به زمین ایجاد می‌کنند تا مؤلفه‌های ولتاژ بالا از طریق سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا به زمین متصل شوند.

سوئیچ‌های ارتینگ ولتاژ بالا، بار را تا سطح ایمن تخلیه می‌کنند و سطح ولتاژ را کمتر از ۵۰ ولت نگه می‌دارند. این دستگاه تنها در عرض چند ثانیه پس از فعال‌سازی سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا، بار موجود در سوئیچ‌های ولتاژ بالا را تخلیه می‌کند. به عنوان مثال، پس از خاموش‌شدن یک مجموعه سوئیچ‌گیر و ترانسفورماتور ۱۱۰ کیلوولت، سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا فعال می‌شود تا سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور را تخلیه کند و از تخلیه‌های خطرناک و حتی مناسب برای تعمیر و نگهداری جلوگیری شود. قوس‌های شدید و شکست عایق‌بندی فقط برای باز شدن.

سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالای GPSwitchgear به سرعت و به‌صورت ایمن بار موجود در سیم‌پیچ‌های بارگیری‌شده ترانسفورماتور را از طریق قطعات سوئیچ‌گیر آلیاژ مس با مقاومت کم و مقاومت تماس بالا تخلیه می‌کند تا تخلیه با مقاومت کم حفظ شود.

سطوح بالا و خطرناک بار الکتریکی می‌تواند برای تخلیه سوئیچ‌های مرتب‌شده و سوئیچ‌های تراش، سوئیچ‌های تخلیه شدید و تخلیه گلف بلند و قطعات کم‌آلیاژ مسی فعال شوند

سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا بخش‌های معیوب را جدا می‌کند تا از گسترش خطا جلوگیری شود

اتصال ناگهانی در یک سیستم فشار قوی مانند اتصال کوتاه یا خرابی عایق، باعث فعال شدن کلید ارتینگ می‌شود. در این حالت بخش معیوب از سایر قطعات تجهیزات سوئیچگیر جدا می‌شود و از گسترش خطا به کل شبکه جلوگیری می‌شود. پس از اینکه قطع‌کننده مدار (Circuit Breaker) در سوئیچگیر فعال شده و جریان خطا را قطع می‌کند، کلید ارتینگ فعال می‌شود تا خط یا تجهیز معیوب را ارت کند. با این کار مرز مشخصی برای بخش معیوب ایجاد می‌شود، در حالی که بقیه سیستم در حال کار هستند. این امر به اپراتورهای تعمیر و نگهداری اجازه می‌دهد بدون اختلال در عملکرد شبکه، روی قسمت معیوب کار کنند. به عنوان مثال، در یک شبکه برق 220 کیلوولت، اگر در یکی از فیدرهای سوئیچگیر اتصال کابل رخ دهد، می‌توان کلید ارتینگ قطع‌کننده مربوط به آن فیدر را فعال کرد تا کابل معیوب محدود شود، در حالی که تمام فیدرهای دیگر به تغذیه سیستم ادامه می‌دهند. کلید ارتینگ فشارقوی سوئیچگیر همچنین امکان قفل‌بندی (Interlocking) با قطع‌کننده مدار داخل سوئیچگیر از GPSwitchgear را فراهم می‌کند. این ویژگی با جلوگیری از ارت کردن تجهیزات تحت ولتاژ، ایمنی بیشتری در هنگام جداسازی خطا فراهم می‌کند. پس از قطع توسط قطع‌کننده مدار، کلید ارتینگ سوئیچگیر فعال می‌شود.

چگونه کلیدهای ارتینگ ولتاژ بالا قوس‌ها را کنترل و جلوی آنها را می‌گیرند  

قوس‌های الکتریکی یکی از خطرناک‌ترین عناصر تجهیزات سوئیچینگ در ولتاژهای بالا هستند. این قوس‌ها می‌توانند به دمای بسیار بالایی (بیش از ۱۰۰۰۰ درجه فارنهایت) برسند. آن‌ها باعث ذوب شدن فلز، آسیب به عایق‌بندی، انفجار و اختلال در عملکرد تجهیزات سوئیچینگ می‌شوند. استفاده از یک کلید ارتینگ ولتاژ بالا به طور قابل توجهی خطرات ناشی از قوس را کاهش می‌دهد. این امر با حذف اختلاف پتانسیل بین قطعات اتفاق می‌افتد. هنگامی که تجهیزات سوئیچینگ در حالت تعمیر و نگهداری قرار دارد، کلید ارتینگ ولتاژ بالا اطمینان حاصل می‌کند که تمام قطعات در یک پتانسیل یکسان (پتانسیل زمین) قرار دارند. این امر باعث حذف اختلاف ولتاژ و جلوگیری از ایجاد قوس می‌شود. همچنین، در صورت روشن شدن ناخواسته تجهیزات سوئیچینگ (ناشی از خطای انسانی یا خرابی)، کلید ارتینگ ولتاژ بالا مسیری با مقاومت پایین برای جریان اتصال کوتاه فراهم می‌کند. این امر باعث فعال شدن رله‌های محافظتی تجهیزات سوئیچینگ و کاهش مدت زمان قوس می‌شود. به عنوان مثال، در کابینت‌های تجهیزات سوئیچینگ ۳۳۰ کیلوولت، کلید ارتینگ ولتاژ بالا پتانسیل زمین را روی شینه و قطع‌کننده حفظ می‌کند تا از ایجاد قوس در حین تعمیر و نگهداری جلوگیری شود. این امر مفید است، زیرا از قوس‌های ناشی از تماس تصادفی بین قطعات تحت ولتاژ و قطعات ارت شده جلوگیری می‌کند. کلید ارتینگ ولتاژ بالای GPSwitchgear با ویژگی‌های خاموش‌کننده قوس، مانند مسیرهای خاموش‌کننده قوس (arc chutes)، ساخته شده است تا قوس‌های کوچک در حین عملیات سوئیچینگ را بیشتر سرکوب کند.

سوييچ ارتينگ ولتاژ بالا، حفاظت عايقي تجهيزات سوئيچ را در برابر اضافه ولتاژ افزايش مي‌دهد

نصب یک سیستم عایق‌بندی روی تجهیزات سوئیچگیر فشار قوی برای ایمنی سیستم ضروری است؛ در غیر این صورت ممکن است منجر به اتصال کوتاه، آسیب به تجهیزات و قطع برق شود. کلید ارت فشار قوی، عایق‌بندی سوئیچگیر را در برابر تنش ولتاژ اضافه محافظت می‌کند. ولتاژهای موقت اضافه (مانند ولتاژ اضافه ناشی از رعد و برق و یا سوئیچینگ) ممکن است در حین عملیات سیستم رخ دهد و از ولتاژ تحمل عایقی سوئیچگیر فراتر رود. با استفاده از کلید ارت فشار قوی همراه با قطعه‌های محدودکننده ولتاژ اضافه (سورج آرستر) در سوئیچگیر، تنش ناشی از ولتاژ اضافه روی عایق کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، هنگامی که رعد و برقی نزدیک سوئیچگیر رخ می‌دهد، ترکیب کلید ارت فشار قوی و سورج آرستر به طور ایمن جریان رعد و برق را به زمین هدایت کرده و از شکست عایقی فشار قوی در سوئیچگیر جلوگیری می‌کند. کلید ارت فشار قوی GPSwitchgear ارت خشک فراهم می‌کند تا از اتصال بد به زمین جلوگیری کند و در برابر خرابی عایق ناشی از ولتاژ پسماند محافظت می‌کند. این محصول دوستدار محیط زیست، بادوام و طراحی‌شده برای مقاومت در برابر خوردگی در شرایط سخت محیطی مانند رطوبت بالا، باران نمکی و خوردگی است.

سوئیچ ارتینگ ولتاژ بالا نشان‌دهنده وضعیت واضح برای ایمنی تجهیزات سوئیچینگ

ایمنی مستلزم تعریف دقیق وضعیت برای عملیات و نگهداری تجهیزات سوئیچینگ است، زیرا عدم وضوح در وضعیت منجر به اشتباه در کارکرد و حوادث احتمالی می‌شود. سوئیچ‌های ارتینگ فشار قوی دارای نمایشگرهای قابل اعتمادی هستند که مشخص می‌کنند دستگاه در وضعیت «ارت شده» یا «باز» قرار دارد و این وضعیت سوئیچ ارتینگ را در وضعیت کلی تابلو سوئیچینگ گنجانده می‌شود. این نشانگرها می‌توانند مکانیکی، مانند اشاره‌گره‌های موقعیت، یا الکترونیکی، مانند چراغ‌های LED باشند و به اپراتورها اجازه می‌دهند تا وضعیت سوئیچ را از فاصله دور تشخیص دهند. در اتاق‌های بزرگ تابلو سوئیچینگ که شامل چندین سوئیچ ارتینگ فشار قوی هستند، اپراتورها می‌توانند با استفاده از چراغ‌های LED وضعیت سوئیچ‌ها را تعیین کنند. این امر فرآیند را تسهیل می‌کند و کار تشخیص وضعیت سوئیچ را ساده‌تر می‌سازد و به اپراتورها کمک می‌کند تا از فعال‌سازی سوئیچ اشتباه خودداری کنند. سوئیچ ارتینگ فشار قوی GPSwitchgear همچنین سیگنال‌های وضعیت را به سیستم کنترل مرکزی تابلو سوئیچینگ ارسال می‌کند تا امکان نظارت از راه دور و ثبت عملیات سوئیچ فراهم شود. این تعریف دقیق از وضعیت تضمین می‌کند که تابلو سوئیچینگ قبل از شروع کار در حالت ایمن قرار داشته باشد، از اشتباه در قضاوت در هنگام نگهداری جلوگیری می‌کند و حفاظت سیستم را افزایش می‌دهد.