سکسيونر

سکسيونر وسيله قطع سيستمهايي است که تقريباًٌ بدون جريان هستند. به عبارت ديگر سکسيونر قطعات و وسايلي راکه فقط زير ولتاژ هستند از شبکه جدا مي سازد. تقريباً بدون بار بدان معني است که مي توان به کمک سکسيونر جريانهاي کاپاسيتيو مقره ها، شينه ها و تاسيسات برقي وکابلهاي کوتاه و خطوط و همينطور جريان ترانسفورماتور ولتاژ رانيز قطع نموده و يا حتي ترانسفورماتورهاي کم قدرت را با سکسيونر قطع کرد . علت بدون جريان بودن سکسيونر د رموقع قطع يا وصل، مجهز نبودن سکسيونر به وسيله جرقه خاموش کن است .لذا بطور کلي مي توان نتيجه گرفت که عمل قطع و وصل سکسيونر بايد بدون جرقه يا با جرقه ناچيزي صورت گيرد. برحسب اين تعريف در صورتيکه از سکسيونر جريان عبور کند ولي در موقع قطع اختلاف پتانسيلي بين دو کنتاکت آن ظاهر نشود قطع سکسيونر بلامانع است . همينطور وصل سکسيونري که بين دو کنتاکت آن تفاوت پتانسيلي موجود نباشد گرچه به محض وصل باعث عبور جريان گردد نيز مجاز خواهد بود. از آنچه که گفته شده چنين نتيجه مي شود که سکسيونر يک کليد نيست بلکه يک ارتباط دهنده يا قطع کننده مکانيکي بين سيستمها است . سکسيونر بايد درحالت بسته يک ارتباط گالوانيکي محکم ومطمئن براي هدايت بهتر جريان درکنتاکت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد. لذا بايد مقاومت عبورجريان در محدوده سکسيونر کوچک باشد، تا حرارتي که در اثر کار مدام در کنتاکتها ايجاد مي شود از حد تجاوز نکند. در ضمن بايد سکسيونر طوري ساخته شود که دراثر جرم و وزن تيغه هاي يا فشار باد وبرف وغيره خود به خود بسته نشود يا در موقع بسته بودن نيروي ديناميکي شديدي که در اثر عبو رجريان اتصال کوتاه بوجود مي آيد باعث لرزش تيغه هاي يا احتمالاً باز شدن آن نگردد. سکسيونر مي تواند به تيغه هاي زمين مجهز باشد که تيغه هاي زمين براي تامين ايمني کار روي قسمتهاي بي برق شده بکار مي رود . در حاليکه سکسيونر به تيغه هاي زمين مجهز باشد، تيغه هاي زمين معمولاً باز است مگر در زمانيکه سکسيونر باز شود که د راين حالت جهت تخليه شارژهاي خازني (ولتاژ باقيمانده) روي خط يا قسمتهايي که قبلاً برق دار بوده تيغه هاي زمين بسته ميشود.



4-4 موارد استعمال سکسيونر:
همانطور که گفته شد اصولاً سکسيونر وسايل ارتباط دهنده مکانيکي و گالوانيکي براي هدايت بهتر جريان قطعات و سيستمهاي مختلف مي باشند ودر درجه اول به منظور حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه در مقابل برق گرفتگي بکاربرده مي شوند .بدين جهت طوري ساخته مي شوند که در حالت قطع يا وصل،محل قطع شدگي يا اتصال بطور واضح وآشکار قابل رويت باشد. يعني در هواي آزاد امجام گيرد و از آنجا که سکسيونر باعث بستن يا بازکردن مدارالکتريکي نمي شود ، براي باز کردن وبستن هر مدار الکتريکي فشار قوي احيتياج به کليد قدرت مي باشدکه قادر است مدار را تحت هر شرايطي بسته يا باز کند وسکسيونر وسيله اي است براي ارتباط کليد قدرت به شينه ويا هر قسمت ديگري از شبکه که داراي پتانسيل است .لذا طبق قوانين متدوال الکتريکي و به منظور ايمني لازم درهنگام تعميرات لازم است تا جلوي هر کليد قدرتي از1 کيلو وات به بالا ويا درهر دو طرف در صورتي که از دو طرف تغذيه گردد سکسيونر نصب گردد. با اين شرايط هنگام باز کردن مدار،ابتدا کليد و سپس سکسيونر باز مي شود ودرموقع بستن ابتدا سکسيونر وسپس کليد بسته مي شود ودر صورتيکه سکسيونربه تيغه هاي زمين مجهز باشد،اين تيغه هاي بعد ازباز شدن سکسيونر بسته شده تا شارژ هاي خازني ذخيره شده رابه زمين منتقل نمايد؛ سکسيونرهاي بکاررفته در سيستم قدرت سه فاز بوده و داراي سه پل مشابه مي باشد . عملکرد همزمان سه فاز بوسيله اينترلاک مکانيکي بين سه پل امکان پذير ميباشد. ازآنجا که مقدار شارژ خازني باقيمانده (ولتاژ) درروي قسمتهاي جدا شده از شبکه در رده ولتاژهاي فشار قوي قابل توجه است، لازم است قبل از عمل تعميرات بوسيله بستن تيغه هاي زمين سکسيونرها معمولاً بين سکسيونر و کليد قدرت اينترلاک ( مکانيکي يا الکتريکي) به نحوي برقرار مي شودکه با وصل بودن کليد نتوان سکسيونر را قطع و وصل نمود. براي اين منظور از يک بوبين که از ولتاژ خط تغذيه مي شود براي ايجاد اينترلاک الکتريکي جهت عملکرد تيغه هاي زمين استفاده مينمايند .همچنين ازاينترلاک مکانيکي و يا الکتريکي جهت حصول اطمينان از باز بودن سکسيونر در زمان عملکرد تيغه هاي زمين وبالعکس استفاده مي شوند.
4-5 اطلاعات مورد نياز جهت طراحي سکسيونر:
4-5-1 مشخصات وويژگيهاي شبکه وسيستمي که سکسيونر يا تيغه هاي زمين درآن نصب و بهره برداري خواهد شد .سکسيونريا تيغه هاي زمين در هنگام قطع و وصل بايد از عهده انجام وظيفه مربوط برآمده و ويژگيهاي شبکه الکتريکي مربوطه را به طور ايمن تحمل کند. اين ويژگيهاي شبکه عبارتند از:
1- ولتاژ نامـــي
2- ولتاژ حداکثر
3- فرکانس
4- تعداد فاز
5- جزئيات نحوه زمين کردن نوترال سيستم
6- جريان نامـــي
7- جريان اتصال کوتاه
4-5-2مشخصات محيطي وشرايط اقليمي محلي که سکسيونر يا تيغه هاي زمين درآن شرايط مورد استفاده قرار خواهند گرفتدر انتخاب سکسيونر يا تيغه هاي زمين شرايط آب و هوايي و محلي از اهميت زيادي برخوردار است. زيرا به همان اندازه که تعيين شرايط محيطي واقعي و مناسب در بهره برداري ايمن، کاهش هزينه هاي سرويس وتعميرات واستفاده بهينه از سرمايه گذاري اوليه تاثير دارد، تعيين شرايط محيطي و آب و هوايي نا مناسب اعم از شرايط سنگين تر و با سبکتر از شرايط واقعي ، بهره برداري را نامطمئن و پر مخاطره نموده،تعميرات و سرويس را افزايش داده واستفاده از سرمايه گذاري رابه صورت مناسب و بهينه نيز ناممکن ميسازد بنابراين دقت د رتعيين و انتخاب اين شرايط بسيار با اهميت و حساس مي باشد.
اهم پارامترهاي محيطي که در طراحي سکسيونر وتيغه هاي زمين موثرند عبارتند از:
1- ارتفاع محل نصب از سطح دريا
2- حداکثر درجه حرارت هواي محيط
3- حداقل درجه حرارت هواي محيط
4- سرعت باد
5- ميزان رطوبت نسبي
6- شتاب زلزله
7- ضخامت يخ
8- ميزان آلودگي
9- هرنوع شاريط خاص وغير عادي نظير بخارآب غير متعارف، رطوبت ، گرد وخاک غير معمول، نمک، دوده گازهاي قابل اشتعال و قابل انفجار و خوردگيهاي غير معمول درمواردي که درمناطق ساحلي آلوده به نمک محل نصب سکسيونر وتيغه هاي زمين در فضاي سرپوشيده مي باشد، براساس توصيه استانداردIEC شماره 129 بايستي از سکسيونر وتيغه هاي زمين نوع فضاي باز استفاده شود.
4-6 انواع سکسيونرها:
4-6-1 نوع سکسيونر يا تيغه هاي زمين
انواع سکسيونر وتيغه هاي زمين که در رده ولتاژ 400و230 کيلو ولت بکارمي روند عبارتند از:
1- سکسيونر افقي با قطع از يک نقطه
2- سکسيونر افقي با قطع ازدو نقطه
3- سکسيونر عمودي
4- سکسيونر پانتو گراف
5- سکسيونر افقي با قطع از يک نقطه
اين نوع سکسيونر شامل دو نوع قطع از وسط ويا قطع از يک طرف مي باشدکه نوع قطع از وسط داراي دو تکه بازو و دو ترمينال هم سطح در دو طرف سکسيونر بوده ويک سري کنتاکت نر وماده دارند .نحوه حرکت بازوها در صفحه افقي و حول دو محور در دو طرف سکسيونر و به اندازه حدود 90 درجه مي باشد . نوع قطع از يک طرف مشابه نوع قطع از وسط مي باشد،با اين تفاوت که داراي يک تکه بازو است وحرکت بازو وحول يکي از مقره هاي نگهدارنده بازو انجام ميگيرد. دراين سکسيونر فاصله افقي مورد نياز بين فازها بيشتر از انواع ديگر مي باشد لذا در سطوح ولتاژ فشار قوي که فضاي کافي در اختيار باشد بهترين انتخاب مي باشد.
4-6-2 سکسيونر افقي با قطع ازدو نقطه
اين نوع سکسيونر داراي يک بازوي يکپارچه يا دو پارچه متصل بهم ودو سيستم ترمينال هم سطح در دو طرف سکسيونر و دو سري کنتاکت نر و ماده مي باشد. نحوه حرکت بازوي اي سکسيونر در صفحه افقي وحول يک محور در وسط سکسيونر وبه اندازه حدود 90درجه مي باشد .سکسيونر افقي با دو قطع ازدو نقطه به فاصله افقي کمتري نسبت به سکسيونر افقي با قطع از يک نقطه و همچنين به يک ستون مقره اتکايي بيشتر نسبت به قطع از يک نقطه نياز دارند.
4-6-3 سکسيونر عمودي:
اين نوع سکسيونر داراي يک بازو ودو سيستم ترمينال هم سطح دردوطرف سکسيونرويک سري کنتاکت نر وماده مي باشد نحوه حرکت بازوي سکسيونر در صفحه قائم وحول محور که دريک طرف سکسيونر قرار دارد بوده ومقدار چرخش بازوي عمودي تا حدود 90درجه مي باشد .سکسيونر عمودي به فاصله افقي کمتري نسبت به سکسيونر افقي نياز دارند،ليکن بدليل حرکت عمودي تيغه ها عمدتاً درنقاطي استفاده مي شود که سيم هوايي از بالاي آن نگذرد (مثلاً سکسيونر مربوط به ترانسفورماتورها)
4-6-4 سکسيونر پانتو گراف:
اين نوع سکسيونر داراي چند تکه بازوي لولايي ودو سيستم ترمينال مختلف وغير هم سطح دربالا وپايين بوده وکنتاکتهاي مخصوص گيره اي دارد که به همراه سيستم ترمينال بالايي مي باشد. سيستم ترمينال پايين داراي دو محل براي اتصال هادي ازدو طرف مي باشد. در سکسيونر پانتوگراف کمترين فاصله افقي و عمودي مورد نياز مي باشد و سکسيونر فاصله ايمني خاصي را در اين رابطه (فاصله افقي وعمودي) احتياج ندارد وعمدتاً جهت انشعاب از باس بارهاي هوايي ودر اشکال خاص شينه بندي بکار مي رود.انتخاب هر يک از انواع سکسيونرهاي بستگي به نحوه شينه بندي وجانمائي پست داشته واز يک طرح به طرح ديگر با توجه به کاربردها و محدوديتها تفاوت دارد .در ارتباط با پستهاي 230و 400 کيلو ولت استفاده از سکسيونر افقي با قطع از دو قطع ازدو نقطه به دليل افزايش فاصله فاز- فاز و تمرکز نيروي دوراني روي يک محور بجاي دو محور نسبت به نوع سکسيونر افقي با قطع از يک نقطه توصيه نمي شود . مضافاً اينکه براساس نتيج بدست آمده از پرسشنامه هاي فني- آماري پروژه اکثريت قاطع پاسخ دهندگان سکسيونر افقي را به نوع عمودي ترجيح داده و همچنين د رنوع افقي، سکسيونر را با قطع از يک نقطه رابه دليل عملکرد بهتر وتعميرات ارجع دانسته اند.
لذا ازميان چهار نوع سکسيونر معرفي شده فوق عمدتاً نوع افقي با قطع از يک نقطه و در پاره اي موارد وباتوجه به شينه بندي وجانمايي پست ازسکسيونرپانتوگراف استفاده مي شود.
4-7 نوع مکانيسم وعملکرد :
عمل قطع و وصل سکسيونر وتيغه هاي زمين مستلزم صرف انرژي مکانيکي مي باشد اما با توجه به اينکه عمل قطع و وصل سکسيونر وتيغه هاي زمين در شرايط بي باري وتنها در زير ولتاژ انجام مي گيرد ونيازي به قطع جريان ندارد لذا بر خلاف کليدهاي قدرت سرعت قطع و وصل چندان مورد نظر نبوده وبنابراين بسته به شرايط بهره برداري مي تواند توسط سه روش زير انجام گيرد:
1- سکسيونر با مکانيسم عملکرد موتوري
2- سکسيونر با مکانيسم عملکرد دستي
3- سکسيونر با مکانيسم عملکرد موتوري- دستي
هريک از انواع مکانيسم هاي عملکرد فوق توسط کليه سازندگان ساخته مي شود ، نوع مکانيسم بسته به اينکه عملکرد وکنترل پست ويا مرکز ديسپاچينگ انجام انجام گيرد ودر پاره اي موارد به سبب بزرگ بودن ابعاد سکسيونر ونياز به نيروي زياد جهت عملکرد آن بصورت دستي يا موتوري انتخاب مي شود.در سکسيونرهاي رده 400و230 کيلو ولت به دليل بعد مسافت در پستهاي مربوطه، بزرگ بودن سکسيونر و لزوم کنترل سکسيونر از اطاق کنترل و ديسپاچينگ همواره عملکرد سکسيونر بصورت موتوري ( با امکان دستي د ر موارد اضطراري ) مي باشد . در مورد تيغه هاي زمين به علت عدم احتياج به کنترل ازراه دور ( اطاق کنترل و مرکز ديسپاچينگ ) واستفاده ازآن فقط به منظور تعميرات وبه دلايل اقتصادي عموماً عملکرد آن بصورت دستي انجام مي شود . مگر در پاره اي موارد که به لحاظ اهميت فيدر مربوطه و يا شرايط اقلمي استفاده از مکانيسم موتوري الزامي بوده ويا اينکه از نظر اقتصادي توجيه پذير باشد که در اين موارد مکانيسم موتوري براي تيغه هاي زمين انتخاب مي گردد.ضمناً نتايج بدست آمده از پرسش نامه هاي فني- آماري پروژه نيز مؤيد نظر شرکتهاي برق داير بر استفاده از عملکرد دستي در تيغه هاي زمين مي باشد. همچنين پيش بيني لازم براي عملکرد سکسيونر از مراکز ديسپاچينگ براي پستهاي بدون اپراتور در نظر گرفته شود.
4-8 معيار هاي طراحي و انتخاب سکسيو نر ها وتيغه هاي زمين :
1- ولتاز نامي : ولتاز نامي سکسيو نر ها و تيغه هاي زمين طوري انتخاب مي شودکه مقدار آن حداقل مساوي حداکثر ولتاژ سيستم در نقطه اي که سکسيو نر و تيغه هاي زمين نصب مي شود باشد. مطابق استاندارد IEC شماره 694 مقادير ولتاژ نامي استاندارد بر حسب کيلو ولت براي سکسيونر و تيغه هاي زمين عبارتند از :
3.6- 7.2 – 12- 17.5 – 24 – 36 – 52 – 72.5 – 100 – 132 – 145 – 170 – 245 – 300- 362- 420 – 765 KV
که ولتاژ نامي سکسيو نر ها و تيغه هاي زمين با توجه به مقدار حداکثر ولتاژ براي پست مورد نظر در موزد سيستم 230 و 63 کيلو ولت ولتاژ نامي را به ترتيب برابر 245و 5/72 کيلو ولت انتخاب مي کنند .
2- سطوح عايقي نامي : سطوح عايقي سکسيونر و تيغه هاي زمين بر اساس نتايج بدست آمده از مطالعات هماهنگي عايقي پروژه و با توجه به مقادير استاندارد شماره 694 داده شده انتخاب مي گردد. ضمنا سکسيونر با ولتاز نامي 300 کيلو ولت و بالاتر با توجه به ولتاژ استقامت عايقي موج کليد زني بين کنتاکت ها با دو کلاس A و B تقسيم شده اند که انتخاب کلاس B در اين مورد توصيه مي شود.
لازم به ياد آوري است که مقادير داده شده درجداول فوق براي شرايط محيطي استاندارد بوده و مقادير ولتاز ها بايستي با توجه به شرايط محيطي واقعي تصحيح شود.
3- فرکانس نامي: مقاذير استاندارد فرکانس براي تجهيزات قطع و وصل برابر 50 و 60 هرتز است که در مورد شبکه ايران اين مقدار 50 هرتز مي باشد.
4 – جريان نامي ( فقط براي سکسيونر و نه تيغه هاي زمين) : جريان نامي يک تجهيز قابل قطع و وصل عبارت است از قدرا موثر جرياني که وسيله مربوطه در شرايط مشخص استفاده قادر به عبور دادن آن بطور پيوسته باشد. مقدار جريان نامي سکسيونر با توجه به نتايج پخش بار و جريان اتصال کوتاه براي محل نصب سکسيونر و با در نظر گرفتن روند افزايش با ر بر اساس برنامه ريزي هاي توسعه سيستم و همچنين نوع شينه بندي از مقادير جدول استاندارد IEC شماره129 تعيين مي شود.
5 - جريان نامي اتصال کوتاه کوتاه مدت : اين جريان عبارت است از مقدار موثر جرياني که يک دستگاه مکانيکي قابل قطع و وصل در وضعيت بسته در خلال يک مدت زمان کوتاه و تحت شرايط مشخص مي تواند از خود عبور دهد. مقدار اين جريان با توجه به محاسبات اتصال کوتاه و بر اساس مقادير استاندارد IEC شماره 129 مي شود.
6 - جريان پيک قابل تحمل : اين جريان عبارت است از بزرگترين پيک مربوط به جريان نامي اتصال کوتاه که سکسيونر مي تواند در وضعيت بسته و تحت شرايط مشخص از خود عبور دهد. مقدار استاندارد اين جريان 205 برابر مقدار موثر جريان نامي اتصال کوتاه است. ضمنا در صورتي که سکسيونر مجهز به تيغه هاي زمين باشد مقدار جريان نامي پيک تيغه هاي زمين نيز بايستي حداقل مساوي جريان نامي پيک سکسيونر مربوط باشد.
7 - جريان نامي وصل اتصال کوتاه ( فقط براي تيغه هاي زمين ) : مقدار اين جريان براي تيغه هاي زمين سکسيونر مساوي جريان نامي پيک قابل تحمل آن خواهد بود . ضمنا تيغه هاي زمين يک سکسيونر بايستي قادر به وصل هر جرياني تا مقدار جريان نامي وصل اتصال کوتاه تحت هر ولتاژي تا ولتاژ نامي اش باشد.
8 – مدت زمان جريان اتصال : اين جريان عبارت است از مدت زماني که يک دستگاه مکانيکي قابل قطع و وصل در وضعيت بسته بتواند جرياني معادل جريان نامي اتصال کوتاه از خود عبور دهد مقدار اين جريان مطابق استاندارد يک ثانيه بوده ولي در مواردي که مدت بيشتري مورد نظر باشد 3 ثانيه توصيه شده است. براي زمانهاي جريان اتصال کوتاه بيشتر از مقدار نامي در صورتي که ازطرف سازنده سکسيونر ياتيغه هاي زمين فرمول ديگري داده نشده باشد رابطه I^2 t برابر ثابت در نظر گرفته شود.
4-9 محاسبه جريان نامي سکسيونرها :
1 - جريان نامي سکسيونر هاي V8183- V8193- V8179-V8173- V8199-V8189 در طرف ولتاژ 230 کيلو ولت:
توان انتقالي هر فيدر ورودي برابر MW 348 است.
= 911 A =

2 - جريان نامي سکسيونر هاي V8184- V8194 – V8174 – V8814- V8821- V8831- V8834- V8824- V8814- V8424- V8414 :
توان نامي انتقالي فيدر هاي ورودي برابر MW3 348 است.
2733A = =

A
3 - جريان نامي کليه سکسيونر هاي طرف 63 کيلو ولت:
توان نامي انتقالي فيدر هاي خروجي پست مورد نظر MW4 54 است.
=

4-10 جريان نامي کليه سکسيونر هاي طرف 63 کيلو ولت:
توان نامي انتقالي فيدر هاي خروجي پست مورد نظر MW4 54 است.
=

9-11 مشخصات فني سکسيونر هاي نصب شده در پست مورد نظر:
1- نام قسمت : ارت خط سنندج JV816
کد سکسيونر: V8169
سازنده سکسيونر : پارس سويچ
تيپ : BCM-F
سريال: S02/27
آمپر نرمال : 3150A
نوع سکسيونر (H/V/P): دوراني
مکانيزم قطع و وصل(M/H ): موتوري
2- نام قسمت : سکسيونر خط سنندج
کد سکسيونر : V8163
سازنده سکسيونر : پارس سويچ
تيپ : BCM-F
سريال : S02/28
آمپر نرمال: 3150A
نوع سکسيونر ( H/V/P) : دوراني
مکانيزم قطع ووصل(M/H): موتوري
3- نام قسمت: سکسيونر باس
کد سکسيونر: V8161
سازنده سکسيونر : پارس سويچ
تيپ : BCM-F
سريال : S02/15
آمپر نرمال: 3150A
نوع سکسيونر ( H/V/P) : دوراني
مکانيزم قطع ووصل(M/H): موتوري
4- نام قسمت: فيدر F2
کد سکسيونر : V6426
سازنده سکسيونر : پارس سويچ
تيپ : BCM-F
سريال :S02/20