ایمنی کلید فناوری کلیدخانه
کمپانی ABB اخیرا ساخت AX1 یک محصول کلیدخانه ولتاژ متوسط جدید عرضه کرده است. این فناوری خصیصه ساختمانی منحصر به فردی را داشته و چندین مفهوم در طراحی آن به کار گرفته شده است.AX1کلیدخانه جدید عایقبندی در برابر هوا و ولتاژ متوسط ABB بر مبنای فلسفه ایمنی ساخته شده که بر مبنای آن فضای کامل ولتاژ قوی برای چندین ورودی و تغذیه کننده مکعبی و یک حصار فلزی پیش بینی شده که امکان برخورد انسانی در شرایط سرویس را پیش نمیآورد. در جهت ارتقای ایمنی و مقابله با خطرات رودرروی انسانی و کاهش زمان برپاسازی دوباره در شرایط خرابی دستگاهی به نام حذف کننده آرک
Arc Eliminator ساخته، امتحان و به کار برده شده است. مشخصه های نوآورانه دیگر نظیر مشاهده گری کامل و اتصالات سیم پیچ ها با کنتاکت جهشی نیز ایمنی AX1 را بالاتر برده است. محصولAX1 در لودویکا ساخته شده که بزرگترین مرکز سازنده دستگاه های فشارقوی در دنیاست و آن را به مطلوبترین مکان برای توسعه بعدی AX1 بدل گردانده است. کارخانه AX1 شکل یکپارچه دارد و بخش های تولید و اداری در کنار هم قرار دارند. این امر سبب می شود مبادله اطلاعات قابل اتکای بین بخشهای اداری و تولیدی به سرعت میسر شود
فضای کوچک، ایمنی بالا
به خاطر اندازه کوچک و ایمنی بالای این دستگاه نصب پانل های AX1 برای فضاهای کوچکی که نیازمند ایمنی بالا هستند، بسیار مطلوب است. به دلیل پویا بودن آرک حفاظتی AX1 ،افزایش خطرناک فشار هیچگاه امکان شکلگیری پیدا نمی کند و اگر باز شدن درونی آرک کلیدخانه رخ دهد گازهای مضّر امکان انتشار ندارند. بنابراین به فضایی برای زدایش کمپرس گاز و آتش نیاز نیست زیرا حذف کننده های سریع آرک (قوس) در AX1 به سرعت بسیار بالایی از هر گسست احتمالی ناشی از صدمات جلوگیری می کند. مشخصه دیگری که فضای موردنیاز AX1 را کوچکتر می کند درهای کشویی آن است که هیچ فضایی را در راهروی عملیاتی اشغال نمی کند.
تگنر Tegner در شهر واستراس سوئد نمونه خوبی از تعبیه AX1در فضایی بسیار کوچک است. در زیرزمین یک ساختمان چندین کارخانه AX1 نصب شده است. یکی از آن ها شامل یک AX1 با 1+6 پانل است که در یک سوراخی به اندازه شش مترمربع جاسازی شده است. در نبود فضا، پانل حایل روی دیوار مقابل پانل های AX1 تعبیه شده است. این نمونه نشان می دهد که AX1در فضاهای کوچک چه برتری هایی دارد و ساختمان جمع و جور آن و عدم نیاز به فضای مربوط به زدایش کمپرس از آن جمله است.
یک نمونه دیگر از خصوصیات منحصر به فرد AX1 در شهر مالمبرگت در شمال سوئد دیده می شود دستگاه در جایی 1000 متر زیر سطح محیط موردنیاز برای کارگران معدن و
تجهیزات الکترونیکی و تجهیزات مکانیکی و برقی معادن نصب شده است. در یک معدن به دستگاه حفاری پیوسته نیاز وجود دارد که سنگ ها را بشکافد. بزودی کابل مربوطه بسیار طولانی شده و کلیدخانه باید جابه جا شود. این کار معمولا پر دردسر و پرهزینه است. بنابراین به راه حلی جابه جاپذیر نیاز وجود دارد که بتوان آن را به سرعت، راحت و هماهنگ با فرایند معدن کاری جابهجا کرد. در این جاست که دستگاه های جمع و جور خاصیت خود را نشان می دهند. از آنجا که در مکعبی AX1 هنگام باز شدن به طور عمودی فشار داده می شود به فضای اضافی در جلوی پانلها نیازی نیست و جا برای مانور موردنیاز وجود دارد. یک مشخصه حیاتی دیگر AX1 حذف قوس ( Arc) آن است که وجود یک سیستم رهاسازی فشار را غیرلازم میکند و این امری مهم در ایمنی کارگرانی است که در معادن کار می کنند.
کاربردهای کلید خانه
طراحی جمع و جور AX1 آن را برای سکوهای نفتی و گازی مطلوب میسازد. پانلهای AX1 از آلومینیوم ساخته شده و آن را سبک میکند. تجهیزات مخصوص دستگاه های دریایی با تنش هایی روبرو میشوند که در شرایط عادی و در روی زمین با آن مواجه نمیشوند. حرکت مقتدرانه امواج، ارتعاش و خوردگی به دلیل فضای آلوده به نمک از آن جمله است. برای اطمینان تأثیرپذیری AX1 در سخت ترین شرایط AX1 به شکلی شدید برای سازگاری با نیازهای IEC و UL مورد آزمایش قرار گرفته است.
در کاناری وارف دوکلندز لندن نیز دستگاهای AX1 نصب شده است. در یک ساختمان بانکی برای HSBC سه کلیدخانه AX1 نصب شده است . دو دستگاه در پایین ساختمان که هر کدام 21 پانل AX1 دارند. سومی با هشت پانل در طبقه هفتم تعبیه شده است و این مساله ای ایجاد نمیکند زیرا حذف کننده های قوس الکتریکی به معنای عدم نیاز به هرگونه سیستم تخلیه فشار برای فشارهای بیش از حد و گاز است.
طراحی AX1
به دلیل شکل لوله ای، ابعاد به شکلی اساسی کوچک شده است. اخیرا در مقایسه با دستگاه های مشابه در بازار AX1 به عنوان کوچکترین آنها شناخته شده است. این اندازه کوچک به معنای آن است که AX1میتواند به راحتی در یک کانتینر استاندارد 3/7 متر قرار گیرد. گذشته از صرفه جویی در فضا، کار نصب نیز آسانتر میشود، زیرا این دستگاه به طور یکپارچه و مونتاژ شده در کانتینر قرار میگیرد و در مکان نصب، تنها کار، اتصال کابل ها است. این دستگاه با شکل خود تصمین کننده طراحی بهینه و قوی پانل هاست.
میدان های همنواختی – الکتریکی دور میله جریان وجود دارد که آن را برای سازگارسازی و به کارگیری مرحله به مرحله کوتاه ایمن میسازد. بین فازها همواره پتانسیل زمینی وجود دارد که ریسک گریپاژ جریان را به حداقل میرساند. به عایقهای سدکننده بین فازها نیازی نیست (یا بین فاز و زمین) و میلة جریان اصولا نیازی به عایق کاری ندارد. همچنین میله جریان به اتصالات فنری سیم پیچهای منحصر به فرد خود، کار الحاق پانلها به یکدیگر را ساده تر میکند.
این شکل AX1 است که استفاده از آن را به عنوان یک تکنیک اتصال به فنرهای Helicon بدون چفت میسر کرده است. اتصالات فنری سیمپیچ در تمام نقاط ارتباط مدار اصلی به کار گرفته میشود که در سیستم میله جریان بین پانلها قابل پیادهسازیو یا در اتصالات بالاتر یا پایینتر و دستگاه های کابلهای ارتباطی است . این تکنیک اتصالات فنری سیمپیچ در نقاط قابل جابجایی انتقال جریان داخل دستگاه های سوئیچ مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه این تکنیک منحصر به AX1 نیست اما صناعت و تکنیکی است که امتیاز آن را ABB دارد و برای مدارشکن های فشارقوی و کلیدخانه های GIS در 20 سال اخیر به کار گرفته شده است.
تکنیک های جدید اندازه گیری که در AX1 به کار گرفته شده به مفهوم آن است که جریان با سیمپیچ روگوسکی Rogowski اندازه گیری می شود. این سیم پیچ از گونهای حلقوی است که روی بدنهای از مواد غیرمغناطیسی پیچیده شده است و درجه حرارتش ثابت است. این دستگاه قادر به اندازه گیری جریان چند آمپر تا جریان مدارکوتاه است و اندازه گیری دقیق اُفت فشار قوی را به عنوان وسیله ای ساده برای وارسی پوشش کنتاکت مدارشکن نیز انجام می دهد. هر سنسور مورد آزمایش قرار می گیرد و خطاها به شکل فاکتور اصلاحی برای رایانه پانل تصحیح می شود بنابراین دقت اندازه گیری آن بالاست.
پایداری
در حالی که ارزشگذاری برای ایمنی یک کلیدخانه به زبان اقتصادی دشوار است، پایداری آن از جهتی دیگر اهمیت اقتصادی دارد زیرا یک گسست برنامه ریزی نشده می تواند باعث ضرری هنگفت یا از دست رفتن درآمد شود. معمولا به دلیل سرهم بندی کردن نادرست، بیشتر اشتباهات در اتصال کابلها رخ میدهد. در AX1 اتصالات پیش ساخته کابل ها در بیرون و به شکل مخروط یا در داخل به شکل پریز مورد استفاده قرار گرفته است. منبع اشتباه بخش های مکانیکی، دستگاه های عملیاتی هستند به این دلیل که در AX1 مدارشکن و کارکرد عدم اتصال وارثینگ (earthing) به هم بسته اند و همواره در چارچوب مدار اصلی نصب میشوند.
گذشته از آن می توان دستگاه های عملیاتی را بدون خارج کردن هر یک از پانلها از سرویس جا به جا کرد. یک اشتباه دیگر (اگرچه اندکتر) گرمایش بیش از حد در ارتباط با میله جریان است. از آنجا که AX1 یک سیستم لوله ای میله جریان با تکنیک اتصال بدون پیچ دارد (کنتاکت فنری سیمپیچ) خطای گرمایش بیش از حد به دلیل محکم نبودن ناکافی لنگر وجود ندارد. کنتاکت فنری سیم پیچ با حلقه هایی به شکل حرف O و پوشش لاستیکی به خوبی محافظت میشود تا از نفوذ عوامل محیطی و بیرونی جلوگیری کند.
جدیترین اشتباه در کلیدخانه ناشی از قوس الکتریکی داخلی است. دستگاه بسیار سریع حذف کننده قوس الکتریکی در AX1 به معنای جلوگیری از چنین اتفاقی است که پس از بازرسی، برگرداندن دوباره کلیدخانه به سرویس را به سرعت میسر میکند. در حالی که در کلیدخانه های دیگر به دنبال خطای ناشی از قوس الکتریکی به کار انداختن مجدد آن هفته ها طول می کشد.
از آنجا که تلفات عملیات به حداقل میرسد در صرفه جویی انرژی و عمر مفید دستگاه مؤثر است که همچنین باعث کاهش تأثیرات مخرب زیست محیطی می شود. در جریان طراحی از مواد قابل بازیافت نیز استفاده شده است.
حذف کننده قوس الکتریکی
حذف کننده قوس الکتریکی را بخش سیستم بازرسی و محافظت قوس الکتریکی اپتیک ABB پخش کرده است. اتصالات سه فازه هم زمان در مدتی کمتر از 5 میلی ثانیه بسته می شود. در نبود این سیستم فشار به حدود 50 درصد حداکثر پیشین خود می رسید. اگر یک قوس الکتریکی باز در کلیدخانه رخ دهد هر سه فاز به سرعت ”ارث“ می شوند و فشاری خطرناک مجال شکل گیری پیدا نمیکند، و گازهای داغ و زهرآلود نیز زمان برای تشکیل شدن پیدا نمی کنند. کلیدخانه همواره در معرض خسارات اندکی قرار دارد و اگر کسی جلوی آن ایستاده باشد، مجروح نخواهد شد. پس از معلوم شدن علت و انجام اقدامهای ضروری، عملیات کلیدخانه به سرعت و بدون نیاز به تعمیر برقرار می شود.
اخیرا در تایلند یک مورد خطا دیده شد که در آنجا حذف کننده قوس الکتریکی، کلیدخانه را نجات داد. این حذفکننده به مانند سیستم کیسه هوا در خودرو عمل کرد و کلیدخانه را از خسارات عمده رهانید. بعدا پس از وارسی و یافتن محل خطا، دستگاه کاملا تمیز و سالم شد.
خودنگهداری
AX1 دستگاهی است که به عنوان ”
کلیدخانه هوشمند“ شناخته شده است. هوش آن را هم در رایانه های پانلها و هم در چند سیستم اداره گزارشگر خطاها میتوان دید که در هر پانل AX1 تعبیه شده و هر کدام شامل تعدادی سنسور است که میزان زیادی از اطلاعات مفید را گرد میآورند. AX1 به بازرسی های ادواری معمول نیازی ندارد زیرا کاملا با پانل های کامپیوتر (رایانه) خود اداره می شود. آنها چشمی بینا بر روی کلیدخانه داشته و در موارد بسیاری در صورت نیاز به بازرسی و سرویس هشدار میدهند.