به طور فشرده می توان گفت که سوئیچگیر (Switchgear) تجهیزات الکتریکی را کنترل و حفاظت می‌کند.سوئیچگیر با جداسازی اجزای خاص، جریان و توان الکتریکی را از طریق کلیدهای خطا، کلیدهای قدرت (circuit breakers) و دستگاه‌های سوئیچینگ کنترل می‌کند. هنگامی که خطایی تشخیص داده می‌شود، سوئیچگیر به سرعت مشکل را ایزوله کرده و در عین حال بقیه سیستم را برقدار نگه می‌دارد. پس از رفع مشکل، مدارهای الکتریکی می‌توانند با ایمنی دوباره جریان الکتریکی داشته و برقدار شوند. ویژگی‌های ایمنی برای عملکرد سوئیچگیر بسیار حیاتی هستند و حفاظت در برابر جریان بیش از حد نقش مهمی در جلوگیری از آسیب ناشی از عبور جریان اضافی از مدار دارد.
سوئیچگیر
سه نوع اصلی سوئیچگیر وجود دارد: فشار ضعیف (LV)، فشار متوسط (MV) و فشار قوی (HV).
سوئیچگیر فشار ضعیف (LV) در صنایع مختلف برای کنترل سیستم‌ها تا ولتاژ ۱ کیلوولت استفاده می‌شود. این نوع به طور معمول در محیط‌های مسکونی، تجاری و صنعتی که ولتاژ پایین است یافت می‌شود.
تابلو برق سوئیچگیر با ریتینگ (ظرفیت نامی) تا ۱ کیلوولت به عنوان تابلو برق فشار ضعیف (LV) تعریف می‌شود. تابلو برق سوئیچگیر LV شامل تجهیزاتی مانند کلیدهای قدرت (Circuit Breakers)، کلیدها (Switches)، کلیدهای ایزولاتور (Electrical Isolators)، فیوزهای HRC، کلیدهای حفاظت از نشتی جریان زمین (Earth Leakage Circuit Breakers)، مینیاتوری‌ها (MCB) و کلیدهای کمپکت (MCCB) است. این اجزا از سیستم فشار ضعیف حفاظت می‌کنند. رایج‌ترین کاربرد تابلو برق LV در تابلوهای توزیع فشار ضعیف (LV Distribution Boards) است.
سوئیچگیر نوع فشار ضعیف (LV)
سوئیچگیر فشار متوسط (MV) در سیستم‌هایی با ولتاژ بین ۱ کیلوولت تا ۳۵ کیلوولت کار می‌کند. معمولاً در توزیع برق شهری، مراکز داده، بیمارستان‌ها و دیگر کاربردهای تجاری و صنعتی به کار می‌رود و حفاظت و کنترل پیشرفته‌تری برای سیستم‌های با ولتاژ متوسط فراهم می‌کند.
سوئیچگیر فشار قوی (HV) برای ولتاژهای بالای ۳۵ کیلوولت طراحی شده است. این نوع اغلب با شبکه‌های انتقال برق مرتبط است و در نیروگاه‌های بزرگ صنعتی استفاده می‌شود. سوئیچگیر فشار قوی نقش کلیدی در تضمین انتقال ایمن و مطمئن برق در مسافت‌های طولانی ایفا می‌کند.
سوئیچگیر فشار قوی (HV)
سوئیچگیر از انواع مختلف عایق برای محافظت اپراتورها در برابر شوک الکتریکی و ایجاد مانع بین اجزای برقدار استفاده می‌کند. در ادامه انواع مختلف عایق معرفی می‌شوند:
سوئیچگیر با عایق هوا (AIS) رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه عایق است. طراحی و عملکرد آن نسبتاً ساده بوده و به دلیل سازگاری با محیط زیست شناخته می‌شود. با این حال، AIS معایبی نیز دارد، از جمله استقامت دی‌الکتریک پایین که آن را به یک عایق ضعیف تبدیل می‌کند و نیازمند تجهیزات بزرگ‌تر است، که در کاربردهایی با فضای محدود می‌تواند یک نقطه ضعف باشد.
سوئیچگیر با عایق گاز (GIS) از گاز هگزافلوراید گوگرد (SF6) به عنوان محیط عایق و همچنین به عنوان محیط قطع‌کننده جریان در برخی کاربردها استفاده می‌کند. GIS استقامت دی‌الکتریک بالاتری نسبت به AIS دارد و طراحی فشرده‌تری ارائه می‌دهد. این نوع برای محیط‌های سخت که نیاز به غوطه‌وری برای عملکرد وجود دارد ایده‌آل است.
سوئیچگیر با عایق روغن (OIS) معمولاً در کاربردهای فشار قوی در سیستم‌های قدرت الکتریکی به کار می‌رود. در OIS از روغن معدنی اغلب به عنوان محیط عایق و خنک‌کننده استفاده می‌شود. OIS استقامت دی‌الکتریک بالا و مزایای خنک‌کنندگی بیشتری دارد. با این حال، یکی از معایب آن خطرات زیست‌محیطی و خطر آتش‌سوزی ناشی از نشت روغن است.
سوئیچگیر با عایق خلأ از قطع‌کننده‌های خلأ برای شکستن مدار استفاده می‌کند. این نوع به طور گسترده در کاربردهای فشار متوسط تا فشار قوی استفاده می‌شود. برخی مزایای آن شامل استقامت دی‌الکتریک بالا، قابلیت اطمینان، نیاز به نگهداری کم و طراحی فشرده است.
سوئیچگیر از اجزای متنوع و متصل به هم ساخته شده که بسته به کاربرد خاص متفاوت است. اجزای اصلی سیستم سوئیچگیر عبارت‌اند از:
کلیدهای قدرت برای حفاظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر اضافه‌بار، اتصال کوتاه و خطاها ضروری هستند. آن‌ها با قطع جریان الکتریکی در هنگام بروز خطا یا جریان بیش از حد عمل می‌کنند. عملکرد اصلی کلیدهای قدرت، تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان کل شبکه الکتریکی است.
کلیدهای خطا دستگاه‌های مکانیکی خودکنترلی هستند که می‌توانند جریان پیوسته را برقرار، حمل و قطع کنند. همچنین قادرند جریان‌های خطا را به‌طور خودکار تشخیص داده و قطع کنند، بدون آنکه توانایی وصل خودکار مجدد داشته باشند. این دستگاه‌ها شامل مجموعه‌ای از عناصر کنترلی هستند که جریان‌های بیش از حد را شناسایی کرده و کلید خطا را مدیریت می‌کنند.
عملکرد اصلی کلیدهای قطع و وصل این است که امکان تعمیر و نگهداری ایمن تجهیزات ایزوله‌شده را فراهم کنند. این کلیدها با جدا کردن فیزیکی تجهیزات الکتریکی از منبع تغذیه کار می‌کنند و یک اقدام ایمنی حیاتی در هنگام عملیات نگهداری محسوب می‌شوند.
فیوزها به‌عنوان تجهیزات حفاظتی عمل می‌کنند که مدارها و تجهیزات الکتریکی را در برابر شرایط اضافه‌جریان محافظت می‌کنند. عملکرد اصلی آن‌ها قطع جریان الکتریکی در صورت عبور جریان بیش از سطح از پیش تعیین‌شده است.
رله‌ها به‌عنوان پایشگر و کنترل‌کننده پارامترهای الکتریکی در سیستم عمل می‌کنند. نقش حیاتی آن‌ها در حفاظت و اتوماسیون سیستم سوئیچگیر است که واکنش سریع به شرایط غیرعادی را تضمین کرده و یکپارچگی کلی شبکه الکتریکی را حفظ می‌کنند.
تابلوهای کنترل به‌عنوان مرکز فرمان و پایش مدارها و تجهیزات الکتریکی عمل می‌کنند. آن‌ها ابزارهایی را برای اپراتورها فراهم می‌کنند تا بتوانند عملکردهای مختلف را مدیریت و کنترل کنند. این تابلوها شامل انواع دستگاه‌های کنترلی، چراغ‌های نشانگر و تجهیزات مانیتورینگ هستند که برای بهره‌برداری و نظارت بر تابلو سوئیچگیر ضروری می‌باشند.
سوییچگیر Switchgear
