سوئیچ‌گیرهای برق از جمله ابزارهایی هستند که متخصصان و کارشناسان و کاربرانی در صنعت برق با آنها سروکار دارند. شناخت نحوه کار آنها و میزان ایمنی‌شان برای کاربران می‌تواند مفید باشد. در مقاله ترجمه شده زیر که به وسیله مهندس تقی وحیدی کارشناس ارشد تحقیقات و بهره‌وری شرکت توزیع نیروی برق خراسان جنوبی ارایه شده نحوه کار سوئیچ‌گیرهایی از نوع سه فاز AC با ولتاژ نامی یک تا ۳۳ کیلوولت و ایمنی آنها مورد بررسی قرار گرفته است.
سوئیچ‌گیرهای مورد بحث در این مقاله از نوع سه فاز AC با ولتاژ نامی ۱ تا ۳۳ کیلوولت بوده که مسایلی مانند نحوه انتخاب، بهره‌برداری و نگهداری از آنها در این نوشتار مطرح شده است. راهکارهای ارایه شده مربوط به سوئیچ‌گیرهای روغنی، هوایی، گازی (۶SF) و خلاء بوده است. همچنین توصیه‌های صورت گرفته درباره بریکرها، کلیدها، کلیدفیوزها و مقره‌ها و همچنین کنتاکتورهایی با ولتاژ AC در حد یک کیلوولت کاربرد است. این نوشتار سوئیچ‌گیرهای DC، سوئیچ‌گیرهای AC تکفاز و فشار ضعیف تا سطح ولتاژ یک کیلوولت را شامل نمی‌شود.

 ● سوئیچ‌‌گیرهای برق :

به طور کلی، سوئیچ‌گیرها قابلیت راه‌اندازی و اطمینان مناسبی داشته و عیب و نقص در آنها به ندرت رخ می‌دهد اما وقوع عیب، ممکن است سبب بروز حوادثی همچون انفجار، سوختن روغن، ایجاد ابرهای گازی، و بروز جراحات جدی در افراد شده و حتی در مواردی منجر به مرگ و میر و نیز آسیب به کارخانه‌ها و ساختمان‌های مجاور شود و زیان‌های مالی را نیز به وجود آورد. سوئیچ گیرهای گازی (۶SF) و خلاء، خطرات ناشی از آتش‌‌سوزی روغن را نداشته اما ممکن است ضایعات دیگری در آنها روی دهد که برای پیشگیری از آن نیاز به مدیریت و سازماندهی است. تجربه‌های گذشته نشان داده که عیب و نقص معمولاً پس از راه‌اندازی یا اندکی پس از راه‌اندازی سوئیچ‌گیر روی می‌دهد. بنابراین نحوه راه‌اندازی سوئیچ‌گیر، موقعیت نصب آن و شرایط شبکه در لحظه راه‌اندازی، شاخص مهمی در بهره‌برداری ایمن سوئیچ‌گیر هستند.
سیستم‌های مدیریتی برای بهره‌برداری ایمن سوئیچ‌گیر و پیشگیری از ضایعات باید قابلیت ثبت اطلاعات شبکه را داشته و روش‌های نصب، راه‌اندازی، بهره‌برداری، نگهداری و تعویض تجهیزات را مشخص کند. همچنین ضرورت دارد در سیستم‌های مدیریتی مزبور علاوه بر آموزش کارکنان سیستم ممیزی برای کنترل اثربخشی روش‌های به کار رفته تعریف شود.

● ثبت اطلاعات :

ضرورت دارد اطلاعات مربوط به تمام سوئیچ‌گیرها، دیاگرام‌ها و آرایش‌های شبکه شامل خطاهای موجود در نقاط مختلف شبکه ثبت و کنترل شده و از قابلیت دسترسی به آنها و به روزبودن اطلاعات اطمینان حاصل شود. اطلاعات ثبت شده باید حاوی مواردی چون دیاگرام‌های شبکه و ارتباطات بین سوئیچ‌گیرها و سایر اقلام باشد. ضمناً سطوح خطا، نوع تجهیزات و اطلاعات مرتبط با آنها از قبیل نام سازنده، شماره سریال و سال ساخت، تاریخ نصب، ولتاژ و جریان نامی، جریان اتصال کوتاه نامی و مکانیسم راه‌اندازی مدنظر قرار بگیرد و نیز اطلاعات مربوط به محدودیت‌های بهره‌برداری مانند احتمال بروز شوک‌های الکتریکی و نیز اطلاعات مربوط به نحوه نگهداری اقلام داخلی سوئیچ‌گیر و تعداد عملیات رفع خطا از بریکرهایی که تحت جریان نگهداری قرار گرفته‌اند، در آن موجود باشد. این موارد همچنین جزئیات تمامی اصلاحات و رفع عیوب انجام شده را باید ارایه دهد. برای مثال مواردی مانند تنظیم اهرم‌های فرمان وصل تجهیزات در برابر عکس‌العمل‌های مکانیکی هنگام وصل و … را بیان کرده و نیز اطلاعات مربوط به وسایل کنترل قوس الکتریکی در بریکرهای روغنی را ثبت کند.

● روش‌های نصب و راه‌اندازی، بهره‌برداری :

به کمک اطلاعات ثبت شده، باید سوئیچ‌گیرها و شبکه‌های برق مورد ارزیابی قرار گیرند تا امکان شناسایی خطرات و مشکلات بالقوه از قبیل شوک‌های مکانیکی موثر بر سوئیچ‌گیر، وجود تجهیزات راه‌اندازی با فرمان دستی، عدم وجود اهرم‌های فرمان وصل به گونه ای که در برابر عکس‌العمل‌های مکانیکی حین وصل مقاوم باشند، و نیز وسایل نامناسب حفاظت در برابر آتش‌سوزی میسر شود. پس از ارزیابی می‌توان اقدامات مورد نیاز را برای حصول اطمینان از عملکرد ایمن تجهیزات و سیستم‌ها، شناسایی کرد. این اقدامات شامل جلوگیری از راه‌اندازی سوئیچ‌گیر در حالت اتصال به شبکه و قرار داشتن تحت شوک مکانیکی از طریق غیرفعال کردن قابلیت راه‌اندازی اتوماتیک تجهیزات تا زمان رفع خطای سیستم است. جلوگیری از امکان دسترسی به سوئیچ‌گیر در حالت اتصال به شبکه، کاهش سطوح خطای شبکه در نقاط مختلف از طریق آرایش مجدد شبکه‌ها، جلوگیری از راه‌اندازی کلیدهای با مکانیسم دستی در حالت برقدار بودن شبکه تحت شرایط دقیق کنترلی و جایگزینی سوئیچ‌گیرهای تحت شوک مکانیکی نیز مدنظر است. سایر اقدامات اضطراری و ضروری پس از ارزیابی نیز عبارتند از: تغییر مکانیزم وصل برای سوئیچ‌گیرهای با راه‌انداز دستی (در غیر این صورت باید نسبت به جایگزینی سوئیچ‌گیر اقدام شود). تنظیم اهرم‌های فرمان وصل در برابر عکس‌العمل‌های مکانیکی تجهیزات در هنگام وصل آنها به شبکه، و اقدامات اصلاحی برای حفاظت در برابر آتش‌گرفتگی.
برای انجام اقدامات فوق باید طرحی ارایه شده و جدول زمانی انجام آن تهیه شود. همچنین باید روش‌های راه‌اندازی توسعه یافته و گروه مناسبی از کارکنان برای انجام فعالیت‌های مورد نیاز در بهره‌برداری، بازرسی، تعمیر، نگهداری و تست سوئیچ‌گیرها انتخاب شوند. از سوی دیگر کارکنان مربوطه باید دانش مناسبی از قوانین ایمنی و اعمال آنها داشته و در صورت لزوم نسبت به آموزش کارکنان اقدام شود. همچنین ضرورت دارد به صورت منظم کل سوئیچ‌گیر و ملحقات آن، بازرسی، نگهداری و تست شوند. همچنین موادی از قبیل روغن و گاز ۶SF نیازمندی‌های خاصی از لحاظ کارکرد، تمیزی، جلوگیری از کثیفی، محل استقرار روغن و گردش آن داشته و همچنین خطرهایی در ارتباط با کاربرد آنها وجود دارد. ایستگاههای توزیع نیز باید به صورت دوره‌ای بازرسی شده و اقدامات اصلاحی طبق اولویت به انجام رسند. این اقدامات شامل کارهای فوری (در زمان به خطرافتادن ایمنی ایستگاه و مکان استقرار آن) و فعالیت در اسرع وقت و اقدامات آینده است. آیتم‌هایی از قبیل محل استقرار سوئیچ‌گیر، وجود علایم حاکی از رطوبت و آب، وجود علایم حاکی از دسترسی به تجهیزات و اختلال در آنها توسط افراد غیرمجاز، وجود تجهیزات آتش‌نشانی و تابلوهای هشداردهنده، علایم حاکی از افزایش درجه حرارت، بوی مواد داغ و اوزن وجود دود نیز قابل بررسی است.
علایم حاکی از نشت روغن و سایر شرایط غیرطبیعی، وجود دوده و مواد آلاینده، خوردگی سوئیچ‌گیر، کنترل سطح سیال، وجود برچسب‌ها، درستی اتصالات و اینترلاک‌های اصلی، وجود تجهیزات حفاظتی و ابزار دقیق و موقعیت تجهیزات کمکی از قبیل باتری‌ها و شارژرها و تابلوهای فرمان باید در برنامه بازرسی لحاظ شوند. از سوی دیگر برنامه نگهداری باید در فواصل زمانی منظم و از پیش تعیین شده انجام شده و عملیات نگهداری درباره بریکرهای روغنی به کار رفته و این اقدام بلافاصله پس از فرمان قطع بریکرها در اثر خطای موجود در شبکه، به انجام رسد. برخی اوقات از سوئیچ‌گیرهای ۶ SF و یا سوئیچ‌گیرهای خلاء به عنوان سوئیچ‌گیرهایی یاد می‌شود که ”نیاز کمی به نگهداری“ دارند، اما این موضوع بدین معنی نیست که این سوئیچ‌گیرها نیاز به برنامه نگهداری ندارند. برای امر نگهداری باید با توجه به عواملی از قبیل نوع سوئیچ‌گیر، عمر آن و تعداد دفعات راه‌اندازی، برنامه‌ریزی صورت گیرد. همچنین باید تاریخچه نگهداری سوئیچ‌گیر بررسی شده و نیز اطلاعات مربوط به هر آیتم ثبت شود تا امکان شناسایی عوامل منجر به بروز تغییرات در تجهیزات فراهم شود. به دنبال آن فاصله زمانی بین دوره‌های نگهداری را می‌توان تنظیم کرد. در صورتی که ارزیابی نشان دهد که سوئیچ‌گیر نیاز به جایگزینی دارد، باید موارد زیر لحاظ شده و در صورت لزوم به تصویه‌های مربوطه عمل شود:

۱) جایگزینی کامل سوئیچ‌گیر:
مزیت این کار در این است که نصب سوئیچ بورد جدید مطابق با آخرین طراحی پیشنهادی از سوی سازندگان خواهد بود.

۲) جایگزینی یا رفع عیب سوئیچ بورد در تأسیسات موجود:
در این حالت می‌توان قطعات انفرادی سوئیچ‌گیر را تعویض کرده یا نسبت به رفع عیب سوئیچ بوردها اقدام کرد. همچنین در مورد بریکرها می‌توان نسبت به ارتقای سوئیچ‌گیر اقدام کرد قبل از تصمیم‌گیری درمورد تعویض سوئیچ‌گیر، لازم است عایق تجهیزات مستقر بر روی سیستم باس بار فشار قوی، محفظه ترانسفورماتور جریان، کابل‌ها و ترمینال‌ها و غیره بررسی شده و عمر مفید آنها بررسی شوند تا هزینه‌های جایگزینی موردی تجهیزات، رفع عیب آنها یا نصب تجهیزات جدید قابل توجیه باشد. ضروری است که ارزیابی کلی از سوئیچ‌گیر انجام شود که این ارزیابی شامل بررسی عایق تجهیزات فشار قوی به کمک روش‌های موردی مانند اندازه‌گیری عایق به روش تخلیه الکتریکی و بررسی اطلاعات ناشی از آزمایش مزبور طبق استانداردهای موجود است. برای بررسی بریکرها ضروری است مواردی همچون اتصالات خروجی کلید، تجهیزات کنترلی و حفاظتی، اینترلاک و ارت کردن تجهیزات مطابق استانداردهای ایمنی، مقادیر نامی اتصال کوتاه، مجرای خروج گازهای ایجاد شده در کلید و مقادیر نامی تجهیزات مورد بررسی و مورد بازرسی قرار گیرند. همچنین دسترسی به قطعات یدکی در فرایند تصمیم‌گیری نقش اساسی دارد. بنابراین ضرورت دارد که از موجود بودن اقلام استراتژیک (مانند بوشینگ‌ها، ترانسفورماتورهای جریان، سرکابل‌ها، مکانیزم‌های راه‌اندازی) و نیز اقلام روتین مورد استفاده در برنامه نگهداری (از قبیل کنتاکت‌های اتصال جریان الکتریکی، درزبندها، کنتاکت‌های خاص عبور روغن جهت خاموش کردن جرقه، و سیم پیچ‌های فرمان قطع و وصل) اطمینان حاصل شود. علاوه بر آن باید از لحاظ اقتصادی بررسی شود که آیا ارتقای تجهیزات و یا تعویض اقلام موردی آن به منظور رفع عیب از سیستم به صرفه است و یا باید نسبت به جایگزینی تجهیزات اقدام کرد.
از طرف دیگر کارکنانی که وظیفه راه‌اندازی، بهره‌برداری، بازرسی، نگهداری و تست سوئیچ‌گیرهای شبکه را برعهده دارند، باید با روش‌ها و قوانین ایمنی به ویژه درمورد سوئیچ‌گیرهای فشار قوی آشنا بوده و باید مسوولیت‌هایشان ایشان به آنان یادآوری شده و در صورت لزوم تحت آموزش قرار گیرند تا بتوان از کار ایمن و بدون خطر تجهیزات اطیمنان حاصل کرد.

برگردان: مهندس تقی وحیدی کارشناس ارشد تحقیقات و بهره‌وری شرکت توزیع نیروی برق خراسان جنوبی
منبع: اینترنت

مجله پیک برق