دانلود گزارش کارآموزی برق الکترونیک در کارگاه

اینجانب در زمستان 82 موفق به گذرندان دوره کاراموزی شدم و در این دوره موفق شدم تجاربی در امور فنی اخذ کنم .در این دوره با کارهای فنی سرو کار داشتم محلی که بنده مشغول به گذراندن دوره بودم اعم کارهایی که در آنجا انجام میشود به رشته برق شاخه قدرت ارتباط داشت و از هر چند گا هی  با مدارات الکترونیکی نیز سرو کار داشتم . با توجه به این که من رشته الکترونیک را طی دروسی در دانشگاه یاد گرفته بودم شاخه قدرت را در کارگاه فرا گرفتم و حال نسبت به گذشته فعالیت فنی میبایستی انجام دهم ابتدا شروع به مطالعه چند کتاب در رشته فنی و تاسیسات کردم تا شکل زیادی متوجه بنده نشود .

اعم کارهایی که در کارگاه صورت می گرفت ساخت و مونتاژ تابلو ها ی فشار قوی و ضعیف بود و کابل کشی راه اندازی دستگاهها اجرای پروژههای تاسیساتی ....... بهترین و نوترین مرحله فعالیت قسمت تعمیرات تابلو  بوده .

در برخی شعاعها از راه اندازیها و کنترهای الکترونیکی بود .در این خصوص تجارب موفقی کسب کردیم . حال میخواهم اموخته های تئوری وفنی این دوره را بازگو کنم . در ابتدای صنعت برق شبکه های کوچک برق تقسیم مورداستفاده بودندلیکن برق متناوب بدلیل سهولت تولید وانتقال به سرعت جانشین برق مستقیم گردید . بطوریکه میدانیم تولید انرژی الکتریکی امروزه در نیروگاههای بزرگ با راندمان بالا انجام میگیرد . بدلایل اقتصادی وفنی ولتاژ اکثر ناتورهابه حداکثر 20 کیلو ولت محدود است . بمنظور کاهش تلفات در انتقال انرژی به نقاط دور ولتاژ برق را با استفاده از ترانسفورماتور ها افزایش میدهند واز طریق شبکه بهم پیوسته به نقاط دور منتقل میکنند . در نزدیکی شهرها ولتاژ  را بکمک ترانسفورماتورها به حدود 63 کیلو ولت کاهش میدهند وخط 63 کیلو ولت بصورت حلقه ای شهر را دور میزنند . در نزدیکی مراکز بار ولتاژ را به 20کیلوولت یا 11 کیلو کاش میدهند که در پستهای توزیع به ولتاژ مصرفی 380 ولت تبدیل می شود در این فصل با پست توزیع شبکه های توزیع و مدارهای تک فاز و سه فاز آشنایی پیدا میکنیم.

پست توزیع خصوصی:

پست توزیع خصوصی را در مراکز بار قرار میدهیم تا طول خطوط برق رسانی تلفات انرژی وافت ولتاژ به حداقل ممکن برسد . ظرفیت پست وتعداد ترانسفورماتورها را بر اساس شبکه توزیع قدیمی در ولتاژ 11 کیلوولت کار می کردند.

امروزه در غالب شهر های بزرگ این شبکه ها به   20  تبدیل شده اند .

میزان بار ضریب اطمینان لازم قیمت اولیه هزینه تلفات انرژی از بین اندازه ها استاندارد معین می کنیم بمنظور کاهش دادن وسائل ذخیره یا رزرو یدکی در صورت امکان از ترانس های هم ظرفیت یکسان استفاده می شد. کارخانه ایران ترانسفور بسیاری از این اندازه های استاندارد را در ایران تولید می کند.

شبکه های برق رسانی:

توزیع برق از ثا نویه ترانسفور ماتور بوسیله خطوط هوایی کابلها زیرزمینی انجام می‌شود. در نقاط کم جمعیت بعلل اقتصادی خطوط هوایی مورد استفاده قرار می گیرند.

لیکن در نقاط پر جمعیت بعلل زیبای و ایمنی از کابل های زیرزمینی برای تغذیه بارهای صنعتی و خانه های مسکونی استفاده می شود توزیع زیرزمینی در حدوده 5 برابر توزیع هوایی هزینه دارد.

بطوریکه گفته شد مشترکینی که دارایی مصرف ریاد هستند بجای استفاده از شبکه توزیع ولتاژضعیف شهری برق در ولتاژ قوی ( 11هزار یا 20هزار ولت )خریداری می کنند و در پست خصوصی خود ولتاژ را کاهش می دهند.

در تغذیه بارهای کم اهمیت که قطع موقت برق آنها اشکال زیاد تولیدنمی کنند بعلل اقتصادی از شبکه های شعاعی که تنها از یکطرف تغذیه می شوند استفاده  می شود.

در این موارد هرگونه خطا در خط موجب قطع برق می شود.

بارهای مهمتر که در آنها قطع موقت برق حتی به مدت کوتاه قابل تحمل نیست از  شبکه های حلقه ای تغذ یه می شوند .

در این موارد در صورت وقوع خطا در یک قسمت شبکه می توان قسمت معیوب را قطع کرد بارها را ازیک طرف تغذیه کرد .محاسبات افت ولتاژ در شبکه ها به سهولت قابل انجام است

لزوم اصلاح ضریب توان:

یکی از مهمترین و بهترین کارهای که انجام گرفت و بنده از آن استفاده کردم اصلاح ضریب قدرت کارخانه ها بود . همانطوریکه در قسمت تئوری نیاز به اصلاح ضریب قدرت شبکه را فرا گرفته بودم در این دوره با قسمت عملی آن آشنا شدم و هردوی آنها را با هم مقا یسه کردم. نظر به این که بار سلفی  دارای جریان پس فاز است و توان راکتو مصرف میکند  در اکثر کارخانه ها از مو تو رهای  سه فاز و لامپهای فلورسنت مصرف  میشود  باعث افزایش توان راکتیو و در نهایت قدرت مصرفی  میشود . برای کاهش هزینه برق مصرفی بایستی از راکتورهای موازی استفاده میکردیم. با اندکی تجربه نسبت به کارهای قبلی و کارهای محاسباتی موفق به پیدا کردن خازن مورد نظر میشدیم و در تابلوهای کارخا نه وصل میکردیم . همانطور که میدانیم خازن جریانی از مدار میگیرد که بر خلاف خود القائ  نسبت به ولتاژ  تقدم فاز دارد . لذا با نصب خازن موازی با بار میتوان  مولفه  جریان آن را که نسبت به ولتاژ 90 درجه تاخیر فاز دارد خنثی کرد و به این ترتیب ضریب توان را به یک رساند و یا با حذف قسمتی از ان ضریب توان را به میزان دلخواه بهبود بخشید. بدیهی است اگر تعرفه یک قسمتی باشد اصلاح ضریب توان هزینه برق را کاهش نمیدهد . اگر تعرفه دو قسمتی باشد اصلاح ضریب توان هزینه جاری برق را کاهش میدهد لیکن چون نصب خازن خود مستلزم مخارجی هست و لازم هست هزینه برق و خازن توجه شود و اقتصادی ترین ضریب توان تعیین شود.

سیمهای عایق دار و کابلهای برق رسانی:

برای برق رسانی به نقاط مختلف از سیمها و کابلها استفاده می شود که در ساختمان آنها فلزات هادی جهت حمل جریان برق به نقاط مورد نظر و عایقهای مناسب بمنظور جلوگیری از نشت جریان به نقاط دیگر بکار گرفته می شود .

یک هادی با روکش عایق سیم روکش دار یا عایق دار نامیده می شود و در صورتیکه چند هادی عایق بندی شده در یک غلاف مشترک قرار گیرند این مجمووعه را کابل می‌نامیم . در برق رسانی هوایی از سیمهای بدون روکش استفاده می شود که سیم لخت نامیده می شوند . در این فصل می خواهم  به شرح آ‎نها بپردازم و نمونه هایی که استفاده می کردیم را باز گو کنم.

هادی های مورد استفاده در سیم ها و کابلها:

از بین فلزاتی که بعنوان هادی در ساختمان سیمها و کابلها مورد استفاده قرار می گیرند مس از همه معمول تر است . و معمولاً از مس با درجه خلوص بالاتر از 99.5 درصد استفاده می شود تا از فعل و انفعالات شیمیایی نا خالصیها جلوگیری بعمل آید .

مس در حرارت 20 درجه سانتیگراد مقاومت مخصوصی برابر 8-10*724/1 را اهم متر در مقبل جریان مستقیم از خود نشان می دهد . علاوه بر داشتن مقاومت الکتریکی کم ، مس در مقابل اثرات جوی مقاوم است و دارای استحکام مکانیکی مطلوب می باشد و بسهولت می توان آنرا به اشکال دلخواه در آورد .

فلز دیگری که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد آلومینیوم است که مقاومت مخصوص آن 65/1 برابر مس است و وزن مخصوص آن سه برابر کمتر از مس می باشد و قیمت آن نیز کمتر است . لیکن عوامل جوی بخصوص رطوبت روی آن تاثیرات سوء، نظیر خوردگی می گذارد و در اثر اکسیده شدن آن اکسید آلومینیوم حاصل که جسمی عایق است . استحکام مکانیکی المینییوم و نرمش آن برای قبول اشکال دلخواه بخوبی مس نیست با این دلایل المینییوم کمتر مورد استفاده قرار میگیرد .لیکن در سالهای اخیر بعلت افزایش سریع قیمت مس آلمینییوم بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد . در خطوط انتقال هوایی بعلت وزن و قیمت کمتر المینییوم بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد جهت استحکام مکانیکی این سیمها به دور سیمهای فولادی پیچیده میشود و یا الیاژی از آلمینییوم و فولاد مورد مورد استاده قرار میگیرد. در سالهای اخیر برای رفع مشکلات ناشی از حسساسیت آلمینییوم نسبت به عوامل جوی مانند رطوبت سیمهای آلمینییومی را به جدار نازکی از مس مجهز میکند .

در برق متناوب سیم بعلت خاصیت خود القائی و تقسیم غیر یکنواخت جریان در سطح مقطع سیم از مقدار آن برای برق مستقیم قدری بیشتر است.  میزان افزایش   مقاومت بستگی به فرکانس و ساختمان و اندازه سیم دارد .در فرکانس 50 سیکل ضریب افزایش برای سیم یک رشته ای 1.02 است که برای سیمهای افشان با تعداد رشته های زیاد تا 1.05 افزایش می یابد.

به طوری که میدانیم در سیمهای افشان  رشته ها بطور مار پیچ بهم تابیده میشوند و از طول رشته ها به اسنثناء رشته ای که در وسط آن قرار میگیرد از طول کابل با سیم عایقدار بیشتر است نظر به این که مقاومت را بر اساس طول سیم عایقدار با کابل محاسبه میکنیم برای محاسبات مقاومت واقعی استفاده از ضریبی برابر یک رشته ای تا 04/1 برای سیمهای افشان با رشته های زیاد ضروری است.

ساختمان سیم های عایقدار واندازه های استاندارد:

ولتاژ مورد استفاده در برق رسانی که مورد نظر مااست 220 ولت تک فاز و380 ولت سه فاز است که به فشار ضعیف معروف است. سیم های عایقدار فشار ضعیف ساختمان ساده ای مطابق شکل زیر دارند و از رشته های بهم تابیده تشکیل شده و روی آن عایق pvc  قرار می گیرد. سطح مقطع هادی طوری انتخاب میشود که بتواند جریان لازم را بدون افزایش درجه حرارت از حد مجاز  عبور دهد و ضخامت پی وی سی طوری انتخاب می شود که بتواند ولتاژ موجود را تحمل کند و همچنین دارای استحکام مکانیکی کافی باشد.

علائم و مشخصه کابلها:

 در استاندارد آلمانی که در ایران معمول شده است ساختمان کابلها با حروف  الفبا مشخص می شود  در این روش حروف اول جنس هادی مشخص می کند . N علامت مس و  NA علامت المینییوم است. حروف دوم عایق سیمها را مشخص میکند. 

Y علامت  پلاستیک و G علامت لاستیک است در صورتی که حرفی وجود نداشته باشد عایق کاغذ  R مورد نظر است. قسمت بعد معین کننده نوع علامت است    .  A غلاف بلاستیکیKL   غلاف سربی وغلاف آلمینییومی است. قسمت بعد مشخص کننده نوع زره است.B مشخص کننده سیم های فولادی و GB‌معین کننده سیم گالوانیزه است. با لا خره قسمت آخر جنس روپوش خارجی را مشخص می کند  در آن تعیین کننده الیاف گیاهی میباشد. در ذیل علائم چند کابل ولتاژ ضعیف در برق رسانی مورد استفاده را مثال می زنیم.

Nyy: کابل با هادی مس عایق و غلاف پلاستیکی

NAyy: کابل با هادی آلمینییوم عایق و غلاف پلاستیکی

NKBA: کابل با هادی  مس عایق کاغذ و غلاف سربو زره وروپوش خارجی الیاف گیاهی

جریان مجاز سیمها وکابلهای فشار ضعیف:

بطوری که میدانیم جریان برق در عبور از سیمها و کابلها ایجاد حرارت میکند که سبب افزایش درجه حرارت اجزاء تشکله آنها میباشد. در صورتی که این افزایش درجه حرارت ادامه یابد موجب خرابی عایقها می شود زیرا به طوری که دیدیم برای مثال حد اکثر درجه حرارت مجاز برای عایق پلاستیکی پی وی سی برابر 70 درجه سانتی گراد است. بنا برین برای حفاظت عایقها لازم است درحالت تعادل درجه حرارت آنها از حد اکثر مجاز تجاوز نگردد. لازمه ثابت ماندن درجه حرارت این است که حرارت تولید شده کلاً به محیط خارج منتقل گردد. انتقال حرارت به خارج از طریق هدایت  کنواکسیون و تشعشع صورت میگیرد و تابع درجه حرارت نهائی به درجه حرارت محیط ضریب انتقال حرارت مساحت و وضعیت سطح خارجی کابل و وضعیت استقرار آن می باشد. بنا براین جریان مجاز سیمها و کابلها که عامل ایجاد حرارت است به عوامل فوق بستگی داشته و مضافاً تابع سطح مقطع سیمها و مقاومت الکتریکی آنها بوده و تعیین دقیق آن انتقال حرارت مربوط می شود.

بطوري كه ميدانيم جريان برق در عبور از سيمها و كابلها ايجاد حرارت ميكند كه سبب افزايش درجه حرارت اجزاء تشكله آنها ميباشد. در صورتي كه اين افزايش درجه حرارت ادامه يابد موجب خرابي عايقها مي شود زيرا به طوري كه ديديم براي مثال حد اكثر درجه حرارت مجاز براي عايق پلاستيكي پي وي سي برابر 70 درجه سانتي گراد است. بنا برين براي حفاظت عايقها لازم است درحالت تعادل درجه حرارت آنها از حد اكثر مجاز تجاوز نگردد. لازمه ثابت ماندن درجه حرارت اين است كه حرارت توليد شده كلاً به محيط خارج منتقل گردد. انتقال حرارت به خارج از طريق هدايت كنواكسيون و تشعشع صورت ميگيرد و تابع درجه حرارت نهائي به درجه حرارت محيط ضريب انتقال حرارت مساحت و وضعيت سطح خارجي كابل و وضعيت استقرار آن مي باشد. بنا براين جريان مجاز سيمها و كابلها كه عامل ايجاد حرارت است به عوامل فوق بستگي داشته و مضافاً تابع سطح مقطع سيمها و مقاومت الكتريكي آنها بوده و تعيين دقيق آن انتقال حرارت مربوط مي شود.

تعيين مقاطع سيمهاي عايقدار و كابلها:

مقاطع سيمهاي عايقدار و كابلها توسط جريان مجاز و حد اكثر افت ولتاژ مجاز معين مي شود . جريان مجاز سيمها و كابلها و عوامل تعيين كنند ه آنرا ديديم و لذا به طوري كه خواهيم ديد انتخاب مقاطع صحيح بر اين اساس تنها مستلزم محاسبه جريان مدار و استفاده از جداول مربوط مي باشد. بار ها ي روشناءي در مكانهاي مسكوني و تجاري و ضعيتي عموماً از مدارهاي تك فاز تغذيه مي شوند . موتورهاي كوچك كه در وسايل خانگي مثل كولرها ماشين لباسشويي و ماشين ظرفشويي و يخچال و يخزن و چرخ گوشت و آب ميوه گيري و... مورد استفاده قرار ميگيرند تك فاز هستند بسياري از موتورها كه در وسايل الكتريكي مراكز تجاري مانند كولرها و آب سردكنها مورد استفاده قرار ميگيرند نيز تك فاز هستند موتورهاي بزرگ غالباً سه فاز هستند.

مدارهاي سه فاز:

بيشتر بارهاي صنعتي را موتورهاي القائي سه فاز بارتور قفسي تشكيل مي دهند البته در برخي موارد معدود نيز از موتورهاي برق مستقيم و موتورهاي سنكرون و يا موتورهاي القايي با روتور سيم پيچي استفاده بعل مي آيد . جريان خط يك موتور سه فاز در حالت كار در ظرفيت اسمي آن از قرار زير است :

J=W/VS*Vn*COS a

در رابطه بالا w توان اسمي موتور بر حسب وات ، v ولتاژ خط بر حسب ولت و j راندمان موتور COS a ضريب توان موتور است. راندمان بستگي ظرفيت موتور و سرعت آن دارد و موتورهاي بزرگتر با سرعت بيشتر داراي عقدار بزرگتري است. ضريب توان موتور نيز تابع قدرت و سرعت آن مي باشد. البته رابطه فوق جريان است در حالت كار بدست مي آيد ليكن به طوري كه ميدانيم بدست ميدهد ، ليكن بطوريكه مي دانيم جريان اينگونه موتورها در لحظه راه اندازي ممكن است5 تا 7 برابر اين مقدار باشد . جريان شروع براي مدت كمي برقرار است و سبب ايجاد حرارت زياد در سيمها نمي شود و لذا در محاسبه مقطع انشعاب در نظر گرفته نمي شود .

در برخي استانداردها بخصوص استاندارد آمريكائي ظرفيت انشعاب را تا 1.25 برابر جريان اسمي موتور اختيار مي كنند . اين عمل بعلت اينكه موتورها ممكن است براي مدتهاي محدود مقداري بار اضافي حمل كند انجام مي شود .

تعيين مقاطع سيمها و كابلها بر اساس افت ولتاژ مجاز :

بطوريكه مي دانيد ولتاژ استاندارد تك فاز و سه فاز در ايران به ترتيب 220 ولت و 380 ولت است .در صورتيكه ولتاژ از اين مقادير اسمي قابل ملاحظه افزايش يابد خرابيهائي در دستگاههاي برقي بوجود مي آورد . در صورتيكه از اين مقادير كاهش قابل ملاحظه اي يابد نيز مشكلات و اختلالاتي در دستگاهها بوجود مي آيد

در موتور هاي برقي توان موتور با مجذور ولتاژ متانسب است . در صورتيكه ولتاژ تغذيه يك موتور برقي 5 درصد از تعداد اسمي كاهش يابد ، توان موتور 10 درصد كم مي شود و در صورتيكه ولتاژ 10 درصد افت داشته باشد توان موتور 19 درصد كاهش مي‌يابد. در مورد لامپهاي رشته دار كاهش ولتاژ باندازه 5 درصد توان نوراني خروجي را 16 درصد كاهش مي دهد . دليل اين امر اينست كه با كاهش ولتاژ درجه حرارت كار لامپ شديداً كاهش مي يابد و نور توليد شده بستگي به درجه حرارت كار لامپ دارد . با توجه به نكات فوق روشن است كه در برق رساني بايد سعي شود از كاهش قابل ملاحظه ولتاژ جلوگيري بعمل آيد . البته افت ولتاژ را نمي توان بطور كامل از بين برد و لذا مقررات حداكثر افت ولتاژ مجاز را معين كرده اند . اين افت ولتاژ در مورد مدارهاي روشاني 4 درصد و در مورد مدارهاي تغذيه موتورها 6 در صد است .

معمولاً نيمي از اين افت ولتاژ را به شبكه توزيع و نيم ديگر را به سيم كشي داخلي اختصاص مي دهند .افت ولتاژ بعلت مقاومت ، ضريب خود القائي و ظرفيت خازن مدارها است . در خطوط برق رساني بخصوص در سيمهاي داخل لوله بعلت نزديكي سيمها رفت و برگشت بيكديگر اثرات القايي قابل صرفنظر مي باشد . بنابراين در محاسبات سيم كشي مقاومت سيمها در محاسبات وارد مي شود . در محاسبات خطوط برق رساني هوايي بعلت فاصله قابل ملاحظه بين سيمها مدار از اثر خود القائي نمي توان صرفنظر كرد .

ليكن به علت كوتاهي طول اثر خازني در اين موارد هم كوچك و قابل صرفنظر است .

وسائل كنترل و حفاظت:

براي اينكه استفاده از برق بطور صحيح وبا ايمني انجام شود اس تفاده از وسايل كنترل وحفاظت الزامي است . وسايل كنترل قطع ووصل مدارها را در هر زمان دلخواه امكان پذير است و وسايل كنترل در هنگام بروز خطر مدار را بطور خود كار قطع ميكند .

با افزايش ولتاژ و جريان اينگونه كليدها جوابگوي نيازمنديها نبوده و كليدهاي فاستبوي كه عمل قطع و وصل را با سرعت انجام ميدهند تكميل شده است . ساده ترين وسايل كنترل امروزي كليدهاي معمولي در مدار هاي روشنائي خانگي است . اين كليدها براي قطع و وصل بارهاي صنعتي كه جريانزياد مي كشند كافي نيست در اين موارد جاي خود را به كليدهاي بزگتر دو يا سه قطبي يا به كنتاكتورهاي و دژانكتورهاي سه قطبي مي‌دهند. به طور كلي عمل قطع و وصل كليد يا از طريق گراندان بازوي متحرك يااز طريق حركت دادن دسته كليد ويا از طريق وارد اوردن فشار بر ميله حامل كنتا كت متحرك انجام ميشود . چون باز كردن مدارهاي پيوسته با جرقه همراه است لازم است عمل قطع و وصل كليد با سرعت انجام شود و باين منظور كليدها بيك وسيلة مكانيكي مجهز هستند كه اين اعمال را با سرعت انجام ميدهد . در اين كليدهاي كوچك با عمل سريع كه در مكانهاي مسكوني يا تجاري براي كنترل جريانهاي كم مورد استفاده قرار مي‌گيرند جرقه مشكلاتي ايجاد نمي كند . ليكن كليد هاي بزرگ صنعتي كه براي كنترل جريانها بالا ساخته مي شوند معمولاَ به وسايلي جهت سرد كردن و از بين بردن جرقه مجهز هستند تا از بروز سوختگي در نقاط تماس كنتاكتها جلو كيري به عمل ايد.

كليدهاي برقي بايد استحكام الكتريكي كافي براي تحمل ولتاژ مدار وظرفيت كافي براي حمل جريان مداري را كه كنترل ميكنند دارا باشند . ابن بدان معنا است كه كليدها بايد مقاوم ساخته شوند .

ساده ترين وسايل حفاظت فيوزها هستند . فيوزهاي اوليه قطات سيمهاي سري بودند كه بطور متوالي با مدار قرار مي گرفت و در صورت ذوب به اطراف پرتاب ميشد كه خطراتي در بر داشت . فيوزهاي امروزه به حالت كمال رسيده ودر اماكن مسكوني و تجاري و صنعتي مورد استفاده قرار ميگيرند علوه بر فيوزهاي رله حرارتي رله الكترو مكانيكي و رله هاي القائي نيز مورد استفاده قرار ميگيرند كه به كنتاكتورها و ريز نكتورها فرمان قطع ميدهند .

كليدها

كليدهاي كنترل قطع و وصل خودكار

در وسايل خانگي و صنعتي و تجاري كليدهاي بسياري يافت ميشوند كه فرمان قطع خود را از سيستم يا وسيلة ديگري دريافت ميكنند و در نتيجه وسايل متصل به مداري را بطور اتوماتيك كنترل مي كنند . برخي انواع مهم اين كليدها را در ذيل تشريع ميكنيم .

كليدهاي ساعتي

اين كليدها براي قطع و وصل اتوماتيك مدارها در ساعت تعيين بكار گرفته ميشوند . برخي از اين مدارها نظير چراغهاي ويترينيها وچراغ خيابانها ميباشند . در انتخاب اين كليدها لازم است به جريان مدار وظرفيت كليد كه بر حسب آمپر داده مي شود توجه شود . اين كليدها ساختمانهاي مختلف دارند . در يك نوع ان از موتور كوچكي كه از نوع سنكرون انتخاب ميشود استفاده ميشودكه البته در صورت قطع برق از كار ميافتد . در نوع ديگر ساعت مجهز به فنر است كه توسط موتور برقي كوك مي شود ودر صورت قطع برق به كار خود ادامه ميدهد و دچار اختلال نميگردد . در وصل كليدهاي ساعتي حتما بايد فيوزي براي حفاظت موتور و فيوز ديگري براي حفاظت مدار به كار ميرود.

كليد هاي حرارتي

اين كليد ها از تغييرات درجه حرارت فرمان قطع و وصل مي گيرند ودر وسايلي مثل حرارت مركزي و يا يخچال مورد استفاده قرار مي گيرند و انواع مختلف دارند. نوع اول داراي يك بار يكه بي متال هستند كه از دو فلز با ضرايب انبساط مختلف تشكيل شده اند و در اثر حرارت خم مي شوند و به اين ترتيب اتصال الكتريكي را وصل يا قطع ميكند.

براي قطع و وصل سريع مدار و جلوگيري از جرقه و سوختگي محل اتصال از آهن ربايي استفاده مي شود كه نيروي مغناطيسي آن به بسته شدن سريع اتصال كمك مي كند.

كليد فشاري

اين كليد از تغييرات فشار و فزمان مي گيرند و براي كنترل موتورهاي كه تلمبه ها يا كمپروسورها را مي گردانند يا براي قطع تور بينهاي بزرگ در صورت كم شدن فشار روغن يا طا قها مورد استفاده قرار مي گيرند.

کلیدهای شناوری

این کلیداز شناوری که در سطح مايع قرار دارد، فرمان می گیرد و برای کنترل موتور پمپهایی که آب یا مایع دیگر به منبع ذخیره تلمبه می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. اگر سطح مايع از میزان یعنی باشد شناور اهرمی را به حرکت درمی آورد و کلید را می‌بندد و موتور شروع بکار می کند و یا پس از اینکه سطح بمیزان معین رسید کلید باز می شود و موتور متوقف می شود. وقتی که شناور در سطح مایع قرار می گيرد. بر اساس قانون ارشمیدس سبک می شود و نیروی وزنه براي باز کردن کلید کافی است و زمانیکه سطح آب پایین می رود وزن شناور از وزن وزنه ببیشتر می شود و کلید را می بندد.

کلید حدی

این کلید از حرکت برخورد ماشین یا وسایل متحرک به نقطه ثابتی فرمان می گیرد و حرکت آنها را کنترل می کند. این کلیدها در جراثقالها و آسانسورها در در مکانی که حداکثر تغییر مکان مجاز دستگاه را معین می کند نصب می شود و دستگاه در برخورد با دسته آن مدار قطع می کند و سبب توقف می گردد.

پریز و دوشاخه

پریزها و دوشاخه ها بانضمام سیمها یا کابلها قابل انعطاف برای تغذیه وسایل برقی که محل معینی ندارند و جابجا می شوند بکار گرفته می شوند. برق به ساکت ها یا پریزها که معمولاً روی دیوارها یا در کف اتاقها نصب می شود متصل می شود دوشاخه که وسیله برق متصل است. در داخل ساکت فرو بر ده و یا خارج می شود. بیشتر ساکتها و دوشاخه ها که در ایران مورد استفاده قرار می گیرد تنها دارای دو سیم فاز و نوترال و فاقد سیم ارت هستند. استفاده از این گونه پریزها و دوشاخه ها طبق ضوابط غالب کشورها و مقررات بین المللی جزء دو هر دو وسائلی که عایق دو پل دارند مجازی باشند. در انگلستان از پریزهای سه سوراخی و سه شاخه استفاده می شود که یک شاخه آن مربوط به سیم زمین است که به بدنه وسیله الکتریکی متصل می شود. در سایر کشورهای اروپایی دوشاخه مورد استفاده قرا رمی گیرد به سیم زمین را از طریق بدنه دوشاخه و سیم زمین پریز متصل می شود. بیشتر پریزهای امروزی به دریچه اطمینان مجهز هستند که وقتی دوشاخه را از آن بیرون می آورند سوراخهای پریز بسته می شود اتصال و اطفال نمی‌توانند چیزی در آن وارد کنند و به این ترتیب از بسیاری از خطرات احتمالی جلوگیری به عمل می آید. ساکتها و دوشاخه های خانگی معمولا برای جریان 10A ساخته می شوند و قطعه وسایل در ساکتها کوچک بوسیله داخل و خارج کردن دوشاخه در ساکت بدون استفاده از کلید مجاز است. در کاربردهای صنعتی از پریزها و ساکتهای بزرگتر با استحکام مکانیکی بیشتر استفاده می شود که برای قطع و وصل برق و کلید مجهز هستند.

کلید دوقطبي

گاهی در عمل لازم است که دو سیم مدار بطور همزمان قطع یا وصل می شود. نمونه این مدار مدارهای جریان مستقیم که در آنها معمولا هیچ کدام از سیمها نمی شوند و مقررات قطع و وصل میزان هر دوسیم را الزامی می داند. در برخی موارد خاص نیز بدلائلی سیم خنثی سیستم برق متناوب به زمین متصل نمی شود که در این صورت نیز سیم خنثی سیم برقرار محسوب می شود و قطع و وصل ان همزمان با سیم فاز الزامی است.

کلید فشار قوی

کلیدهایی که در این جا مورد بحث قرار می دهیم کلیدهای فشار ضعیف 380 ولت بوده است. در کلیدهای ولتاژ قوی مشکلات ناشی از جرقه از این ساختارها از این ساختمانهای ساده نمی توان استفاده کرد. در کلیدهای ولتاژ قوی باید سرعت قطع و وصل کلید را با استفاده از نیروی فنر بالا برد و همچنی برای سرد کردن و از بین بردن جرقه چاره ای اندیشید که برخی از روشهای آن استفاده از روغن، خلا در هوا یا گازهای فشرده مانند SF6 است.

در مواردیکه کلید جریان را قطع نمی کند و صرفاً برای قطع مدار بدون جریان بکلر می رود کلیدهای کاردی ساده را می بینیم که جداکننده یا قطع کننده یا ایزولاتور نامیده می شوند. کلیدهای ولتاژ قوی بصورت دیژنکتورها ساخته می شود.

لزوم حفاظت وسائل حفاظتی

سیمها و کابلها بسته به اندازه و نحوه نصب آنها و درجه حرارت قادرند جریان معینی را بدون ایجاد خطر حمل کنند که جریان مجاز نامیده می شود. در صورتیکه جریان بیشتر از جریان مجاز برای مدت قابل ملاحظه ای از سیم عبور کند حرارت اضافی تولید شده درجه حرارت سیم یا کابل را از حد مجاز بالاتر می برد که موجب خرابی عایق، اتصال کوتاه و ایجاد حریق می گردد. بنابراین لزوم یک وسیله حفاظتی که مانع افزایش جریان از حد مجاز می گردد روشن است. چون جریان مدار بوسیله بارهای متصل به مدار معین می‌شود وسیله حفاظتی نمی تواند درتنظیم جریان نقش ایفا کند و تنها می تواند در صورت افزایش جریان از حد مجاز مدار قطع کرده و به این ترتیب مانع خرابی سیم يا کابل گردد.

بعنوان مثالی دیگر از موتوری را در نظر بگیرید که زیر بار کامل جریانی را برابر 5 آمپر از منبع تغذیه می گیرد. این موتور حتماًً طوری طرح ریزی شده است که حرارت تولید شده در آن تحت شرایط کار درجه حرارت آنرا از حد مجاز افزایش نمی دهد و موتور می تواند ساعتهای متوالی بدون خطر زیر بار بکار ادامه دهد. در صورتیکه بار مکانیکی روی موتور بدلائلی افزایش یابد جریان موتور بالا مي رود ودرجه حرارت تولید شده ممکن است درجه حرارت موتور را از حد مجاز افزایش دهد و خطراتی برای موتور ایجاد کند. یک مشکل که برای موتورهای القائی اتفاق می افتد اینست که به علت روغن کاری نکردن بموقع یاطاقانها، محور موتورگیر می کند و پس از وصل کردن کلید موتور حرکت نمی نماید. در این وضعیت موتور جریانی در حدود 2 برابر جریان اسمی خود می‌کشد که سبب ایجاد حرکت زیاد می شود. درصورتیکه تحت این شرایط وسائل حفاظتی سریعاً عمل نکند و مدار موتور را قطع نکنند، موتور خراب خواهد سوخت. این مسائل حفاظتی شامل فیوزها و ریژنکتورها می باشند.

فیوزها

ساده ترین و دقیقترین وسایل حفاظتی فیوزهای هستند. فیوزها سیمهای از جنس بخصوص با سطح مقطع کوچک هستند که بطور متوالی در مدار برقی قرار می گیرند. اندازه سیم فیوز را طوری انتخاب می کنیم که جریان اسمی مدار را بدون ایجاد حرارت خارج از حد و ذوب شدن حمل کند و در صورتیکه بدلیل بار اضافی یا اتصال کوتاه جریان از حد مجاز افزایش یابد سیم فیوز گرم و بالاخره ذوب شده و مدار را قطع کند بار اضافی کم و کوتاه بمدت معمولاً به مدار و وسایل وارد نمی کند و لزومی به قطع مدار توسط فيوز نیست لیکن در مورد اتصال کوتاه فیوز باید سرعت عمل کرد و مدار را قطع کند.

قدرت قطع فیوزها

حداکثر جریانی را فیزو بدون آسیب رساندن به پایه و حامل خود می کند را قدرت قطع فیوز نامیده می شود و برحسب کیلوآمپر یا مگا ولت آمپر مشخص می کنیم. در انتخاب فیوز لازم است جریان اتصال کوتاه در محل استقرار فیوز محاسبه شود و فیوزی را که قدرت قطع لازم را دارا می باشد انتخاب شود.

استفاده از فیوزها برای محافظت

بطوری که دیده ایم ذوب فیوزها در اثر حرارت صورت می گیرد. میزان حرارت تولید شده در فیوز تابع مقدار جریان در مدت کوتاه و در جریانهای کم در زمانی بیشتر عمل می کند. صدماتی که به سیمها، کابلها و ادوات الکتریکی وارد می شود نیز بعلت حرارت است که به میزان جریان و مدت برقراری آن بستگی دارد. باین معنی که این وسائل می توانند جریانهای کم را برای مدت بیشتر و جریانهای زیاد را برای مدتی کوتاهتر بدون آسیب پذیری تحمل کنند. بنابراین ملاحظه می کنید که بعلت تطابق مشخصات فیوزها، خصوصیات حرارتی وسائل برقی فیوزها طبیعی ترین وسائل حفاظتی محسوب می شوند.

سیستمهای سیم کشی داخلی

در ابتدای صنعت برق سیمهای عایقدار را بدون هیچگونه حفاظی در روی دیوار و سقف نصب می کردند و از داخل دیوارها عبور می دادند. کلید، پریزها هم روی سطح دیوارها قرار می گرفت و اتصال برقی آنها نیز آشکار و در دسترس بود. با اینکه این سیستمهای غیر ایمن در کشورهای پیشرفته امروزی کاملاً مطرود است در ایران هنوز بسیاری از آنها موجود است. البته بطوریکه خواهیم دید برق کشی نباید لزوماً زیرکار یعنی درداخل لوله باشد و سیستم های روکار بشرط رعایت مقررات ایمنی لازم بدون اشکال می باشند.

کابلها و سیمهای عایقدار را که غلاف مناسب دارند می توان بدون حفاظت اضافی روکار با توکار مورد استفاده قرار داد لیکن سیمهای عایقدار بدون غلاف را لازم است جهت حفاظت در داخل لوله یا جاسیمی یا کانالهای مخصوص نصب کرد.

محافظت‌های کلی در سیستمهای سیم کشی

کلیه سیم های سیم کشی داخلی باید بعضی حفاظتهای لازن را تامین کنند که برای جلوگیری از تکرار در اینجا جمع آوری شده است:

محافظت علیه صدمات مکانیکی

کابها و سیم های روکار یا توکار باید طوری محافظت شوند که ضربات مکانیکی نتواننند آسیبی به آنها وارد کنند. سیم کشی روکار در معرض دید است و از ضربات مکانیکی غیرعمومی مصون است. سیم کشی توکار در معرض دید نیستند و بسهولت می‌توان در وقت میخ کوبیدن برای نصب یک تابلوی نقاشی سیم کابل را معیوب کرد که ممکن است با خطرات جانبی نیز همراه باشد. باین دلیل اغلب مقررات ایمنی برق رسانی مقرر می دارند که کابلها و سیمها بدون غلاف که توکار نصب می شوند بوسیله نصب در لوله حفاظت می شوند.

حفاظت علیه توسعه آتش و دود

غالباً برای عبوردادن سیمها از اطاقی به اطاق دیگر سوراخهایی در دیوارها با کف تعبیه می شود در تکمیل کار به زیابیی ظاهری کفایت می شود و سوراخها را بطور موثر پر نمی کنند. از این رو آتش سوزی می توان به سهولت به اطاقهای دیگر سرایت کند و لازمست که این گونه سوراخها با همان مواردی که در ساختمان دیوارها بکار رفته است کاملاً پر شود. باین ترتیب آتش سوزی احتمالی که در یک اطاق به وقوع می پیوندد نمی تواند بسولت به اتاقهای دیگر ساختمان سرایت کند. همچنین آتش و حرارت می تواند به سهولت از داخل لوله ها، کانالها یا جاسیمیها از اطاقی به اطاق دیگر برسد و لازم است در مکانهایی که این وسائل از دیوارها یا کف عبور می کنند با قراردادن موانعی که در مقابل آتش مقاوم باشند مانع پیشرفت آتش شویم.