علل سوختن دسته کات اوت فیوز و راه های پیشگیری از آن

چکیده :
در این مقاله ضمن بررسی مشخصات فنی استاندارد کات اوت فیوز عوامل موثر در ایجاد اشکال در کات اوت فیوز خصوصا دسته کات اوت مورد بررسی قرار گرفته و سپس راه های مقابله با این عوامل و پیشگیری از صدمات وارده به کات اوت ارایه می گردد.خصوصا در بخش طراحی و سرویس و نگهداری با اختصاص وقت کمی می توان از صدمات زیادی پیشگیری نمود و بخشی از مشکلات نیز به تولید این تجهیز بر می گردد که می توان با رعایت استاندارد ساخت این تجهیز و نظارت دقیق آن در بهبود کیفیت ساخت کات اوت فیوز نقش موثری ایفا نمود.
مقدمه :
با توجه به کاربرد وسیع کات اوت فیوز در شبکه های توزیع جهت قطع و وصل ترانسفورماتورها و در برخی مواقع قطع و وصل سکشن ها اهمیت این کلید غیر قابل قطع زیر بار ( بدون استفاده از تجهیزات اضافی ) را در شبکه های توزیع دوچندان می نماید. گستردگی کاربرد این کلید بدلیل سهولت نسب روی انواع پایه ها و ارزانی به نسبت کلید های قدرت ( بریکر circuit  breaker  ) سبکی و سهولت سرویس و نگهداری این کلید می باشد .
تعاریف :
کات اوت فیوز عبارت از کلیدی غیر قابل قطع زیر بار متشکل از سه قسمت اصلی می باشد.
1- ایزولاتور
2- کنتاکتها
3- فیوزگ بر ( دسته کات اوت )
4- فیوز لینک
ایزولاتور :
به عنوان نگهدارنده کنتاکتها و جهت عایق نمودن کنتاکتهای برقدار از استراکچر فلزی بکار می رود که به لحاظ شرایط مختلف محیطی و سطح ولتاژ شبکه محل بکار برد کات اوت می بایستی از فاصله خزشی و جرقه مناسب بر خوردار باشد. نوع ایزولاتور از نظر جنس شامل مواد پرسلینی و کمپوزیت می باشد. چسب سیمان بکار رفته در ایزولاتور برای نصب قلاب اتصال و نگهدارنده کات اوت به کراس آرم از اهمیت زیادی بر خوردار است و عدم دقت در اتصال این قلاب ایزولاتور در برخی موارد موجب ضعف این نقطه و شکستگی ایزولاتور گردیده است.

کنتاکتها :
کنتاکتهای این کلید بدلیل نحوه کاربرد آن در شبکه هوایی و مکانیزم به خصوص قطع و وصل آن که با چوب استیک قلاب دار انجام می شود دارای کنتاکت لوله یی در پایین و گوی و تسمه مسی فنر دار در بالا می باشد.
فیوز گیر ( دسته کات اوت )
این قسمت از کات اوت که آسیب پذیرترین قسمت کلید می باشد از لوله فایبر گلاس که در دو انتهای خود تامین کننده ی اتصالات لوله ای و نیمکره رزوه دار جهت برقداری مدار الکتریکی می باشد، به علت قرار گرفتن فیوز لینک در درون این لوله و جرقه و شعله ایجاد شده در هنگام اتصال کوتاه و خطاها می بایستی تحمل گرما و انفجار ناشی از سوختن فیوز و حرکت ناشی از گازهای اشتعال سریع را داشته باشد لذا تمهیدات لازم جهت پیشگیری از این موضوع بایستی اندیشه شود.
فیوز لینک :
این قسمت شامل فیوز لینک است که در اثر اضافه جریان، ذوب شده موجب قطع مدار می شود و پس از هر بار عمل کرد می بایستی جایگزین شود. فیوز لینک شامل یک روکش کاغذی استوانه ای است که بایستی آغشته به یک ماده خاموش کننده جرقه باشد.
مشخصات فنی :
1- مشخصه جریان _ زمان :
این مشخصه بیانگر زمان پیش جرقه یا زمان عملکرد به عنوان تابعی از جریان مورد انتظار می باشد که به صورت یک منحنی نمایش داده می شود.
2- استقامت عایقی :
عبارت از تحمل عایق ایزولاتور در مقابل اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه یا ولتاژ نامی شبکه در شرایط آلودگی محیطی و ارتفاع محل نصب می باشد که البته این استقامت بایستی ضمن تست های کارخانه ای و نوعی تایید شده باشد.
3- استقامت حرارتی :
عبارت از تحمل قطعات در مقابل تغییرات دما ، اشعه ماورإ بنفش و حداکثر درجه تابش خورشید می باشد ضمن این که حداقل دمای هوای محیط نیز در سنجش میزان مقاومت قطعات یک عامل اساسی است.
4- استقامت مکانیکی :
عبارت از پایداری مکانیکی قطعات در هنگام قطع و وصل دستی به تعداد دفعات توصیه شده و در مقابل حداکثر سرعت باد ، بار زلزله و نیروی دینامیکی ناشی از اتصال کوتاه می باشد.

5- استقامت در برابر شرایط محیطی :
5-1 جانوران و گیاهان
الف- عبارت از تجهیز کات اوت به یراق آلاتی است که نشستن یا لانه کردن پرندگان کوچک یا بزرگ پیشگیری نماید.
ب- استقامت در مقابل پوسیدگی ، خشکیدگی و قارچ زدن ایزولاتور از طریق لعاب کاری ، روکش محافظ و سایر وسایل موثر حاصل می شود. به تازگی استفاده از ایزولاتورهای سیلیکون رابر تا حد زیادی مشکل لعاب کاری را حل نموده است.
5-2 خوردگی :
از خصوصیا کات اوت ، ضد زنگ ، خوردگی و فرسایش با استفاده مواد مقاوم در قسمت های مختلف می باشد که بایستس در قسمت های فلزی غیر حامل جریان از فولاد گالوانیزه گرم طبق استاندارد ASTM-3
A15 ، در قسمت های فلزی حامل جریان از مس الکتریکی خالص ، در کنتاکتهای ثابت و متحرک آلیاژ مس با روکش ضخیم نقره ، در یراق آلات فیوز گیر ( دسته کات اوت ) از برنز ریخته گری با قابلیت هدایت بالا ، در فنر های پشت کنتاکتها و ضامن از فولاد ضد زنگ ، در کلمپهای ابتدا و انتها از برنز ریخته گری،
در پیچ ها و مهره ها و واشر ها و تسمه های فولادی ابتدا ، انتها و وسط از فولاد گالوانیزه گرم استفاده  می   شود. 
علت های اصلی انفجار دسته کات اوت :
با توجه به آنچه در مورد مشخصات فنی کات اوت بیان شد هر گونه از موارد فوق و یا عدم تطابق تمهیدات مورد نظر با استانداردهای جهانی و ملی می تواند موجب اشکالاتی در کاتو اوت شود ضمن اینکه عدم بهره برداری و نگهداری صحیح کات اوت نیز از علل مهم کاهش عمر این تجهیز می باشد.
اما به نظر می رسد عوامل اصلی را می توان به سه دسته تقسیم بندی نمود :
1- عوامل فنی در ساخت
2- عوامل طراحی شبکه
3- عوامل بهره برداری و نگهداری
عوامل فنی در ساخت :
از جمله عوامل فنی که می تواند موجب ضعف دسته کات اوت شود به شرح زیر است :
- عدم به کار گیری کاغذ آغشته به مواد خاموش کننده جرقه در فیوز لینک
- عدم دقت در ساخت لوله حامل فیوز به صورت مخروطی شکل
- عدم به کار گیری میله کوتاه کننده در تجهیز فیوز لینک

- عدم مرقوبیت فنر کنتاکت بالایی و کاهش فشار این کنتاکت پس از گذشت مدتی تحت بار نامی به دلیل گرم شدن
- استفاده از مواد نا مرغوب در لوله حامل فیوز و ضعف در مقابل اشعه UV