کات اوت یا همان کات اوت فیوز چیست و چه کاربردی دارد؟

کات اوت در سیستم های توزیع برق فشار متوسط کاربرد دارد

کات‌اوت فیوز یا فیوز قطع‌کننده، وسیله‌ای است که برای جدا کردن سریع بخش‌هایی که دچار خطا شده‌اند از سایر بخش‌های سیستم استفاده می‌شود. این وسیله در شبکه‌های فشار متوسط (بین 1 تا 33 کیلوولت) به کار می‌رود. در ادامه این مقاله از ، به معرفی کات‌اوت و کاربرد آن خواهیم پرداخت.

در سیستم توزیع برق، کات اوت فیوز (یا فیوز قطع‌کننده) ترکیبی از یک فیوز و یک کلید است که در خطوط هوایی تغذیه اولیه و انشعابات آن به کار می‌رود تا ترانسفورماتورهای توزیع را از افزایش ناگهانی جریان (جریان هجومی) و اضافه بار محافظت کند.

هر گونه جریان اضافه ناشی از خطا در ترانسفورماتور یا مدار مشترکین، باعث ذوب شدن فیوز و باز شدن قابل مشاهده کلید شده و در نتیجه ترانسفورماتور از خط جدا می‌شود. این وسیله همچنین می‌تواند توسط خط‌کاران برق و با ایستادن روی زمین و استفاده از یک میله عایق بلند به نام هات استیک به صورت دستی باز شود.

تعویض کات اوت فیوز باید با احتیاط کامل و با استفاده از ابزار مناسب انجام شود

کاربرد و وظایف کات‌اوت فیوزها 

کات‌اوت فیوزها یا فیوز قطع‌کننده، تجهیزاتی هستند که در سیستم‌های توزیع برق فشار متوسط (بین 1 تا 33 کیلوولت) کاربرد دارند و وظایف مهمی را در این سیستم‌ها ایفا می‌کنند.

مهم‌ترین کاربردها و وظایف کات‌اوت فیوزها عبارتند از:

• حفاظت از ترانسفورماتورها: کات‌اوت فیوزها با قطع کردن جریان در هنگام بروز اضافه بار یا اتصال کوتاه، از آسیب دیدن ترانسفورماتورها که اجزای گران‌قیمت و مهمی در سیستم توزیع برق هستند، محافظت می‌کنند.

• ایزوله کردن خطا: در صورت بروز خطا در یکی از بخش‌های سیستم توزیع، کات‌اوت فیوز مربوطه آن بخش را جدا می‌کند و از گسترش خطا به سایر بخش‌ها جلوگیری می‌نماید. این امر به حفظ پایداری شبکه و جلوگیری از خاموشی‌های گسترده کمک می‌کند.

• نمایش وضعیت مدار: کات‌اوت فیوزها با داشتن نشانگرهای بصری، وضعیت مدار را به اپراتورها نشان می‌دهند. به عنوان مثال، در صورت عمل کردن فیوز، نشانگر بصری کات‌اوت فیوز مربوطه باز می‌شود و اپراتور را از بروز خطا آگاه می‌کند.

کات اوت فیوزها در انواع مختلفی موجود هستند

انواع کات اوت ها 

در اکثر سیستم‌های توزیع برق ایالات متحده، تقریباً از سه نوع کات اوت استفاده می‌شود: قابل تعویض (Interchangeable)، قطع کننده بار (Loadbreak) یا شکست لینک (Linkbreak).

1. کات اوت قابل تعویض (Interchangeable):

این نوع، رایج ترین نوع کات اوت است و تقریباً تمامی تولیدکنندگان عمده کات اوت، مدل قابل تعویض را نیز تولید می کنند. قابلیت تعویض به این معناست که نگهدارنده فیوز از یک سازنده با پایه فیوز از سازنده دیگری قابل استفاده است. این ویژگی برای اکثر شرکت های برق مطلوب است زیرا به آنها اجازه می دهد تا به راحتی خطوط را سرویس کنند و نگران تطابق نگهدارنده فیوز جایگزین با پایه فیوز سازنده خاص آن نباشند.

2. کات اوت قطع کننده بار (Loadbreak):

این نوع، دومین کات اوت رایج است. در حالی که قابلیت تعویض بین تولیدکنندگان مختلف در این نوع وجود ندارد، ایمنی و سهولت استفاده بیشتری را نسبت به نوع قابل تعویض ارائه می دهد. کات اوت قطع کننده بار به راحتی با داشتن محفظه بزرگ خاموش کننده قوس (arc-chute) قابل تشخیص است. 

این محفظه، امکان باز کردن کات اوت در مدار زنده بدون نیاز به ابزار خاصی را فراهم می کند.

به طور معمول، هنگام باز کردن یک کات اوت زنده، با باز شدن کنتاکت ها، قوس الکتریکی بزرگی ایجاد می شود. (احتمالا جرقه های کوچکی را که هنگام جدا کردن سریع دو شاخه یک فن یا جاروبرقی روشن دیده اید، نمونه کوچکی از این قوس است.)

محفظه خاموش کننده قوس، با مهار کردن قوس، کاربری ایمن تری را برای کات اوت فراهم می کند.

3. کات اوت شکست لینک (Linkbreak):

این نوع، کمترین کاربرد را دارد اما کاربری آسانی را نیز ارائه می دهد. این کات اوت ها دارای یک ویژگی اضافی روی نگهدارنده فیوز هستند. اکثر تولیدکنندگان کات اوت و نگهدارنده فیوز شکست لینک ادعا می کنند که نگهدارنده فیوز آنها را می توان با هر پایه فیوز قابل تعویضی نصب کرد. قابلیت شکست لینک این امکان را به خط‌کار خطوط برق (lineman) می دهد تا به صورت دستی فیوز داخل نگهدارنده را بشکنند.

در حالی که این کار باعث از بین رفتن لینک فیوز می شود، اما به باز کردن کات اوت بدون استفاده از ابزارهای خاص و بدون ایجاد قوس خطرناک در حالت بدون انرژی (de-energized) اجازه می دهد.

اجزای اصلی کات اوت فیوز شامل بدنه، نگهدارنده فیوز و فیوز می باشد

اجزای تشکیل دهنده کات اوت و فیوز

یک مجموعه کات اوت و فیوز از سه جزء اصلی تشکیل شده است:

• بدنه کات اوت: بدنه کات اوت یک قاب باز است که نگهدارنده فیوز و یک عایق چینی یا پلیمری شیاردار را نگه می دارد. این عایق، قسمت های رسانای مجموعه را از تکیه گاه (که عایق روی آن نصب می شود) از نظر الکتریکی ایزوله می کند.

• نگهدارنده فیوز: نگهدارنده فیوز، که همچنین به عنوان "لوله فیوز" یا "درب" شناخته می شود، یک لوله عایق است که حاوی عنصر قابل تعویض فیوز می باشد. هنگامی که فیوز داخل آن ذوب می شود ("می سوزد")، مدار را باز می کند و نگهدارنده فیوز از تماس بالایی خارج شده و از یک لولا در انتهای پایین آن آویزان می شود. این نگهدارنده فیوز آویزان، نشانگر قابل مشاهده ای از عمل کردن فیوز و اطمینان از باز بودن مدار را ارائه می دهد. همچنین می توان با استفاده از یک "هات استیک" (میله عایق بلند) نگهدارنده فیوز را به صورت دستی باز کرد. نگهدارنده فیوز معمولاً از یک لوله فایبرگلاس با پوشش و نقاط تماس فلزی ساخته شده است. با گذشت زمان، پوشش روی فایبرگلاس خراب می شود و لوله فایبرگلاس شروع به "پوسته پوسته شدن" می کند. این لوله ابتدا به رنگ صورتی شروع می شود، سپس سفید می شود و در نهایت الیاف شیشه ای را "ریخته" می کند.

• عنصر فیوز یا "لینک فیوز": قابل تعویض ترین قسمت مجموعه است که در صورت عبور جریان الکتریکی از مقدار جریان نامی آن، ذوب شده و مدار را قطع می کند. انواع مختلفی از عناصر فیوز برای کاربردهای گوناگون وجود دارد، مانند فیوز نوع T که به عنوان "فیوز دیرقطع" شناخته می شود و برای انشعابات (فرعیات) استفاده می شود. ممکن است به جای نگهدارنده فیوز، یک تیغه جامد جایگزین شود تا مجموعه نگهدارنده فیوز فقط به عنوان کلید استفاده شود.

مزایای استفاده از کات‌اوت فیوزها

• قابلیت اطمینان بالا: کات‌اوت فیوزها از ساختاری ساده و مستحکم برخوردارند و در شرایط مختلف آب و هوایی به طور قابل اعتمادی عمل می‌کنند.

• عملکرد سریع: کات‌اوت فیوزها در هنگام بروز خطا به سرعت عمل می‌کنند و از گسترش آسیب جلوگیری می‌کنند.

• هزینه کم: کات‌اوت فیوزها در مقایسه با سایر تجهیزات حفاظتی، از قیمت مناسب‌تری برخوردار هستند.

• سهولت نصب و نگهداری: نصب و نگهداری کات‌اوت فیوزها به سادگی انجام می‌شود.

کات اوت فیوزها از مزایای متعددی برخوردار هستند

سوالات متداول درباره کات اوت

1. نکات ایمنی در هنگام کار با کات اوت فیوزها چیست؟

قبل از هرگونه کار با کات اوت فیوز، باید از قطع بودن جریان برق اطمینان حاصل کرد.

برای کار با کات اوت فیوزها باید از تجهیزات حفاظتی مناسب مانند دستکش عایق و عینک ایمنی استفاده کرد. در هنگام باز و بسته کردن کات اوت فیوز، باید از احتیاط کامل برخوردار بود و از اعمال هرگونه ضربه یا فشار به آن خودداری کرد.

2. عمر مفید کات اوت فیوز چقدر است؟

عمر مفید کات اوت فیوزها به عوامل مختلفی از جمله کیفیت ساخت، شرایط محیطی و تعداد دفعات عمل کردن آنها بستگی دارد. به طور کلی، عمر مفید کات اوت فیوزها بین 10 تا 20 سال تخمین زده می شود.

3. در چه شرایطی باید کات اوت فیوز را تعویض کرد؟

در صورت مشاهده هر یک از موارد زیر، باید کات اوت فیوز را تعویض کرد:

آسیب دیدگی فیزیکی کات اوت فیوز ، عمل کردن مکرر فیوز، عدم عملکرد صحیح نشانگرهای بصری ، اتمام عمر مفید کات اوت فیوز

4. تعویض کات اوت فیوز باید توسط چه کسی انجام شود؟

تعویض کات اوت فیوز باید توسط افراد متخصص و آموزش دیده در زمینه برق فشار متوسط انجام شود.

5. آیا می توان از کات اوت فیوز در مصارف خانگی استفاده کرد؟

کات اوت فیوزها برای استفاده در سیستم های توزیع برق فشار متوسط طراحی شده اند و برای مصارف خانگی مناسب نیستند. در مصارف خانگی از فیوزهای مینیاتوری یا فیوزهای کارتریجی استفاده می شود.

سخن آخر

کات‌اوت فیوزها نقش مهمی در سیستم‌های توزیع برق فشار متوسط ایفا می‌کنند و با حفاظت از ترانسفورماتورها، ایزوله کردن خطاها و نمایش وضعیت مدار، به حفظ پایداری و امنیت شبکه برق کمک می‌کنند. انتخاب نوع مناسب کات اوت فیوز و نصب و نگهداری صحیح آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله سعی شد تا به طور جامع به معرفی کات اوت فیوزها، انواع، وظایف، مزایا، نکات ایمنی و سوالات متداول مربوط به آنها پرداخته شود. امید است که این اطلاعات برای شما مفید بوده باشد.

گردآوری:بخش دانش کسب و کار