کابل یک یا چند هادی (تک یا چند رشته ای) است به طوری که هرهادی به وسیله عایق واحد عایق کاری گردیده و مجموعه هادی‌ها در داخل یک و یا چند پوشش اضافی از مواردی با جنس‌های مختلف قرار گرفته باشد.
در هر کابل ولتاژ روی سطح آخرین عایق از هادی نسبت به زمین صفر ولت و ولتاژ در روی سطح هادی نسبت به زمین برابر با ولتاژ فازی و ولتاژ بین دو هادی در کابلهای چند هسته‌ای یا تک هسته ای، دو و چند تایی موازی هم، ولتاژ خط میباشد. در ادامه با شیلد کابل بیشتر آشنا می‌شوید.
پوشش محافظ (شیلد) کابلهای الکتریکی، از به وجود آمدن میدان الکتریکی بین یک هادی با هادی‌های دیگر جلوگیری میکند و برای کابلهای با روکش، غیر فلزی در مدارهای با ولتاژهای بالای ۲۰۰۰ ولت (کابلهای تک هادی) و ۵۰۰۰ ولت (کابلهای چند هادی)، کابلهای کنترل و کابلهای سیگنال‌های صوتی و تصویری به کار می‌رود.شیلد باید از فشار بیش از حد ولتاژ میان هادی‌ها جلوگیری کند و همچنین به عایق چسبیده باشد و در هر شرایطی پایداری خود را حفظ کند.
کابلهای نصب شده در لوله‌های غیر فلزی و فلزی، مستهلک میشوند که استفاده از شیلد تا حدودی مانع از آن میشود. همچنین در سطح کابلهای فاقد شیلد به دلیل امکان وجود لایه‌ای نمناک یا پوشیده از دوده، گریس‌ها یا چربی ها، احتمال انتقال ولتاژ وجود دارد. برای کابلهای که مستقیما در زیر زمین و یا در مجرا‌ها و کانال‌های غیر فلزی به کار رفته اند استفاده از پوشش محافظ (شیلد) مفید میباشد.
در استفاده از شیلد باید به نکات زیر توجه کرد:
۱: شیلد باید سراسر عایق را بپوشاند و در هیچ جای آن گسستگی وجود نداشته باشد.
۲: انتهای شیلد و نقطه اتصال آن به مفصل باید با یک شیوه مناسب طوری که تحت فشار نباید نصب شود.
۳: در مفصل‌های عایق باید شیلد طوری نصب شود که اتصال ولتاژ در سراسر شیلد فلزی برقرار باشد.
۴: شیلد روی کابل باید در یک یا چند نقطه (هرجا که امکان پذیر باشد) به زمین متصل باشد. اتصال سیم انعطاف پذیر زمین و یا زنجیر با مقاومت کم به شیلد، کارایی آن را تضمین میکند. ۵: شیلد می‌تواند به عنوان غلاف هم به کار می‌رود.
اهداف کاربرد شیلد در کابل‌ها
۱: محافظت از کابل‌ها در مقابل تکان‌های شدید و کاهش خطر
۲: حفظ مقاومت دی الکتریک و جلوگیری از جهش پوستی غلاف کابل به زمین
۳: توزیع یکنواخت فشارهای الکتریکی در سراسر عایق و کاهش فشار در متراژ زیاد
پوشش محافظ (شیلد) کابلهای الکتریکی، از به وجود آمدن میدان الکتریکی بین یک هادی با هادی‌های دیگر جلوگیری میکند و برای کابلهای با روکش، غیر فلزی در مدارهای با ولتاژهای بالای ۲۰۰۰ ولت (کابلهای تک هادی) و ۵۰۰۰ ولت (کابلهای چند هادی)، کابلهای کنترل و کابلهای سیگنال‌های صوتی و تصویری به کار می‌رود.شیلد باید از فشار بیش از حد ولتاژ میان هادی‌ها جلوگیری کند و همچنین به عایق چسبیده باشد و در هر شرایطی پایداری خود را حفظ کند. کابلهای نصب شده در لوله‌های غیر فلزی و فلزی، مستهلک میشوند که استفاده از شیلد تا حدودی مانع از آن میشود.
همچنین در سطح کابلهای فاقد شیلد به دلیل امکان وجود لایه‌ای نمناک یا پوشیده از دوده، گریس‌ها یا چربی ها، احتمال انتقال ولتاژ وجود دارد. برای کابلهای که مستقیما در زیر زمین و یا در مجرا‌ها و کانال‌های غیر فلزی به کار رفته اند استفاده از پوشش محافظ (شیلد) مفید میباشد.
در استفاده از شیلد باید به نکات زیر توجه کرد:
۱: شیلد باید سراسر عایق را بپوشاند و در هیچ جای آن گسستگی وجود نداشته باشد.
۲: انتهای شیلد و نقطه اتصال آن به مفصل باید با یک شیوه مناسب طوری که تحت فشار نباید نصب شود.
۳: در مفصل‌های عایق باید شیلد طوری نصب شود که اتصال ولتاژ در سراسر شیلد فلزی برقرار باشد.
۴: شیلد روی کابل باید در یک یا چند نقطه (هرجا که امکان پذیر باشد) به زمین متصل باشد. اتصال سیم انعطاف پذیر زمین و یا زنجیر با مقاومت کم به شیلد، کارایی آن را تضمین میکند. ۵: شیلد می‌تواند به عنوان غلاف هم به کار می‌رود.
اهداف کاربرد شیلد در کابل‌ها
۱: محافظت از کابل‌ها در مقابل تکان‌های شدید و کاهش خطر
۲: حفظ مقاومت دی الکتریک و جلوگیری از جهش پوستی غلاف کابل به زمین
۳: توزیع یکنواخت فشارهای الکتریکی در سراسر عایق و کاهش فشار در متراژ زیاد
۴: مطابقت محدوده ولتاژ با میدان الکتریکی کابل‌ها
۵: محافظت از کابلهای که در مکان‌های مرتفع نصب شده اند یا در مقابل عوامل القایی می‌باشند.
۶: محدود کردن تداخل‌های رادیویی
۷: کم کردن خطر شوک : در صورتی که کابل‌ها به زمین متصل نشده باشند خطر شوک افزایش پیدا میکند.
کابلهای ترکیبی معمولا از یک زوج برق و یک کابل کواکسیال RG۵۹ ترکیبی تشکیل شده اند در حال حاضر کابلهای کواکس RG۶ و… در بازار وجود ندارد.
سیستم‌های مداربسته برای انتقال تصاویر به انواع مختلفی از کابلهای مخصوص نیاز دارند. همچنین برای تامین انرژی الکتریکی آنها نیز باید از کابل برق استفاده کرد. کابلهای ترکیبی نوعی از کابلهای مورد استفاده در بسترسازی دوربین‌های مداربسته هستند .
معمولا بهتر است از کابلهای ترکیبی در ساختمان‌ها و ادارات بزرگ استفاده نکنید. این کابل‌ها اغلب برای مکان‌هایی با متراژ کم مناسب هستند. زیرا حداکثر طول کابل کشی با استفاده از نوع مرغوب و تمام مس این کابل‌ها ۶۰ الی ۷۰ متر است و با توجه به تجربه عملی، عملکرد و کارایی شان در متراژ‌های بیشتر کاهش می‌یابد.
جنس فلز بکار رفته در کابل ترکیبی
در هنگام خرید باید به این نکته توجه کنید که اگر می‌خواهید بیشترین بازدهی را از کابل کشی خود داشته باشید از کابلهای ترکیبی تمام مس استفاده نمایید. البته کابلهای آلومینیومی نیز تا مسافت ۲۰ متر جوابگو هستند.
مزایا و معایب کابلهای ترکیبی
از جمله محاسن کابلهای ترکیبی سهولت کابل کشی در آنهاست. شما با استفاده از این نوع کابل‌ها دیگر نیازی به کابل کشی جداگانه برای تغذیه دوربین‌ها نیاز ندارید که این امر در کاهش هزینه‌های شما نیز موثر است. تنها اشکال موجود در استفاده از این کابل‌ها برد کم آنهاست و همانطور که در بالا نیز اشاره شد معمولا تا برد ۶۰ الی ۷۰ متر عملکرد خوبی دارند.
انواع کابل ترکیبی
کابل ترکیبی با مغزی مس، شیلد آلومینیوم، برق آلومینیوم
کابل ترکیبی با مغزی مس، شیلد مس، برق آلومینیوم
کابل ترکیبی با مغزی مس، شیلد مس، برق مس
کابلهای ترکیبی معمولا از یک زوج برق و یک کابل کواکسیال RG۵۹ ترکیبی تشکیل شده اند در حال حاضر کابلهای کواکس RG۶ و… در بازار وجود ندارد.
سیستم‌های مداربسته برای انتقال تصاویر به انواع مختلفی از کابلهای مخصوص نیاز دارند. همچنین برای تامین انرژی الکتریکی آنها نیز باید از کابل برق استفاده کرد. کابلهای ترکیبی نوعی از کابلهای مورد استفاده در بسترسازی دوربین‌های مداربسته هستند .
معمولا بهتر است از کابلهای ترکیبی در ساختمان‌ها و ادارات بزرگ استفاده نکنید. این کابل‌ها اغلب برای مکان‌هایی با متراژ کم مناسب هستند. زیرا حداکثر طول کابل کشی با استفاده از نوع مرغوب و تمام مس این کابل‌ها ۶۰ الی ۷۰ متر است و با توجه به تجربه عملی، عملکرد و کارایی شان در متراژ‌های بیشتر کاهش می‌یابد.
جنس فلز بکار رفته در کابل ترکیبی
در هنگام خرید باید به این نکته توجه کنید که اگر می‌خواهید بیشترین بازدهی را از کابل کشی خود داشته باشید از کابلهای ترکیبی تمام مس استفاده نمایید. البته کابلهای آلومینیومی نیز تا مسافت ۲۰ متر جوابگو هستند.
مزایا و معایب کابلهای ترکیبی
از جمله محاسن کابلهای ترکیبی سهولت کابل کشی در آنهاست. شما با استفاده از این نوع کابل‌ها دیگر نیازی به کابل کشی جداگانه برای تغذیه دوربین‌ها نیاز ندارید که این امر در کاهش هزینه‌های شما نیز موثر است. تنها اشکال موجود در استفاده از این کابل‌ها برد کم آنهاست و همانطور که در بالا نیز اشاره شد معمولا تا برد ۶۰ الی ۷۰ متر عملکرد خوبی دارند.
تجهیزات پسیو شبکه آن بخش هایی از شبکه کامپیوتری می باشد که وظیفه انتقال داده در شبکه را به عهده دارد و نمی تواند روی داده تغییر و یا تاثیری داشته باشند همانند کابل شبکه ( کابل مسی، کابل فیبر نوری و کواکسیال)، کانکتورها، رک شبکه و سایر موارد . تمامی راه حل های پسیو مسلما شامل تجهیزات پسیو شبکه می باشد که در آن کابل شبکه نقش اصلی را به عهده دارد و سایر تجهیزات در کنار کابل شبکه فرآیند انتقال داده را بدون تاثیر بر روی آن کامل می کنند . حال به توضیح بعضی از تجهیزات پسیو شبکه می پردازیم
کابل شبکه که مهمترین جزء انتقال داده می باشد خود شامل کابل مسی، کابل فیبر نوری و کابل کواکسیال است که بسته به نیاز در پروژه های مختلف بکاربرده میشود . کابل شبکه مسی از ۴ زوج سیم بهم تابیده تشکیل شده است که بصورت دسته بندی های Cat5e,Cat6,Cat6Aو Cat7 و در انواع UTP,FTP و SFTP طبقه بندی می شوند. سرعت و پهنای باند کابل های مسی با یکدیگر متفاوت است .
بطوریکه کابل Cat5e بیشتر در شبکه های با سرعت ۱۰/۱۰۰Mbps ، کابل Cat6 بیشتر در شبکه های با سرعت ۱۰۰۰Mbps و کابل های Cat6A و Cat7 در شبکه های باسرعت ۱۰G مورد استفاده قرار میگیرد. لازم بذکر است که کابلهای Cat6 ، Cat6A و کابل Cat7 سرعتهای پایینتر را نیز پشتیبانی می کنند. از نظر پوشش محافظ کابل نیز کابل های شبکه UTP بدون پوشش می باشند .
کابل های FTP دارای یک لایه فویل فلزی و کابل های SFTP دارای یک لایه شیلد و یک لایه فویل برای جلوگیری از نفوذ نویز الکترو مغناطیس می باشد . همچنین تمامی متعلقات مربوط به کابل که برای انتقال داده مورد نیاز می باشد نیز در دسته بندی تجهیزات پسیو قرار میگیرند که مهمترین آنها عبارتند از :
کیستون شبکه یک قطعه اتصال دهنده مادگی می باشد که در دو سر کابل سربندی می شود و در سمت رک در پچپنل و در سمت ایستگاه کاری برروی دیوار یا ترانک درون فیس پیلیت قرار میگیرد .
پچپنل شبکه یک مونتاژ سخت افزاری می باشد که جهت قرار گرفتن کیستون ها می باشد و درون رک قرار میگیرد و رکمونت است .
پچکورد شبکه یک اصطلاح در کابل کشی ساختیافته می باشد و طولی از کابل شبکه است که در دو سر خود دارای کانکتور RJ45 می باشد و جهت اتصال دیوایسهای مختلف تحت شبکه با بستر شبکه مورد استفاده قرار میگیرد .
کابل کواکسیال
کابل کواکسیال یک نوع کابل مسی است که معمولا دارای یک شیلد فلزی برای جلوگیری از تداخل نویز می باشد کابل کواکسیال بیشتر برای اتصالات تلویزیون و انواع آنتن ها مورد استفاده قرار میگیرد.
کابل فیبر نوری
کابل فیبر نوری از تعدادی تار شیشه ای تشکیل شده است که درون یک پوشش محافظت شده قرار میگیرند و دارای انواع مختلف سینگل مود و مالتی مود با تعداد کُرهای متفاوت می باشد و بسته به محلی که مورد استفاده قرار میگیرد اعم از داخل ساختمان یا خارج ساختمان دارای طراحی متفاوت است .
پهنای باند در این نوع بستر شبکه از سایر بستر ها بیشتر بوده و اطلاعات را از طریق کابل فیبر نوری تا مسافتهای بسیار طولانی می توان ارسال کرد .
کابل های فیبر نوری نیز مانند کابل های مسی برای انتقال داده نیاز به متعلقات مخصوص به خود دارند که مهمترین آنها عبارتند از: پچپنل فیبر نوری یک مونتاژ سخت افزاری رکمونت و غیر رکمونت است که برای قرار دادن آداپتور های فیبر نوری و قرار دادن پیگتیل ها در آن استفاده می شود . آداپتور فیبر نوری یک کانکتور خاص است که برای اتصال دادن دو انتهای یک کابل فیبر نوری مورد استفاده قرار میگیرد . پیگتیل فیبر نوری طول کوتاهی از یک تار فیبر نوری معمولا تایت بافر است که در یک انتهای خود دارای کانکتور فیبر نوری می باشد .
رک شبکه
یک محفظه فلزی می باشد که جهت محافظت و نگهداری انواع تجهیزات شبکه های کامپیوتری همانند سوییچ شبکه ، روتر، اکسس پوینت ، سرورهای رک مونت باطری های یو پی اس و سایر تجهیزات مورد استفاده قرار میگیرد . رکهای شبکه بسته به نیاز بصورت دیواری و ایستاده بکار برده می شوند .
واحد اندازه گیری ارتفاع رک یونیت بوده و هریونیت تقریبا ۴.۵ سانتیمتر می باشد . اندازه رکهای معمول در بازار شبکه از ۴ یونیت تا ۴۷ یونیت می باشد که اکثرا دارای استاندارد ۱۹ اینچ است.
متعلقات رک شامل فن مخصوص رک ، طبقه ثابت ، طبقه متحرک ، ترمینال پاور، پیچ ومهره رک ، نگهدارنده کابل و سایر تجهیزات می باشد . رک شبکه و تمامی متعلقات آن نیز در دسته بندی تجهیزات پسیو شبکه قرار میگیرند .
رله یک تجهیز حفاظتی و کلیدزنی اتوماتیک بوده که قادر به تشخیص شرایط غیر عادی مدارهایالکتریکی می باشد. این تجهیزات هنگام دریافت یک یا چند سیگنال الکتریکی مانند ولتاژ و جریان، کنتاکت های بار را باز و بسته می کنند. رله ها در مکان هایی که نیاز به کنترل مدار بوسیله یک سیگنال کوچک و یا کنترل چندین مدار توسط یک سیگنال باشد استفاده می گردد.رله را ژوزف هانری در سال ۱۸۳۵ میلادی اختراع کرد. عملکرد اصلی این تجهیز ، قطع یا وصل کنتاکت برای خاموش یا روشن کردن کلید، بدون دخالت انسان و به کمک یک سیگنال می باشد. رله ها عمدتا برای کنترل کردن مدار توان بالا توسط یک سیگنال توان پایین مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین رله ها بهترین وسیله برای عایق گالوانیک بین ولتاژهای بالا و پایین در یک مدار می باشند.
ساختار یک رله
طراحی یک رله الکترومکانیکی به صورتی است که دارای تعداد کمی قطعه مکانیکی شامل آهنربا ، تیغه متحرک، کنتاکت ، یوغ و یک فنر/ قاب / پایه می باشد، این قطعات در تصاویر داخلی رله زیر نشان داده شده است. تمامی این قطعات به صورت منطقی مرتب شده اند تا به یک رله تبدیل شوند.
قطعات داخلی رله
آهنربای الکتریکی : یک آهنربای الکتریکی نقش مهمی در داخل رله ایفا می کند. این قطعه یک فلز است که ویژگی مغناطیسی ندارد، اما می تواند به کمک یک سیگنال الکتریکی به یک آهنربا تبدیل شود.هنگام عبور جریان از هادی، خاصیت آهنربایی پیدا می کند . بنابراین، هنگامی که یک فلز که با سیم مسی سیم پیچی شده و توسط یک منبع مناسب تغذیه شود، این فلز می تواند به عنوان یک آهنربا عمل کرده و فلزات را در محدوده خود جذب کند. تیغه متحرک: تیغه متحرک یک قطعه فلزی ساده است که روی یک محور یا یک پایه به صورت متعادل قرار گرفته که می تواند توسط کنتاکت متصل به آن مدار را قطع یا وصل کند. کنتاکت: هادیهایی هستند که درون دستگاه وجود دارند و به ترمینال ها وصل شده اند. یوغ : یک قطعه فلزی کوچک است که بر روی هسته نصب شده و زمانی که هسته مغناطیس می شود ، تیغه را جذب و نگه می دارد. فنر(سفارشی): تعداد کمی رله به فنرنیاز ندارند ، درصورت استفاده از آن ، فنر به یک انتهای تیغه متصل می شود تا بتواند به آسانی حرکت کند.می توان به جای یک فنر، از یک پایه فلزی استفاده کرد.
نحوه عملکرد رله
در رله‌ها یک آهنربای الکتریکی وجود دارد که با استفاده از یک ولتاژ کم، باعث مغناطیس شدن هسته و حرکت دادن یک صفحه شده و باعث اتصال دو سر ترمینال خواهد شد. در عکس زیر، اگر ترمینال سیم پیج به ولتاژ پایین مثل ۵ ولت متصل شود، اتصال مشترک پایین آمده و در این حالت اتصال NC جدا شده و به اتصال NO متصل می شود. و اگر ولتاژ ۵ ولت قطع شود، فنر موجب کشیده شدن صفحه به سمت بالا شده و اتصال را از NO قطع کرده و به NC متصل میکند. شما توسط پایه مشترک که بین دو ترمینال NC و NO حرکت میکند می توانید حالت پیش فرض خاموش یا روشن را برای رله در مدار خود انتخاب کنید.
پایه ها: COIL: این دو پایه به سیم پیچ متصل هستند و با دادن ولتاژ به این دو پایه، رله فعال/غیرفعال می شود، درواقع همان کار قطع و وصل کردن رله را انجام می دهند. NC: (مخفف Normally Closed) در حالت عادی باز بوده و این پایه به پایه مشترک (COM) وصل نیست ، زمانی که رله فعال می شود این دو پایه به هم وصل می شوند. NO: (مخفف Normally Open) درحالت عادی بسته بوده و این پایه به پایه مشترک (COM) وصل است و رله غیرفعال می باشد. COM: این پایه هم، پایه مشترک است که در حالت عادی به NC وصل بوده و زمانی که رله فعال شده به NO وصل می شود. COM مخفف کلمه common می باشد.
نوعی از رله که توانایی کنترل توان های بالا به صورت مستقیم یا موتورهای الکتریکی یا سایر بارها را دارد کنتاکتور نامیده می شود. رله حالت جامد (Solid-state) مدار الکتریکی را بدون قطعات محرک و از طریق نیمه هادی ها کنترل می کند. رله هایی با مشخصات عملیاتی کالیبره و در مواردی با چندین بوبین جهت حفاظت از مدارهای الکتریکی در برابر اضافه بار یا خطا ها می باشند. در سیستم های قدرت مدرن این عملیات توسط تجهیزات دیجیتال انجام می پذیرد که رله های حفاظتی نامیده می شوند.
رله چیست
رله نوعی کلید الکتریکی سریع است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته میشود. روش کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به صورتهای مختلف مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی، الکترو استاتیک و… میباشد. رله ها در مکان هایی که نیاز به کنترل مدار بوسیله یک سیگنال کوچک و یا کنترل چندین مدار توسط یک سیگنال باشد استفاده می گردد.
در تصویر زیر ساز و کار قطع و وصل توسط مدار الکتریکی یک رله مکانیکی نشان داده شده است
یک رله لچ (Latching relay) (که با نام های ایمپالس، نگهدارنده یا مانده نیز شناخته می شود) وضعیت کنتاکت ها را بدون نیاز به نیروی اعمالی به بوبین حفظ می کند.مزیت این رله در این است که یک بوبین بصورت لحظه ای تحریک می شود، درحالی که رله سوئیچ کرده و کنتاکت ها در همان وضعیت باقی می مانند حتی بعد از قطع برق (قطع تحریک بوبین). درتصویر زیر یک نمونه رله لچ با آهنربای دائم دیده می شود
۲-رله رید (Reed relay)
یک رله رید در واقع یک کلید باریک داخل سلونوئید می باشد. این سوئیچ دارای مجموعه ای از کنتاکت ها داخل یک لوله شیشه ای وکیوم شده یا پرشده با گاز نجیب می باشد تا از کنتاکت ها در برابر خوردگی محافظت نماید . کنتاکت ها با مواد مغناطیسی ساخته می شود که آنها را تحت تاثیر میدان مغناطیسی محصور یا یک آهنربا خارجی قرار می دهد. در تصویر زیر در بالا و وسط سوئیچ رید و در پایین رله رید را مشاهده می کنید
۳-رله رطوبت جیوه (Mercury-wetted relay)
رله رید رطوبت جیوه یک شکل از رله رید است که در آن کنتاکت ها با جیوه مرطوب می شود. در تصویر زیر رله رید رطوبت جیوه با کلیدزنی AC/DC و جریان حداکثر ۲ آمپر می باشد
۴-رله جیوه (Mercury relay)
رله جیوه یک رله ای است که از جیوه به عنوان عنصر سوئیچینگ استفاده می کند. این رله در مواردی کاربرد دارد که فرسایش کنتاکت رله های معمول مشکل ایجاد می کند.با توجه به استفاده از مقادیر زیاد جیوه و مشکلات زیست محیطی استفاده از این رله ها خیلی رایج نمی باشد.
۵-رله پلاریزه (Polarized relay)
یک رله پلاریزه برای افزایش حساسیت بین قطبهای یک آهنربای دائمی قرار دارد. رله های پلاریزه در اواسط قرن بیستم میلادی برای تشخیص پالس های ضعیف و اصلاح اغتشاشات تلگرافی استفاده شده اند.
۶-رله ماشین ابزار (Machine tool relay)
یک رله ماشین ابزار یک نوع رله استاندارد برای کنترل صنعتی ماشین آلات، ماشین آلات انتقال و سایر کنترل های ترتیبی است.آنها با تعداد زیادی کنتاکت ها توصیف می شوند که به راحتی از حالت نرمال باز به حالت نرمال بسته تغییر وضعیت می دهند، کویل ها به راحتی قابل تعویض بوده و تعداد بسیاری از این نوع رله داخل یک تابلو کنترلی نصب می شوند.
۷-رله کواکسیال (Coaxial relay)
در جایی که فرستنده و گیرنده رادیویی یک آنتن را به اشتراک می گذارد، اغلب یک رله کواکسیال به عنوان یک رله TR (فرستنده-گیرنده) استفاده می شود که آنتن را از گیرنده به فرستنده سوئیچ می کند.
۸-رله تاخیر زمانی (Time delay relay)
رله تاخیر زمانی برای تاخیر خواسته، در عملکرد کنتاکت های خود تنظیم شده است.یک تاخیر بسیار کوتاه (کسری از یک ثانویه) از دیسک مسی بین سیم پیچ و تیغه متحرک استفاده می کند.جریان جاری در دیسک، میدان مغناطیسی را برای مدت کوتاهی حفظ می کند، زمان وصل کنتاکت را افزایش می دهد.
۹-کنتاکتور (Contactor)
یک کنتاکتور یک رله سنگین با رنج های جریانی بالاتر می باشد که برای سوئیچینگ موتورهای الکتریکی و بارهای روشنایی استفاده می شود.نرخ جریان دائم برای اکثر کنتاکتورها از ۱۰ آمپر تا چند صد آمپر می باشد.
۱۰-رله حالت جامد (Solid-state relay)
یک رله حالت جامد یا SSR متشکل از اجزاء الکترونیکی حالت جامد است که عملکردی شبیه به یک رله الکترومکانیکی فراهم می کند اما هیچ اجزایی متحرکی ندارد و قابلیت اطمینان در درازمدت را افزایش می دهد. یک رله حالت جامد با استفاده از یک تریستور، تریاک یا دیگر تجهیزات سوئیچینگ حالت جامد، که توسط سیگنال کنترل فعال می شود و برای کلیدزنی بار تحت کنترل به جای استفاده از سلونوئید قطع و وصل را انجام می دهد.
۱۱-رله استاتیک (Static relay)
یک رله استاتیک شامل مدار الکترونیکی است که دارای تمام ویژگی هایی است که توسط قطعات متحرک در یک رله الکترو مغناطیسی حاصل می شود.
۱۲-رله کنتاکتور حالت جامد (Solid state contactor relay)
یک کنتاکتور حالت جامد یک رله حالت جامد سنگین کار است که دارای هیت سینک بوده، که از آن در مواردی که به قطع و وصل مکرر نیاز است مورد استفاده قرار می گیرد، مانند بخاری های الکتریکی، موتورهای الکتریکی کوچک و بارهای روشنایی.
۱۳-رله بوخهلتز (Buchholz relay)
رله بوخهلتز یک وسیله ایمنی است که تجمع گاز را در ترانسفورماتورهای پر از روغن را تشخیص می دهد و چنانچه تجمع گاز آهسته باشد آلارم می دهد و اگر گاز به سرعت انتشار پیدا کند ترانس را خاموش می کند.
رله هدایت سریع کنتاکت درواقع یک رله با کنتاکت های متصل به هم می باشد که بصورت مکانیکی به یکدیگر وصل شده، بنابراین زمانی که سیم پیچ رله تحریک یا قطع تحریک می شود تمامی کنتاکت های بهم متصل با یکدیگر حرکت می کنند.اگر یک مجموعه از کنتاکت ها در رله ثابت شود، هیچ کنتاکت دیگری از همان رله قادر نخواهد بود حرکت کند.
۱۵-رله حفاظتی اضافه بار (Overload protection relay)
موتورهای الکتریکی نیاز به حفاظت در برابر اضافه جریان دارند تا از آسیب بارگذاری بیش از حد موتور جلوگیری شود یا برای محافظت در برابر اتصال کوتاه در کابل ها یا سیم پیچی داخلی موتور استفاده می شود.
۱۶-رله خلا (Vacuum relays)
رله خلا یک رله حساس با داشتن کنتاکت ها در یک محفظه شیشه وکیوم شده است تا بتواند ولتاژهای فرکانس رادیویی را تا ۲۰ هزار ولت بدون آرک بین کنتاکت ها برقرار کند، هرچند فاصله کنتاکت زمانی که باز می شود فقط چند صد اینچ است.
در آمد حاصل از صنعت گردشگری ترکیه با 17 درصد افزایش در سال گذشته، رکود جدیدی را ثبت کرد.
به گزارش مرکز آمار ترکیه، طی سه سال گذشته با افزایش تعداد گردشگران و درآمدهای حاصل از آن رکورد جدیدی در تاریخ کشور به ثبت رسید.
براساس این گزارش، درآمد حاصل از صنعت گردشگری ترکیه در 2019 نسبت به سال 2018 میلادی 17 درصد افزایش یافت.
درآمد کل گردشگری ترکیه در سال 2015 میلادی که میزبان 41 میلیون 618 هزار گردشگر بود، به حدود 31 میلیارد 465 میلیون دلار رسید.
تعداد گردشگران ترکیه در سال 2016 به دلیل حملات تروریستی، تنش در روابط با روسیه و کشورهای همسایه به 31 میلیون و 365 هزار نفر و درآمد حاصل از آن به 22 میلیارد و 107 میلیون دلار کاهش یافت.
ترکیه در سال 2017 با میزبانی از 38 میلیون و 620 هزار گردشگر، در آمدی معادل 26 میلیارد و 283 میلیون دلار کسب کرد.
در سال 2018 نیز 45 میلیون 628 هزار گردشگر از ترکیه بازدید کردند و این درآمدی معادل 29 میلیارد و 512 میلیون دلار برای کشور در پی داشت.
سال گذشته نیز 51 میلیون و 860 هزار گردشگر از ترکیه بازدید کردند. در سال 2019 میلادی درآمد ترکیه در این حوزه به 34 میلیارد 520 میلیون دلار رسید.
بدین ترتیب درآمد گردشگری ترکیه در 2019 در مقایسه با سال 2015 میلادی 9.71 درصد افزایش و در مقایسه با 2018 نیز 17 درصد ارتقا یافت.
بیرول آکمان رئیس انجمن آژانس های گردشگری منطفه آناتولی به خبرنگار آناتولی گفت:
«سیاست‌ها و تبلیغات ما برای برای توسعه گردشگری نقش بسیار مثبتی در دستاوردهای اخیر داشت. هدف جذب 51 میلیون گردشگر و 34 میلیارد دلار درآمد گردشگری در سال 2019 بود که محقق شد.
هدف ما در سال 2020 جذب 58 میلیون گردشگر و کسب 40 میلیارد دلار درآمد است.یقین دارم که به این اهداف نیز دست خواهیم یافت و یکی از پنج کشور برتر در صنعت گردشگری خواهیم بود».
صاعقه می تواند تهدید بزرگی برای مخابرات، رادیو و تلویزیون باشد. این برجها از فولاد ساخته شده و برای برقراری ارتباطات بدون وقفه، در بالاترین نقطه منطقه طراحی شده اند. احتمال زیادی دارد که صاعقه به بلندترین شی در منطقه برخورد کند. بنابراین، جریان صاعقه از طریق کوتاهترین راه و راهی که رسانایی بالایی دارد به زمین وارد می شود. به همین دلیل یک برج مخابراتی که سازه بلند فلزی است، بهترین مکان برای اصابت صاعقه است.وقتی که صاعقه به بلندترین نقطه برج برخورد می کند، جریان صاعقه به سمت زمین جاری شده و می تواند به تجهیزات الکترونیکی مانند آنتن ها ، رادیوها ، بشقاب ماهواره ، دوربین ها و … آسیب برساند. در مسیر شارش به سمت زمین ، جریان صاعقه می تواند نشت پیدا کرده و به سازه و جان پناه های کناری تزریق شود که باعث آسیب دائمی دستگاه ها و تجهیزات حساس الکترونیکی می شود. سرج ارسترها سعی می کنند که انرژی صاعقه را به زمین انتقال دهند. معمولا سرج ارسترها در بالاترین نقطه دکل نصب شده و به هادی نزولی که به سیستم زمین و سپس به زمین وصل شده، متصل می شوند. هدف از این کار جذب صاعقه قبل از رسیدن به سایر تجهیزات ، شارش جریان صاعقه به زمین و پخش انرژی به زمین می باشد.
سیستم های مرکز مخابراتی
سیستم های مرکز مخابراتی به 5 دسته تقسیم می شوند.: 1- باندینگ تجهیزات داخلی 2- گراندینگ تجهیزات بیرونی 3- سرج ارسترهای خطوط برق 4- سرج ارسترهای خطوط تلفن 5- حفاظت در برابر برخورد مستقیم صاعقه
1- باندینگ تجهیزات داخلی
هم پتانسیل کردن صحیح برای تمام تجهیزات حفاظت در برابر صاعقه ضروری می باشد در غیر اینصورت سیستم در برابر اصابت صاعقه کاملا ناکارآمد خواهد بود. با استفاده از هم پتانسیل سازی، تمام هادی های فلزی دارای پتانسیل برابر می شوند، بنابراین در برابر برخورد صاعقه محافظت می شوید.
2- گراندینگ تجهیزات بیرونی
گراندینگ مقاومت پایین یک مسیر بهتر و موثر برای تخلیه جریان صاعقه فراهم می کند. اغلب خاکها از شن و ماسه یا سنگ تشکیل شده اند که دارای مقاومت بالایی بوده و رسانا نمی باشند. اگر خاک محیط، رسی بوده و یا دارای رطوبت باشد رسانایی بهتری خواهد داشت. با استفاده از موادی که شرکت ها ارائه می دهند می توان به ارتینگ و محافظت موثر و بهتری دست یافت.
3- سرج ارسترهای خطوط برق
سرج ارسترها (SPD) یا انرژی گذرا را به صورت گرما جذب می کنند و یا اینکه انرژی گذرا را به زمین منتقل می کنند. سرج ارسترها باید در تابلو برق ورودی اصلی ، در تابلو برق های ثانویه و در پریزهای برق که ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین توان AC را به جریان DC و ولتاژ تبدیل می کنند نصب شوند. همچنین SPDها باید در نقاط ورودی خطوط شبکه دیتا و سینگال تجهیزات الکترونیکی حساس نصب شوند.
4- سرج ارسترهای خطوط تلفن
این ارسترها شامل ارستر کابلهای Cat. 5/6 ، ارستر کابل کواکسیال ، ارستر مدارات دو سیمه می باشند. خطوط تلفن نیز باید به وسیله سرج ارستر محافظت شوند.
5- حفاظت در برابر برخورد مستقیم صاعقه
صاعقه معمولا به اشیایی اصابت میکند که بخشی از آنها به زمین متصل بوده و بخش دیگر آن در خارج از زمین و در مجاورت هوا قرار دارد برخورد می کند. میله های فرانکلین ، هادی های نزولی ایزوله (ISODC) وDynaspheres به عنوان ترمینالهای هوایی می باشند. بنجامین فرانکلین در سال 1752 طرحی را ارائه کرد که در آن انرژی صاعقه از طریق میله (راد) هوایی به رادهایی که در زمین قرار دارند منتقل می شود و به این ترتیب از تجهیزات مهم حفاظت می شود. این بخش از سیستم حفاظت در برابر صاعقه (LPS) بر پایه مسیر امپدانس پایین می باشد.
به طور کلی، دو سیستم اصلی حفاظت در برابر صاعقه وجود دارد: * سیستم های ایزوله این سیستم معمولا برای حفاظت تجهیزات فلزی از خطرات احتمالی صاعقه مورد استفاده قرار می گیرد. بروز قوس مابین هادی های لخت و هادی داخلی کابل می¬تواند باعث بروز قوس و در نتیجه تخریب عایق کابل گدد. این امر می تواند منجر به آسیب جدی به تجهیزات حساس نصب شده بر روی دکل گردد. * سیستم های غیرایزوله این روش بیشتر برای برج های مخابراتی و کاهش خطرات ناشی از بروز قوس بین قسمت¬های مختلف دکل و تجهیزات حساس مورد استفاده قرار می¬گیرد.
سیستم های ایزوله مانند ERICO’s (حفاظت قدرت غرب استرالیا) ، هادی نزولی ایزوله (ISODC) و Dynasphere دارای عایق چند لایه وغلاف بیرونی نیمه رسانا هستند. یک هادی نزولی ایزوله دارای جنس و سطح مقطع یکسان با انواع دیگر هادی¬های نزولی منطبق بر استاندارد IEC می¬باشد با این تفاوت که از مزیت یک روکش با استقامت عایقی بالا بهره می برد.عموماً سیستم حفاظت در برابر صاعقه بر روی دکل¬های نگهدارنده بلند نصب می¬گردند. یک ترمینال هوایی (راد) در بالای دکل نصب می¬گردد که حفاظت لازم مطابق با استاندارد IEC 62305 را فراهم می¬نماید.
حفاظت در مقابل اضافه ولتاژهای صاعقه بر روی سایت های مخابراتی و رادیویی و … با استفاده از متد صحیح و سیستم مناسب امکان پذیر است.
کنتاکتور وسیله اي است که در آن با استفاده از خاصیت الکترومفناطیس تعدادي کنتاکت به یکدیگر وصل یا از یکدیگر جدا می شوند. از این خاصیت جهت قطع و وصل و یا تغییر اتصال مدار استفاده می شود. هر کنتاکتور معمولاً داراي سه کنتاکت اصلی براي مدارمی باشد.
کنتاکتور از دو هسته E شکل که یکی ثابت و دیگري متحرك است، تشکیل می شود. در میان هستۀ ثابت یک سیم پیچ قرار دارد که با عبور جریان از آن نیرویی ایجاد می شود که هسته متحرك را به هستۀ ثابت متصل میکند. با حرکت هستۀ متحرك، تعدادي کنتاکت باز، بسته و تعدادي کنتاکت بسته، باز خواهند شد. رابطه نیروي کششی مغناطیسی کنتاکتورها عبارت است از :
F = Fm sin2 ωt نکته ۱: در هستۀ کنتاکتورهاي AC براي جلوگیري از لرزش ناشی از فرکانس از یک حلقۀ اتصال کوتاه شده مانند آنچه که در موتورهاي با قطب چاکدار وجود دارد، استفاده می شود. با القاي ولتاژ در حلقۀ اتصال کوتاه، جریانی از آن خواهد گذشت و این جریان شاري را تولید می کند که با شار اصلی ۹۰ درجه اختلاف فاز دارد و باعث می شود در هسته دائماً شار وجود داشته باشد و نیروي دائمی دو بخش ثابت و متحرك هسته را به هم متصل نگه دارد.
مزایاي استفاده از کنتاکتورها نسبت به کلیدهاي دستی صنعتنی عبارتند از :
۱- امکان کنترلی مصرف کننده از راه دور
۲- کنترل مصرف کننده از چند محل
۳- امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک براي مراحل مختلف کار مصرف کننده
۴- سرعت قطع و وصل زیاد و کم بودن استهلاك کلید
۵- از آنجا که در کنتاکتورها در هنگام قطع و وصل کنتاکتها بر روي هم ساییدگی مکانیکی ندارند لذا عمر مکانیکی آنها نسبت به سایر کلیدها بیشتر است
۶- هنگام قطع برق ، مدار مصرف کننده به وسیلۀ کنتاکتور قطع می شود و شروع به کار دستگاه نیاز به استارت مجدد دارد. در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلوگیري به عمل می آید
۷- از نظر حفاظتی نیز کنتاکتورها مطمئن تر بوده، داراي حفاظت مناسبتر و کامل تر هستند.
در شکل ۷ -۱ نماي ظاهري یک کنتاکتور و اجزاي تشکیل دهنده آن نشان داده شده است. اجزاي نشان داده شده در شکل ۷ -۱ عبارتند از:
۱- حامل کنتاکت هاي ثابت (این قسمت باید داراي درجه عایقی مناسبی باشد)
۲- 6 ترمینال
۳- صفحه فلزي انتهایی براي نصب قسمت هاي ثابت روي آن
۴- کنتاکت هاي ثابت و متحرك (این کنتاکت ها باید در یک خط قرار گرفته و از پوشش اکسید نقره به منظور بالا بردن ضریب اطمینان در مقابل کار زیاد، در روي آنها استفاده شود.)
۵- بوبین کنتاکتور (در این کنتاکتور بوبین طوري ساخته شده که در مقابل عوامل جوي و نیروهاي مکانیکی، مقام باشد.)
۶- ترمینال هاي ورودي و خروجی (این ترمینال ها طوري طراحی می شوند که به راحتی قابل دسترسی باشند.)
۷- سیستم هستۀ آهنی ثابت و متحرك
۸- قسمت کنترل جرقه (این قسمت باید داراي مقاومت زیاد در برابر گرماي حاصل از جرقه ایجاد شده در هنگام قطع کنتاکتور باشد.)
۹- حامل کنتاکت هاي متحرك (این قسمت باید داراي درجه عایقی مناسبی باشد)
جریانهاي نامي كنتاكتور
در هر کنتاکتور، جریانهاي نامی مختلفی تعریف می شود. این جریانها عبارتند از جریان دائمی: این جریان با Ith2 نشان داده می شود و جریانی است که در شرایط کار عادی، در زمانی نا محدود و بدون قطع شدن از کنتاکتها عبور نموده، حرارت غیر مجاز تولید نکند و لزومی به تعمیر و سرویس کنتاکتور نیز احساس نشود. جریان هفتگی: این جریان با Ith1 نشان داده می شنود و جریانی است که در شرایط نرمال و با هفته ای یکبار اتصال از کنتاکتها عبور کرده و تغییری در خصوصیات کنتاکتور به وجود نیاورد. جریان شیفتی (هشت ساعتی) : این جریان با Ith نشان داده می شود و جریانی است که در شرایط کار نرمال و با یکبار اتصال در هر هشت ساعت (یک شیفت کاری) از کنتاکتها می گذرد و تغییری در خصوصیات کنتاکتور به وجو نیاورد. جریان کار نامی: این جریان با Ie نشان داده می شود و جریانی است که شرط استفاده از کنتاکتور را در رابطه با نوع و مقدار ولتاژ بار بیان می کند. مثلاً اگر این جریان به طور دائم از کنتاکتور عبور نماید. مقدار Ie برابر با Ith خواهد بود. ( Ie=Ith ) جریان اتصال کوتاه: مقدار ماکزیمم جریان در لحظة اتصال کوتاه که ممکن است باعث آسیب در کنتاکتور شود به جریان اتصال کوتاه ضربه ای معروف است. (Is) همچنین مقدار مؤثر جریان اتصال کوتاه که کلید برای مدت یک ثانیه قادر به تحمل آن است، جریان یک ثانیه ای یا جریان نامی زمان کم نامیده می شود و با Ith (Is) مشخص می گردد. ولتاژ های نامي
كنتاكتور ولتاژهاي نامی تعریف براي هر کنتاکتور عبارتند از ولتاژ کار نامی: این ولتاژ که با Ue نشان داده می شود مربوط به کنتاکتها بوده و مقدار ولتاژي است که کنتاکتها با جریان نامی Ie در آن به کار گرفته می شوند. این ولتاژ، توانایی قطع و وصل، نوع و محل استفادة کنتاکتور را مشخص می کند ولتاژ عایقی نامی: این ولتاژ که با Ui نشان داده می شود، ولتاژي است که استحکام عایقی بین کنتاکتها را نشان می دهد. ولتاژهای نامی تغذیه بوبین: این ولتاژ که با Ue نشان داده می شود ولتاژي است که باید به بوبین کنتاکتور اتصال یابد تا کنتاکتور عملکرد داشته باشد. نکته ۲ : ولتاژ کنتاکتورهاي صنعتی از ۲۲۰ ولت تا ۶۶۰ ولت و کنتاکتهاي اصلی آنها براي جریان ۹ A تا ۲۷۵۰A (مجهز به رادیاتورهاي خفه کننده جرقه در موقع قطع و وصل) ساخته می شوند. نکته ۳ : ولتاژ تغذیه بوبین کنتاکتورها متفاوت بوده و از ۲۴ تا ۳۸۰ ولت ساخته می شوند. در اکثر کشورهاي صنعتی براي حفاظت بیشتر، تغذیه بوبین کنتاکتورها را زیر ولتاژ حفاظت شده (۶۵ ولت) انتخاب می کنند و یا براي تغذیۀ مدار فرمان از ترانسفورماتور جدا کننده استفاده می کنند.
قابلیت قطع و وصل و طول عمر كنتاكتور
سرعت قطع و وصل کنتاکتورها در زیر بار را می توان بدون آنکه آسیبی به آنها برسد با طراحی و انتخاب مناسب با ۳۰۰۰ بار در مدت افزایش داد.
تعداد دفعات قطع و وصل کنتاکتور (هر قطع و وصل یک بار) عمر مکانیکی نامیده می شود. طول عمر مکانیکی با حروف از A تا F که اصطلاحاً کلاس کلید نامیده می شود مشخص می شود حرف A تعداد ۱۰۳ بار قطع و وصل، حرف B تعداد ۱۰۴ بار، C تعداد ۱۰۵ بار،D تعداد ۱۰۶ بار، E تعداد ۱۰۷ بار وF تعداد ۱۰۸ بار قطع و وصل را نشان می دهد. نکته ۴ : بعد از حروف کلاس کلید ممکن است عددي به عنوان ضریب قرار گیرد مثلاً E3 براي طول عمر ۳×۱۰۷ بار قطع و وصل به کار می رود.
قدرت قطع كنتاكتور
به منظور انتخاب کنتاکتور مناسب براي مصرف کننده هاي مورد نظر باید به مشخصات توان، ولتاژ، جریان و ضریب قدرت باري که کنتاکتور مجاز است به آن وصل شود، توجه کرد. همچنین کنتاکتهاي کنتاکتور باید تحمل جریان راه اندازي، جریان دائمی و جریانهاي اتصال کوتاه لحظه اي پیش آمده را نیز داشته باشند. قدرت کنتاکتهاي کنتاکتور در تحمل قوس الکتریکی ناشی از قطع کنتاکتها را قدرت فزع کنتاکتور می نامند. مشخصات بیان شده در بسیاري از موارد بر روي بدنۀ کنتاکتور یا در کاتالوگ آن نوشته می شوند.
منبع : پیشرو صنعت آژمان
در این مقاله به معرفی برق سه فاز، تفاوت آن با برق تکفاز، دلیل نداشتن نول، انواع اتصال در برق سه فاز، روش های اندازه گیری توان و مزایای برق سه فاز خواهیم پرداخت.
آشنایی با جریان سه فاز
جریان سه فاز در مداری که سیم بندی القاء شونده آن (آرمیچر) از سه دسته سیم پیچ جدا که هر کدام نسبت به هم 120 درجه الکتریکی اختلاف فاز دارند تهیه می شود.
برق تکفاز با سه فاز چه تفاوتی دارد؟
برق تکفاز دارای دو رشته سیم می باشد، یکی فاز ۲۲۰ ولت متناوب و دیگری نول.
برق سه فاز دارای چهار رشته سیم می باشد، سه سیم فاز ۳۸۰ ولت متناوب و یک سیم نول. که فاز اول را با رنگ قرمز و فاز دوم را با رنگ زرد و فاز آخر هم با رنگ آبی نشان می دهند. سیستم سه فاز دو نوع اتصال دارد:
اتصال ستاره و اتصال مثلت. که هرکدام از این اتصال ها کارایی خاص خود را دارند و تفاوت این دو اتصال در سیم نول میباشد.به طوری که برای ایجاد سیم نول از اتصال ستاره استفاده میکنند و بین فازها ۱۲۰ درجه اخلاف فازی به وجود می آورند. و اتصال مثلث در شبکه انتقال استفاده می شود چرا که در انتقال نیازی به داشتن سیم نول نیست.
دستگاه سه فاز مدارهای الکتریکی دستگاهی است شامل سه مدار با نیروهای محرکه الکتریکی متناوب با فرکانس یکسان ، که نسبت به یکدیگر به اندازه ۱/۳ دوره اختلاف فاز دارند (۳/φ = ۲π). هر تک مدار از این دستگاه به اختصار فاز نامیده میشود و دستگاه جریانهای متناوب با اختلاف فاز در این مدارها به جریان سه فاز معروف است. تقریبا تمام مولدهایی که در نیروگاههای الکتریکی نصب میشوند مولدهای سه فاز هستند. یک چنین مولدی اصولا ترکیبی از سه مولد AC در یک ماشین است. این مولدها چنان طراحی میشوند که نسبت به یکدیگر به اندازه سوم دوره اختلاف فاز داشته باشند. انرژی الکتریکی در نیروگاه‌ها بوسیله آلترناتورهای سه فاز تولید میشود. این الترناتورها از دو قسمت عمده تشکیل شده‌اند.
انواع اتصال در سیستم سه فاز
در سیستم سه فاز معمولاً از سه نوع اتصال استفاده می شود :
الف- اتصال ستاره
ب- اتصال مثلث
ج- اتصال مختلط (ترکیبی از اتصالهای ستاره و مثلث می باشد)
محاسبه جریان و ولتاژ در اتصال ستاره
همانطور که می دانیم در اتصال ستاره اختلاف سطح هر فاز با سیم نول ولتاژ فازی (UP) و اختلاف سطح هر فاز با فازی دیگر ولتاژ (Ul) را تشکیل می دهند. مقدار ولتاژ خط از مجموع دو ولتاژ فازی بدست می آید. به همین جهت برای بدست آوردن مقدار Ul باید برآیند دو ولتاژ فازی را رسم و مقدار آن را محاسبه نماییم. بدین ترتیب که یکی از بردارها را در امتداد و به اندازه خودش رسم کرده و سپس بردار را با بردار پهلویش رسم می کنیم. رابطه روبرو برقرار است:
UL=(√3)UP
اما جریانی که از هر کلاف عبور می کند همان جریان خط می باشد. یعنی در اتصال ستاره جریان خط مساوی جریان فاز است IL=IP
محاسبه جریان و ولتاژ در اتصال مثلث
در این روش کلافهای مصرف کننده یا مولد به شکل مثلث قرار می گیرند. همانطور که می دانیم ولتاژ خط UL در اتصال مثلث همان ولتاژی است که در دو سر کلاف قرار دارد یعنی در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است : UL = UP
اما جریانی که از هر خط می گذرد مجموع برداری جریان دو کلاف بعدی است. پس جریان هر خط 1.73 برابر جریان هر فاز است :
IP=(√3)IL
جریان هر خط 1.73 برابر جریان هر فاز است.
توان در مدارهای سه فاز
در یک اتصال سه فاز توان کل از مجموع توانهای هر فاز بدست می آید :
P = P1+P2+P3
اگر بار متعادل باشد داریم :
P1 = P2 = P3 = Pph
پس توان کل می تواند سه برابر توان هر فاز باشد :
P = 3Pph
P = Up.lp.COSφ
در اتصال ستاره توان بصورت زیر بدست می آید :
UP=(√3)UL و ip=iL
P=(√3)IL.UL.Cosφ
در اتصال مثلث هم رابطه بالا صادق می باشد.
روش های اندازه گیری توان
معمولاً برای اندازه گیری در سیستم سه فاز از دو روش زیر استفاده می کنند:
الف- روش چهار سیم (3 واتمتری)
ب- روش سه سیم (2 واتمتری)
الف- روش چهار سیم :
در این روش با استفاده از 3 واتمتر که سر راه هر فاز قرار می گیرد و سیم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گیری شده و مجموع این سه واتمتر توان کل می باشد. اگر بار کاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر دارای مقادیر مساوی می شوند. پس در یک بار متعادل فقط از یک واتمتر هم می توان استفاده کرد.
ب- روش سه سیم :
در این روش بدون سیم نول عمل می شود. دو واتمتر که هر کدام بین دو فاز قرار می گیرد البته فاز وسط برای فازهای اول و سوم مشترک است توان کل از مجموع دو واتمتر بدست می آید.
چرا برق سه فاز نول ندارد؟ برای روشن شدن یک وسیله برقی باید آن وسیله را بین دو نقطه وصل کنیم که آن دو نقطه دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی باشند. مثلا لامپ را بین قطبهای باطری قرار می دهیم. یعنی وسیله در یک مدار بسته قرار گیرد.
در نیروگاه برق سه سیم برقدار (سه فاز) برق را به مصرف کننده منتقل میکنند. این سه سیم برقدار مشابه هم‌اند اما ولتاژ آنها ۱۲۰ درجه با هم اختلاف فاز دارد. معنی این جمله این است که این سه سیم با هم اختلاف پتانسیل دارند پس اگر دو تا از آنها را به دو سر یک وسیله وصل کنیم آن وسیله روشن می شود. موتور سه فاز به همین روش کار می کند. به هرکدام از این سیم‌ها برق تک فاز گفته میشود.
در حقیقت قسمت روتور ژنراتور از سه سیم پیچ تشکیل شده است که این سیم پیچ‌ها با زاویه‌ی ۱۲۰ درجه نسبت به هم قرار دارند و هنگام تولید برق هرکدام از این سیم پیچ‌ها برق مخصوص به خود را تولید میکند یعنی از هر ژنراتور سه سیم برقدار خارج میشود که به آنها سه فاز می‌گویند که هر فاز برق تولیدی یکی از سیم پیچ‌ها میباشد. به علت وجود زاویه ۱۲۰ درجه بین سیم پیچ‌ها برق تولیدی آنها دارای اختلاف فاز ۱۲۰ درجه میباشد.
سوال مهم این است پس سیم نول کجا به کار می‌رود؟
با توجه به نکته بالا باید بگوییم که اگر وسیله برقی فقط به یک سیم فاز وصل شود برای اینکه مدار کامل شود و وسیله روشن شود نیاز به سیم دیگری داریم که برق را از وسیله به مولد برگرداند که به این سیم، سیم نول می گویند.
در حقیقت سیم نول سیمی است که جریان خروجی از وسیله را به مولد برمی‌گرداند.
نکته مهم: سیم نول را وارد چاهی مرطوب میکنند تا به زمین وصل شود که به آن چاه نول می‌گویند. این کار باعث میشود از زمین مرطوب به عنوان قسمتی از مدار استفاده شود. یعنی زمین نیز به عنوان قسمتی از مدار بین مصرف کننده و مولد مورد استفاده قرار میگیرد. مشابه این عمل در اتومبیل مورد استفاده قرار میگیرد مثلا برای روشن کردن یک لامپ توسط باطری ماشین کافیست یکی از قطبهای باطری را به لامپ وصل کرده و سر دیگر لامپ را به بدنه ماشین وصل کنیم. بدنه ماشین نقش سیم نول را بازی می کند.
باید دقت کرد که سیم نول نیز هنگامی که وسیله برقی روشن است دارای برق میباشد و خطرناک است اما اگر وسیله برقی خاموش باشد نول بدون برق است.
معمولا از پنج سیمی که وارد یک کوچه میشود سه تای آنها فاز است چهارمی نول است و سیم پنجمی برای شهرداری است که از آن برای روشن کردن لامپ معابر استفاده میکنند.
شاید دیده باشید که کابل برق که وارد خانه میشود دو رشته دارد که یکی از این رشته‌ها به یکی از سه فاز و دیگری به سیم نول متصل می شود. سیم نول پس از خروج از خانه ابتدا به ترانسفور ماتور وصل میشود و سپس به چاه نول هدایت می شود.
وسایل صنعتی مانند موتور سه فاز نیازی به سیم نول ندارند چون خود فازها با هم اختلاف پتانسیل دارند.
مزایای سیستم سه فاز
در جریان تکفاز مقدار قدرت لحظه ای در قسمتهایی به صفر می رسد اما در جریان سه فاز هیچگاه توان لحظه ای صفر نمی شود چون اگر یکی از فازها مقدارش به صفر برسد فازهای دیگر دارای مقادیر هستند.
راه اندازی موتورهای آسنکرون : می دانیم که برای گردش موتورهای آسنکرون احتیاج به میدان دوار است که این میدان با جریان تکفاز ساخته نمی شود.
تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم : دامنه یکسو در تبدیل سیستم سه فاز به جریان مستقیم دارای ضربان کمتری نسبت به جریان یکسو شده توسط جریان متناوب تکفاز بوده و ضریب بهره آن زیاد است.
