تعاریف و انواع اینترلاک و کاربرد آن

• حفاظ‌گذاری ماشین‌آلات هدفی مشترك برای تمامی متخصصین HSE می‌باشد. تجهیزاتی كه بدون محافظ كار می‌كنند، ریسك‌های زیادی را در بر دارند. جراحات شدید، خسارت به تجهیزات، افزایش هزینه‌های غرامت به كارگران وآسیب‌پذیری افراد از جمله ریسك‌های موجود می‌باشد. با وجود آنكه حفاظ‌گذاری ایمن ماشین‌آلات در امریكا پیش از زمان جنبش سازمان یافته ایمنی آغاز شده و بطور مداوم بهبود یافته، با این حال شركت‌ها همچنان به‌صورت مداوم از جانب  OSHA (سازمان سلامت و ایمنی در محیط کار )اخطاریه دریافت می‌كنند و كارگران همچنان توسط ابزارآلات وتجهیزات و ماشین‌های ابزار مجروح، و حتی كشته می‌شوند.

در اوایل دهه ۱۹۰۰ ماشین‌آلاتی كه در آنها انتقال قدرت توسط تجهیزاتی مثل چرخ‌دنده‌ها، تسمه‌ها، قرقره‌ها و میل‌گردان‌ها انجام می‌شد، اغلب بدون حفاظ كار می‌كردند. درآن زمان پیچ‌های مخروطی كه در شفت‌ها استفاده می‌شود، هنوز ابداع نشده بود و پیچ‌های ساده در بسیاری از حوادث شدید نقش داشتند. ماشین‌ها و تجهیزات بدون توجه به ایمنی كارگران ساخته می‌شدند، در نتیجه قبل از آنكه اقدامات تعریف شده‌ای برای ارتقای سطح ایمنی در محل‌های كار انجام شود، بسیاری از كارگران در اثر حوادث كشته شده یا به شدت مجروح می‌شدند.

اولین استفاده از حفاظ ماشین‌آلات در سال ۱۸۶۸ به صورت اینترلاك مكانیكی بود. به دنبال آن روش‌های دیگر به عنوان روش‌های حفاظ‌گذاری ماشین‌آلات و ابزارها توسعه یافتند. پس از آن استانداردها تهیه شدند و برنامه‌هایی به منظور كنترل كارخانجات برای اجرای این استانداردها اجرا شدند. بسیاری از آن استانداردها امروزه هم برای حفاظت از كارگران استفاده می‌شود.

از بسیاری از ماشین‌های ابزار ساخته شده در دهه‌های ۱۹۴۰، ۱۹۵۰، ۱۹۶۰ هنوز هم استفاده می‌شود. این ماشین‌آلات از لحاظ حفاظ‌گذاری ممكن است طراحی ضعیفی داشته باشند یا حفاظ‌گذاری آنها نامناسب بوده و یا بدون حفاظ باشند. این شرایط اپراتور را با خطرات جدی روبرو می‌كنند.

نقش حفاظتی اینترلاک در صنعت برق :

در پستهای فشار قوی ، تعدادی از کلید زنی ها به ترکیب و حالات تجهیزات پست، بستگی داشته و نیاز به یکسری کلید زنی های ترتیبی دارند . برای ورود یا خروج صحیح تجهیزات در مدار و دسترسی پرسنل تعمیر و نگهداری تجهیزات به اینترلاکهای مناسب، نیاز می باشد تا بدین ترتیب از کلیدزنی غیر مجاز در پست جلوگیری بعمل آمده و ایمنی پرسنل برای دسترسی به پست، تضمین گردد.

سلامت پرسنل در طول بهره برداری و تعمیر و نگهداری تجهیزات و باز و بست کلید و سکسیونر باید تضمین شود.

 مبحث اینترلاک در ارتباط با کنترل پست و پرسنل تعمیر و نگهداری مطرح شده و در طول طراحی پستهای فشار قوی، در نظر گرفته می شود. با استفاده از اینترلاکهای مناسب، می توان احتمال خطای ناشی از اشتباه شخصی را به حداقل رسانده و تجهیزات مورد نظر را حفاظت نمود و به عملکرد صحیح کلیدها و سکسیونرها دست یافت.

سیستم اینترلاک چیست؟

اینترلاکها چه در بهرهبرداري عادي از سیستم و چه در حفظ ایمنی پرسنل در فرایند تعمیر و نگهداري مورد نیاز هستند.

اینترلاک چه کاربردی دارد؟

بطور کلی هرگونه کلیدزنی ترتیبی و یا وابستگی عملکرد کلیدها به همدیگر توسط طرحهاي اینترلاك عملی میشود.

در تابلو های فشار متوسط و پستهاي فشارقوي ، تعدادي از کلیدزنیها به ترکیب و حالات تجهیزات پست بستگی داشته و ترتیبی هستند.

اینترلاک بین تجهیزات توسط کنتاکتهای کمکی و ترکیبات آنها در مدار عمل کننده کلید یا سکسیونر، انجام می گیرد. بنابراین یک کلید یا سکسیونر، زمانی عمل می کند که کنتاکتهای کمکی کلیدها یا سکسیونرهای دیگر در شرایطی باشند که اجازه شروع را بدهند. بدین ترتیب، حالت باز یا بسته بودن یک کلید، از چگونگی وضعیت کنتاکت کمکی آن مشخص می گردد.

در پستهای فشار قوی، اینترلاکهای مختلفی بکارمی روند که تعدادی از آنها در اکثر پستها مشترک بوده و در شکل صفحۀ۱۰ نمایش داده شده است. برای فراهم آوردن اینترلاک مناسب در پست بخصوص، تعدادی از این ترکیبهای پایه در هم ادغام شده و نیازمندی پست را برآورده می کند.

انواع سیستم های اینترلاک:

طرحهاي اینترلاك از نظرمکانیزم عملکرد به دو دسته تقسیم میشوند:

۱)اینترلاک های مکانیکی

۲)اینترلاک های الکتریکی

در تابلو های فشار متوسط و پستهاي فشار قوي اینترلاك مکانیکی تقریباً تنها در مورد سکسیونر و تیغه زمین آن بکار میرود و سایر طرحهاي اینترلاك الکتریکی بوده و توسط کنتاکهاي کمکی  طرح ریزي میگردند.

اینترلاک های مکانیکی:

اینترلاک مکانیکی ، با قرار دادن ضامن (که می تواند دسته یا هندل عمل دهنده باشد) درون مکانیزم مکانیکی دستگاه و قفل کردن آن حاصل می‌شود.

اینترلاک های الکتریکی:

اینترلاکهای الکتریکی، توسط بکارگیری کنتاکتهای کمکی تجهیزات که نشاندهندة حالت آنها می باشند ، انجام می گیرند .

 ادغام این کنتاکتها در مدار فرمان تجهیزات مورد نظر ، از وقوع کلیدزنی نامناسب جلوگیری می نماید.

انواع اینترلاک از نظر بهره برداری:

۱) اینترلاک های عملیاتی:

اینترلاکهاي عملیاتی جهت بهرهبرداري عادي از پست مورد نیاز هستند و از کلیدزنی هاي غیرمجاز جلوگیري میکنند. منظور از کلیدزنی غیرمجازدر این حالت، کلیدزنیهایی هستند که بهرهبرداري عادي و نرمال شبکه را به خطر می اندازند، مانند موازي کردن منابع قدرت غیرسنکرون و یا کلیدزنی هایی که سطح اتصال کوتاه را به مقادیر غیر مجاز افزایش میدهند.

۲) اینترلاک های تعمیر و نگهداری

اینترلاکهاي تعمیر و نگهداري در پستهاي فشار قوي تضمین کننده حفظ ایمنی پرسنل در فرآیند تعمیر و نگهداري است.

به عنوان یک قانون کلی، هر بخشی که عملیات تعمیر و نگهداري بر روي آن انجام میگیرد بایستی از کلیه منابع تغذیه ایزوله شده وزمین گردد.

این عمل توسط طرحهاي مناسب اینترلاك تعمیر و نگهداري انجام میشود.

لازم به ذکر است که اینترلاکهاي تعمیر ونگهداري که به منظور تامین ایمنی تجهیزات و پرسنل در سیستم کنترل اعمال میگردند نباید مانع انجام مانورهاي لازم دربهره برداري پست باشند و یا انجام این مانورها را مشکل سازند.

طرح های اینترلاک:

اینترلاکها توسط بکارگیري کنتاکتهاي کمکی تجهیزات که نشاندهنده حالت آنها می باشند، انجام میگیرند.

 ادغام این کنتاکها درمدار فرمان تجهیزات موردنظر، از وقوع کلیدزنی نامناسب جلوگیري مینماید.

با استفاده از اینترلاکهاي مناسب میتوان احتمال خطاي ناشی از اشتباه شخصی را به حداقل رسانده و تجهیزات مورد نظر را حفاظت نمود و به عملکرد صحیح کلیدها و سکسیونرهادست یافت.

کلیه کلیدها، سکسیونرها و تیغه هاي زمین باید داراي اینترلاك صحیح باشند تا از عملکرد غیر مطلوب آنها جلوگیري بعمل آید.

اینترلاك عملیاتی متناسب با عملکرد کلیدزنی در سیستم است و مجموعهاي از کلیدزنیهاي مناسب را اعمال مینماید.

در اینترلاك تعمیر و نگهداري، تعدادي کلیدزنی براي امنیت تجهیزات پرسنل فراهم میشود.در طراحی ترکیبهاي مختلف اینترلاك، فرضیات زیر انجام میگیرد:

·        سکسیونرها توانایی وصل یا قطع جریانهاي خازنی خطوط هوایی و بانکهاي خازنی را ندارند.

·        سکسیونرها توانایی وصل یا قطع جریانهاي مغناطیس کنندگی ترانسفورماتورها را ندارند.

·        سکسیونرها توانایی دشارژ کردن بانک های خازنی را ندارند.

·        چنانچه تیغه زمین مربوط به سکسیونر خط بسته باشد، سکسیونر خط نباید عمل کند.

·        جهت انجام آزمون، کلید قدرت از محوطه پست بسته نخواهد شد مگر اینکه سکسیونرهاي مربوطه باز باشند.

·        سکسیونر باي پس یک کلید تنها هنگامی بسته میشود که کلید کوپلاژ بسته شده باشد و سایر فیدرها به شینه شماره۱ متصل باشند.و بازبینی سنکرونیزم بسته میشود (به شرط HV ترانسفورماتور پس از اطمینان از بسته شدن کلید LV – کلید سمت وجود سیستم سنکرون چک در پست)

·        تیغه زمین تغییر حالت نمیدهد مگر اینکه مداري که سکسیونر بر روي آن نصب شده است، از تمام منابع تغذیه ایزوله شده باشد (براي زمین کردن از رله ولتاژ صفر سه فاز بهره گرفته میشود).

    منطق اینترلاك براي ترتیب صحیح کلیدزنی سکسیونرها و کلیدها به دو طریق انجام میگیرد:

• یک روش استفاده از رله ها وروش دیگر بکارگیري کامپیوتر است.
• انتخاب بین دو روش به پیچیدگی سیستم و قابلیتهاي حفاظت و کنترل پست بستگی داردکه توسط طراح برگزیده میشود.
• در حالت استفاده از رله ها، اینترلاك بین تجهیزات توسط کنتاکهاي کمکی و ترکیبات آنها در مدار عمل کننده کلید یاسکسیونر انجام میگیرد.

•  بنابراین یک کلید یا سکسیونر، زمانی عمل میکند که کنتاکتهاي کمکی کلیدها یا سکسیونرهاي دیگردر شرایطی باشند که اجازه شروع را بدهند. بدین ترتیب، حالت باز یا بسته بودن یک کلید، از چگونگی وضعیت کنتاکهاي کمکی آن مشخص میگردد.

• از سیستمهاي کامپیوتري میتوان به عنوان مونیتورینگ سیستم و هم به عنوان اینترلاك عملیاتی استفاده نمود. دراینصورت، کامپیوتر اپراتور را آگاه میسازد که بستن یک کلید یا سکسیونر صحیح است.

•  در صورتیکه کامپیوتر بصورت عملیاتی بکار رود، از عمل کردن نامطلوب کلید یا سکسیونر جلوگیري میکند.
• در سیستمهاي کامپیوتري از دو کامپیوتر به عنوان اصلی و آماده به خدمت به عهده گرفته میشود تا قابلیت اطمینان ۱۰ ساله طراحی میگردند. که  زمان بین خطای سیستم(MTBF)  افزایش یابد.

• این سیستمها معمولاً براي زمان متوسط بین خرابی هاي سیستمها اجازه میدهند که تعداد کلیدهاي تحت نظارت بدون نیاز به تغییر نرم افزار افزایش یابد.

 اینترلاک های عملیاتی:

در طرح هایی که داراي یک شینه اصلی هستند و از منابع مختلف تغذیه میشوند، همواره بایستی تنها یک منبع به شینه متصل باشد. در طرحه ایی با چند شینه، کلید کوپلاژ تنها در حالتی بسته میشود که با بسته شدن آن منابع مجزا با هم موازي نشوند.

درطرح هایی که ترانسفورماتور وجود داردکلید HV فقط در صورت باز بودن کلید LV  بسته می شود.

 و در عین حال سنکرون بودن منابع نیز چک میشوند.

به عبارتی براي موازي کردن دو ترانسفورماتور اولاً لازم است که ترتیب کلیدزنی از فشارقوي به فشارضعیف باشد و همچنین کلید فشارضعیف تنها در صورتی بسته شود که خروجی دو ترانسفورماتور با یکدیگر سنکرون باشند.

بدیهی است که کلیه نیازمندی هاي لازم براي موازي شدن دو ترانسفورماتور همچون یکسان بودن گروه برداري و غیره نیز بایستی رعایت شده باشد.

اینترلاک های تعمیر و نگهداری:

طرح اینترلاك تعمیر و نگهداري اساساً با ایمنی پرسنل مرتبط است (در زمانیکه تعمیر و نگهداري بر روي تجهیزات الکتریکی انجام میگیرد).

 صدمات دستگاهها را نیز بایستی مدنظر داشت اما احتمال آن کمتر است زیرا دستگاهها در خلال تعمیرات درحال کار نمیباشند.

چنانچه پرسنل تعمیر و نگهداري بخواهد بر روي نقطه اي در پست کار کند، شرایط زیر باید فراهم شود:

·        این نقطه از تمام منابع تغذیه جدا گردد.

·        چک شود که از منابع تغذیه ایزوله شده است.

·        تجهیزات تحت بررسی پرسنل زمین شود.

·        چک شود که زمین کردن با موفقیت انجام شده است.

·        اجازه کار کردن را صادر نماید.

این سیستم اطمینان میدهد که تمام سکسیونرها و تیغه هاي زمین عمل کرده و سپس دسترسی پرسنل به تجهیزات را مجازمیداند.

برای تعمیر و نگهداری کلید بایستی اینترلاکهاي زیر برقرار باشد:

·        با انتخاب موقعیت تعمیر توسط پرسنل، باید از ارسال فرمان وصل از راه دور جلوگیري شود.

·        سکسیونرهاي دو طرف کلید باید بازشده و کلید زمین شود.

·        سکسیونرهاي دو طرف کلید باید با کنتاك تعمیر و نگهداري کلید اینترلاك داشته و فرمان وصل نگیرند.

·        براي تعمیر و نگهداري سکسیونر باید اینترلاکهاي زیر در نظر گرفته شوند:

·        سکسیونر در زمان تعمیر باید باز شده و تیغه زمین آن وصل گردد و طرف دیگر سکسیونر با روشهاي مختلف در محلباید زمین گردد.

·        فرمان بستن سکسیونر باید با تیغه زمین اینترلاك الکتریکی و مکانیکی داشته باشد تا از راه دور عمل نکند.

پیاده سازی اینترلاک ها:

نحوه پیادهسازي اینترلاکها بستگی به نوع سیستم کنترل پست دارد.

در پستهاي قدیمی، پیاده سازي به کمک اتصالات سري وپیاده سازي ،DCS موازي کنتاکتهاي کمکی تجهیزات (کلید و سکسیونر) انجام میگرفت اما در پستهاي مدرن با سیستم کنترل تعریف میشود و  (BCU)اینترلاک ها بصورت نرم افزاري میباشد.

 در این سیستمها اینترلاکهاي یک بی در داخل واحد کنترل بی ها بصورت نرم افزاري اجرا میشود. اینترلاک هاي بین بی هاي مختلف، در یک سطح کنترلی بالاتر ازBCU علاوه بر اینترلاکهاي نرم افزاري لازم است که اینترلاکهاي مکانیکی مورد نیاز نیز تأمین گردد.