یکی از اتفاقات ناگوار و تا حدّی جبران ناپذیر در تابلوهای فشارمتوسط ، ایجاد انفجار در داخل تابلوی برق (Internal Arc) است که صدمات جدّی تابلو و بهره‌بردار در تماس با تابلو را به همراه دارد.
انفجار در داخل تابلوهای برق در اثر ایجاد یک اتصال‌کوتاه داخل تابلوی برق اتفاق می‌افتد که به دلیل حرارت بوجود آمده ، هوا یونیزه‌شده و گازهای مختلفی داخل تابلو بوجود می‌آید که همزمان فشار هوای داخل تابلو نیز افزایش پیدا می‌کند که انفجار و صدای مهیبی را به همراه خواهد داشت.
هنگام بوجود آمدن یک اتصال‌کوتاه در داخل تابلوی برق به تدریج شدت تخریب داخل تابلو افزایش پیدا می‌کند ، با سپری شدن زمان ، میزان سوختگی و صدمه تابلو به تدریج افزایش پیدا می‌کند و با ذوب‌شدن و سوختن عایق کابل‌ها شروع و به تدریج به ذوب‌شدن هادی‌های مسی و در نهایت به سوختن و ذوب‌شدن بخش‌های فلزی تابلو ، می‌انجامد.
در شکل شماره یک اثرات ایجاد یک اتصال‌کوتاه داخل تابلوی برق به شکل یک دیاگرام به نمایش درآمده است
بدیهی است که با تشخیص سریعتر اتصال‌کوتاه و قطع تغذیه تابلو ، میزان خسارت وارد‌شده به تابلو کمتر می‌گردد.
قطع‌شدن تغذیه سیستم در اثر اتصال‌کوتاه در داخل تابلوی برق با تشخیص رله‌های حفاظتی از طریق ترانسفورمر‌های جریان و فرمان رله حفاظتی به کلید قدرت تابلو انجام می‌گردد.
با توجه به انرژی حاصل‌شده از قوس الکتریکی داخل تابلو و گازهای خارج‌شده از تابلو امکان تخریب پست برق نیز دور از انتظار نبوده و در شکل شماره ۴ ، یک نمونه از تخریب پست‌های برق به دلیل انفجار داخلی تابلو به نمایش درآمده است.
سیستم سنتی حفاظت در مقابل اتصال‌کوتاه
در سیستم‌های سنتی حفاظت در مقابل اتصال‌کوتاه مانند شکل شماره ۵ ، جریان اتصال‌کوتاه از طریق ترانسفورمر‌های جریان ، حس‌شده و به رله حفاظتی منتقل می‌گردد و رله حفاظتی نیز فرمان قطع را به کلید قدرت ارسال می‌کند و در نهایت مدار قطع می‌گردد و معمولاً با احتساب زمان قطع کلید‌ها و تأخیر‌های دیگر زمان تشخیص اتصال‌کوتاه تا قطع کامل مدار حدود ۱۰۰ میلی‌ثانیه به طول می‌انجامد که بر اساس دیاگرام شکل شماره ۲ ،پس از سپری‌شدن زمان ۱۰۰ میلی‌ثانیه ، سوختن کابل‌ها و مواد عایقی صورت می‌پذیرد و با تأخیر بیشتر ، میزان خسارت بیشتر خواهد شد
سیستم تشخیص قوس الکتریکی داخل تابلو از طریق نور ناشی از قوس الکتریکی
در چنین سیستمی ، قوس‌الکتریکی داخل تابلو از طریق سنسور‌های نوری مخصوص که در نقاط مختلف تابلو نصب هستند تشخیص داده شده و به رله حفاظتی منتقل می‌گردد و سپس رله حفاظتی اقدام به فرمان به کلید قدرت کرده که در نهایت به قطع مدار منجر خواهد گردید توضیح این که همزمان با تشخیص قوس الکتریکی ، جریان فیدر نیز از طریق یک ترانسفورمر جریان دریافت شده تا نور دریافتی به عنوان قوس الکتریکی ناشی از اتصال‌کوتاه قلمداد گردد.
در این نوع سیستم لازم است رله‌های تشخیص نور ناشی از قوس الکتریکی (Arc Detection) به همراه سنسور‌های نوری وجود داشته و یا رله‌های حفاظتی مورد استفاده قرارگرفته دارای امکان نصب سنسور‌های نوری باشند.
در این نوع سیستم نیز تشخیص قوس الکتریکی از طریق نور ، زمان تشخیص خطا را کاهش می‌دهد ولی همچنان زمان قطع کلید‌های قدرت ، تأخیر در قطع مدار را بوجود می‌آورند که باعث ایجاد خسارت به تابلو می‌گردد.
سیستم کلید زمین فوق سریع (Ultra-Fast Earthing Switch – UFES)
در این سیستم که بسیار مدرن می‌باشد، عیب سیستم قبلی که همان تأخیر در قطع مدار به دلیل زمان قطع کلید‌های قدرت سنتی می‌باشد ، کاملاً برطرف شده است و از یک تجهیز منحصر به فرد بنام UFES بهره‌گرفته می‌گردد که در حقیقت یک کلید زمین بین بخش‌های برق‌دار و زمین می‌باشد و این کلید زمین برخلاف کلید‌های زمین سنتی و متداول پس از دریافت فرمان در سریعترین شکل ممکن بسته می‌گردد و در داخل خود اتصال فاز به زمین را بوجود می‌آورد که باعث می‌گردد مسیر اتصال‌کوتاه از طریق این تجهیز بسته گردد و در داخل تابلو قوس الکتریکی بوجود نیامده و صدمات به تابلو را به همراه نداشته باشد. بدیهی است که با ایجاد اتصال‌کوتاه توسط این تجهیز ، رله‌های حفاظتی نیز در نهایت مدار را قطع می‌کنند ولی هدف اصلی منحرف‌کردن مسیر جریان اتصال‌کوتاه به یک مسیر امن با مقاومت حداقل می‌باشد.
عملکرد تجهیز UFES
عملکرد این تجهیز به این شکل است که با اعمال سیگنال الکتریکی به تجهیز ، یک چاشنی کوچک در UFES منفجر شده و باعث ایجاد گاز و فشار به یک پیستون می‌گردد که آن پیستون یک کنتاکت متحرک را به همراه دارد و همزمان با انفجار چاشنی و حرکت پیستون ، کنتاکت متحرک با سرعت فوق‌العاده زیاد به کنتاکت ثابت برخورد کرده و اتصال‌کوتاه ایجاد می‌نماید.
در شکل شماره 10 ، بخش‌های داخلی تجهیز UFES به نمایش درآمده است.
در شکل شماره 11: تجهیز UFES ،در حالت باز و بسته‌شده به نمایش درآمده است.
عملکرد رله UFES از طریق عملکرد رله‌های تشخیص نور بوده که فرمان این رله‌ها نیز از طریق فیبر نوری به رله عمل‌کننده UFES ارسال می‌گردد و آن تجهیز نیز فرمان آتش به UFES می‌دهد.
با توجه به مواردی که عنوان گردید زمان عملکرد سیستم UFES از زمان شروع قوس بسیار کم و حدود ۴ میلی‌ثانیه می‌باشد !
برای حصول این مقدار زمان کوتاه لازم است علاوه بر استفاده از تجهیز UFES ،عملیات تشخیص قوس الکتریکی و فرمان به آن نیز در زمان کوتاهی صورت پذیرد.
نصب تجهیز UFES در بخش‌های مختلف تابلوهای فشارمتوسط
تجهیز UFES را می‌توان در بخش‌های مختلف تابلوهای فشارمتوسط مورد استفاده قرار داد مانند بخش سرکابل ، شینه اصلی تابلو و …..
