उच्च वोल्टेज वैक्यूम सर्किट ब्रेकर - संचालन का डिजाइन और सिद्धांत

बिजली में विद्युत परिपथों को स्विच करने के लिए डिज़ाइन किए गए आधुनिक उच्च-वोल्टेज उपकरणों में, वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों को एक विशेष स्थान आवंटित किया गया है। वे 6 से 35 केवी के नेटवर्क में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और 110 या 220 केवी समावेशी योजनाओं में अक्सर कम होते हैं।

उनका रेटेड ब्रेकिंग करंट 20 से 40 kA तक हो सकता है, और उनका इलेक्ट्रोडायनामिक प्रतिरोध लगभग 50 ÷ 100 है। ऐसे सर्किट ब्रेकर या विफलता का कुल ट्रिपिंग समय लगभग 45 मिलीसेकंड है।

सर्किट के प्रत्येक चरण को इंसुलेटर द्वारा मज़बूती से अलग किया जाता है और साथ ही सभी उपकरणों को एक सामान्य ड्राइव पर संरचनात्मक रूप से इकट्ठा किया जाता है। सबस्टेशन बसबार स्विच के इनपुट टर्मिनलों और आउटपुट टर्मिनलों के आउटपुट कनेक्शन से जुड़े होते हैं।

पावर संपर्क वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के भीतर संचालित होते हैं जिन्हें न्यूनतम संपर्क प्रतिरोध और लोड और आपातकालीन धाराओं दोनों के विश्वसनीय मार्ग प्रदान करने के लिए एक साथ दबाया जाता है।

संपर्क प्रणाली का ऊपरी हिस्सा स्थायी रूप से तय होता है, और ड्राइविंग बल की कार्रवाई के तहत निचला हिस्सा अक्षीय दिशा में सख्ती से आगे बढ़ने में सक्षम होता है।

तस्वीर से पता चलता है कि संपर्क प्लेटें एक निर्वात कक्ष में स्थित हैं और विद्युत चुम्बकों के स्प्रिंग्स और कॉइल के तनाव बलों द्वारा नियंत्रित छड़ों द्वारा संचालित होती हैं। रिसाव धाराओं की घटना को छोड़कर, यह पूरी संरचना इंसुलेटर की एक प्रणाली के अंदर स्थित है।

निर्वात कक्ष की दीवारें शुद्ध धातुओं, मिश्र धातुओं और विशेष सिरेमिक रचनाओं से बनी होती हैं जो कई दशकों तक काम के माहौल को सुनिश्चित करती हैं। जंगम संपर्क के आंदोलनों के दौरान हवा के प्रवेश को बाहर करने के लिए, एक आस्तीन डिवाइस स्थापित किया गया है।

डीसी इलेक्ट्रोमैग्नेट का आर्मेचर कॉइल पर लागू वोल्टेज की ध्रुवीयता में बदलाव के कारण पावर कॉन्टैक्ट्स को बंद करने या उन्हें तोड़ने के लिए आगे बढ़ सकता है। ड्राइव संरचना में निर्मित एक स्थायी गोलाकार चुंबक चलती भाग को किसी भी सक्रिय स्थिति में रखता है।

स्प्रिंग्स की प्रणाली कम्यूटेशन के दौरान आर्मेचर की इष्टतम गति गति, संपर्क बाउंस को बाहर करने और दीवार संरचना में पतन की संभावना सुनिश्चित करती है।

एक सिंक्रनाइज़ शाफ्ट और अतिरिक्त सहायक संपर्कों के साथ कीनेमेटिक और इलेक्ट्रिकल सर्किट स्विच बॉडी के अंदर इकट्ठे होते हैं, जो किसी भी स्थिति में स्विच की स्थिति की निगरानी और नियंत्रण करने की क्षमता प्रदान करते हैं।

नियुक्ति

अपने कार्यात्मक कार्यों के संदर्भ में, वैक्यूम ब्रेकर उच्च-वोल्टेज उपकरण के अन्य एनालॉग्स से भिन्न नहीं होता है। प्रदान करता है:

1.निरंतर संचालन के दौरान रेटेड विद्युत शक्ति का विश्वसनीय मार्ग;

2. कामकाजी सर्किट की कॉन्फ़िगरेशन को बदलने के लिए परिचालन स्विचिंग के दौरान मैन्युअल या स्वचालित मोड में विद्युत कर्मियों द्वारा गारंटीकृत उपकरण स्विचिंग की संभावना;

3. उभरती हुई दुर्घटनाओं को कम से कम समय में स्वचालित रूप से हटाना।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के बीच मुख्य अंतर विद्युत चाप को बुझाने की विधि है जो शटडाउन के दौरान संपर्क डिस्कनेक्ट होने पर होता है। यदि इसके अनुरूप संपीड़ित हवा, तेल या SF6 गैस के लिए वातावरण बनाते हैं, तो यहां एक वैक्यूम काम करता है।

पावर सर्किट में चाप बुझाने का सिद्धांत

दोनों संपर्क प्लेटें आर्क च्यूट पोत से गैसों को 10-6÷10-8 एन / सेमी 2 तक पंप करके गठित वैक्यूम वातावरण में काम करती हैं। यह एक उच्च ढांकता हुआ ताकत बनाता है जो बेहतर ढांकता हुआ गुणों की विशेषता है।

संपर्कों के ड्राइव से आंदोलन की शुरुआत के साथ, उनके बीच एक अंतर दिखाई देता है, जिसमें तुरंत एक वैक्यूम होता है। इसके अंदर संपर्क पैड से गर्म धातु के वाष्पीकरण की प्रक्रिया शुरू होती है। इन जोड़ियों के माध्यम से लोड करंट प्रवाहित होता रहता है। यह अतिरिक्त विद्युत निर्वहन के गठन की शुरुआत करता है, एक वैक्यूम वातावरण में एक चाप बनाता है, जो वाष्पीकरण और धातु वाष्पों की रिहाई के कारण विकसित होता रहता है।

लागू संभावित अंतर की कार्रवाई के तहत, गठित आयन एक निश्चित दिशा में चलते हैं, जिससे प्लाज्मा बनता है।

इसके वातावरण में विद्युत प्रवाह का प्रवाह जारी रहता है, आगे आयनीकरण होता है।

चूँकि स्विच प्रत्यावर्ती धारा पर काम करता है, प्रत्येक आधे चक्र के दौरान इसकी दिशा उलट जाती है।जब साइन लहर शून्य को पार कर जाती है, तो कोई करंट नहीं होता है। इसके कारण, चाप अचानक बुझ जाता है और टूट जाता है, और अस्वीकृत धातु आयन अलग होना बंद हो जाते हैं और 7-10 माइक्रोसेकंड में पूरी तरह से निकटतम संपर्क सतहों या चाप बुझाने वाले कक्ष के अन्य भागों पर बस जाते हैं।

इस बिंदु पर, वैक्यूम से भरे बिजली संपर्कों के बीच की खाई की ढांकता हुआ ताकत लगभग तुरंत बहाल हो जाती है, जो लोड करंट के अंतिम शटडाउन को सुनिश्चित करती है। साइन लहर के अगले आधे चक्र में, विद्युत चाप अब नहीं हो सकता।

इस प्रकार, एक निर्वात वातावरण में एक विद्युत चाप की क्रिया को समाप्त करने के लिए, जब बिजली के संपर्क खोले जाते हैं, तो प्रत्यावर्ती धारा को अपनी दिशा बदलने के लिए पर्याप्त होता है।

विभिन्न मॉडलों की तकनीकी विशेषताएं

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर को बाहर या बंद संरचनाओं में निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। बाहरी माउंटिंग इकाइयां सिलिकॉन इन्सुलेशन के साथ बने ठोस पदों के साथ बनाई जाती हैं, और आंतरिक कार्य के लिए एपॉक्सी यौगिकों का उपयोग किया जाता है।

निर्वात कक्षों को कारखाने में मोबाइल निर्मित किया जाता है, जो ढाले हुए आवास में स्थापना के लिए इष्टतम रूप से स्थापित होते हैं। विशेष प्रकार के मिश्रित मिश्रधातुओं से बने विद्युत संपर्क पहले से ही उनके अंदर रखे जाते हैं। वे, संचालन और डिजाइन के लागू सिद्धांत के लिए धन्यवाद, विद्युत चाप के नरम शमन प्रदान करते हैं, सर्किट में ओवरवॉल्टेज की संभावना को बाहर करते हैं।

सभी वैक्यूम सर्किट ब्रेकर डिजाइनों में एक सार्वभौमिक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक एक्ट्यूएटर का उपयोग किया जाता है। यह शक्तिशाली चुम्बकों की ऊर्जा के कारण बिजली के संपर्कों को बंद या बंद अवस्था में रखता है।

संपर्क प्रणाली का स्विचिंग और फिक्सिंग «चुंबकीय कुंडी» की स्थिति से किया जाता है, जो मोबाइल आर्मेचर को फिर से जोड़ने या डिस्कनेक्ट करने के लिए मैग्नेट की श्रृंखला को स्विच करता है। अंतर्निहित वसंत तत्व विद्युत कर्मियों द्वारा मैन्युअल स्विचिंग की अनुमति देते हैं।

वैक्यूम इंटरप्रेटर, ठेठ रिले सर्किट या इलेक्ट्रॉनिक के संचालन को नियंत्रित करने के लिए, माइक्रोप्रोसेसर इकाइयां, जो सीधे ड्राइव हाउसिंग में स्थित हो सकता है या अलग-अलग कैबिनेट, ब्लॉक या पैनल में रिमोट डिवाइस से बनाया जा सकता है।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के फायदे और नुकसान

लाभों में शामिल हैं:

• डिजाइन की सापेक्ष सादगी;

• स्विच के उत्पादन के लिए कम बिजली की खपत;

• मरम्मत में सुविधा, जिसमें टूटी हुई चाप ढलान के ब्लॉक प्रतिस्थापन की संभावना शामिल है;

• अंतरिक्ष में किसी भी अभिविन्यास में संचालित करने के लिए स्विच की क्षमता;

• उच्च विश्वसनीयता;

• स्विचिंग लोड के प्रतिरोध में वृद्धि;

• सीमित आकार;

• आग और विस्फोट का प्रतिरोध;

• स्विच करते समय शांत संचालन;

• उच्च पर्यावरण मित्रता, वायुमंडलीय प्रदूषण को छोड़कर।

डिजाइन के नुकसान हैं:

• नाममात्र और आपातकालीन मोड की अपेक्षाकृत कम अनुमेय धाराएं;

• कम आगमनात्मक धाराओं के रुकावट के दौरान स्विचिंग सर्जेस की घटना;

• शॉर्ट सर्किट धाराओं को खत्म करने के संदर्भ में आर्क डिवाइस का कम संसाधन।