Видове автоматични прекъсвачи и тяхното значение

Видове автоматични прекъсвачи и тяхното значение

В света на електричеството и електрониката има много случаи, в които се случва нещастие. Това ще доведе до сериозни щети на сгради, офиси, къщи, училища, индустрии и др. Надеждното напрежение и ток не са правилни, въпреки че са взети мерки за безопасност. След като се монтират прекъсвачи, той ще контролира внезапното покачване на напрежението и тока. Ще помогне при всяка авария. Прекъсвачите са като сърцето на електрическата система. Има различни видове прекъсвачи, където те са инсталирани според рейтинга на системата. В къщата се използват различни видове прекъсвачи, а за промишлеността се използва друг тип прекъсвачи. Нека обсъдим подробно различните видове прекъсвачи и тяхното значение.



Какво е прекъсвач?

Електрическият прекъсвач е комутационно устройство, което може да се управлява автоматично или ръчно за защита и управление на електрическа система . В съвременната енергийна система дизайнът на прекъсвача се е променил в зависимост от огромните токове и за предотвратяване на дъгата по време на работа.


Прекъсвач

Прекъсвач





Електричеството, което идва към къщите или офисите, училищата или индустриите или други места от електроразпределителните мрежи, образува голяма верига. Тези линии, които са свързани към електроцентралата, образуваща се в единия край, се наричат ​​горещ проводник, а останалите линии, свързващи се със земята, образуващи друг край. Винаги, когато електрическият заряд протича между тези две линии, той развива потенциал между тях. За пълната верига свързването на товари (уреди) предлага устойчивост на потока от заряд и цялата електрическа система в къщата или промишлеността ще работи безпроблемно.

Те работят безпроблемно, стига уредите да са достатъчно устойчиви и да не причиняват свръхток или напрежение. Причините за нагряване на проводниците са твърде много заряд, протичащ през веригата, или късо съединение или внезапно свързване на проводника с горещ край към заземяващия проводник би нагрело проводниците, причинявайки пожар. Прекъсвачът ще предотврати такива ситуации, които просто прекъсват останалата верига.



Основна работа на типове автоматични прекъсвачи

Е, ние сме наясно какво е прекъсвач . Сега този раздел обяснява принцип на работа на прекъсвача .

Като електроинженер е от решаващо значение да знаете работата на това устройство, не само инженер, но и хората, които са в тази област, те трябва да са наясно с това. Устройството включва чифт електроди, където единият е статичен, а другият е подвижен. Когато двата контакта осъществят контакт, веригата се затваря и когато тези контакти не са заедно, веригата преминава в затворено състояние. Тази операция зависи от необходимостта на работника дали веригата трябва да бъде в отворено или затворено състояние в началната фаза.


Условие 1: Да приемем, че устройството е затворено на първия етап, за да създаде верига, когато има някакви повреди или когато работникът мисли да се ОТВОРИ, тогава логичният индикатор стимулира релето за изключване, което прекъсва двата контакта, като осигурява движение подвижната намотка, която е далеч от постоянната намотка.

Тази операция изглежда толкова проста и лесна, но истинското усложнение е, че когато няколко контакта са далеч заедно, ще има огромни временни потенциални вариации между няколко контакта, които улесняват прехода на голям електрон от висок към нисък потенциал. Докато тази временна междина между контактите действа и диелектрик, за да се преместят електроните от един на друг електрод.

Когато потенциалната вариация е по-голяма от силата на диелектричната якост, тогава ще има движение на електрони от един електрод към друг. Това йонизира диелектричния режим, който може да насочи към създаване на огромно запалване между електродите. Това запалване се нарича ДЪГА . Дори това запалване остава за няколко микросекунди, то има способността да повреди цялото прекъсващо устройство, причинявайки щети на цялото оборудване и корпуса. За да се елиминира това запалване, диелектричната способност, която разделя двата електрода, трябва да бъде угасена преди веригата да се повреди.

Arc Феномен

По време на работата на прекъсвачите дъгата е тази, която трябва да се наблюдава ясно. Така че явление на дъгата в прекъсвачите се извършва по време на дефектни случаи. Например, когато има обширен поток от ток през контактите преди да се осъществи защитният подход и да инициира контактите.

В момента, в който контактите са в състояние ОТВОРЕНО, тогава контактната площ бързо намалява и се случва нарастване на плътността на тока поради огромния SC ток. Това явление насочва към повишаване на температурата и това генериране на топлина е достатъчно за йонизираща прекъсваща среда. Йонизираната среда изпълнява функциите, когато проводникът и дъгата се задържат между контактите. Дъгата създава минимален път на съпротивление за контактите и ще има поток от огромен ток през цялото време на съществуване на дъгата. Това състояние уврежда работата на прекъсвача.

Защо се случва Arc?

Преди да знаем подходите за прекратяване на дъгата, нека оценим параметрите, които са отговорни за случването на дъгата. Причините са:

  • Потенциалната вариация между контактите
  • Йонизирани частици, които са между контактите

Тази потенциална вариация между контактите е достатъчна за съществуването на дъга, тъй като разстоянието на контакта е минимално. Освен това йонизиращата среда притежава способността да запазва дъгата.

Тези са причини за дъгата поколение.

Класификация на прекъсвачите

Различните видове прекъсвачи с високо напрежение включват следното

  • Въздушен прекъсвач
  • Прекъсвач SF6
  • Вакуумен прекъсвач
  • Маслен прекъсвач
  • Въздушен прекъсвач
Видове автоматични прекъсвачи

Видове автоматични прекъсвачи

Въздушен прекъсвач

Този прекъсвач ще работи във въздуха, охлаждащата среда е дъга при атмосферно налягане. В много страни въздушният прекъсвач се заменя с маслен прекъсвач. За масления прекъсвач ще обсъдим по-нататък в статията. Поради това значението на ACB все още е за предпочитане да се използва въздушен прекъсвач до 15KV. Това е така, защото масленият прекъсвач може да се запали, когато се използва при 15V.

Прекъсвач тип въздух

Прекъсвач тип въздух

Двата вида въздушни прекъсвачи са

  • Обикновен въздушен прекъсвач
  • Прекъсвач на въздушен бласт

Прекъсвач за обикновен въздух

Прекъсвачът с обикновен въздух се нарича още прекъсвач с кръстосан взрив. При това прекъсвачът е снабден с камера, която обгражда контактите. Тази камера е известна като дъгообразен улей.

Тази дъга е направена за задвижване в нея. За постигане на охлаждане на въздушния прекъсвач ще помогне дъгопровод. От огнеупорния материал се прави дъгови улей. Вътрешните стени на дъговия улей са оформени по такъв начин, че дъгата да не се принуждава в близост. Той ще влезе в канала за навиване, проектиран върху дъгова стена.

Дъговият улей ще има много малки отделения и има много отделения, които са метални отделени плочи. Тук всяко от малките отделения се държи като мини-дъгови улей, а металната разделителна плоча действа като дъгоразделители. Всички дъгови напрежения ще бъдат по-високи от системното напрежение, когато дъгата се раздели на серия от дъги. За предпочитане е само за приложения с ниско напрежение.

Автоматичен прекъсвач

Прекъсвачите Airblast се използват за системно напрежение от 245 kV, 420 kV, а също и повече. Прекъсвачите на Airblast са два вида:

  • Аксиален взривен прекъсвач
  • Аксиален взрив с плъзгащ се движещ се контакт.

Аксиален взривател

В аксиалния прекъсвач на бластера, подвижният контакт на аксиалния прекъсвач ще бъде в контакт. Отворът на дюзата е фиксиран към контакта на прекъсвача при нормално затворено състояние. Неизправност възниква, когато в камерата се въведе високо налягане. Напрежението е достатъчно, за да поддържа въздух с високо налягане, когато тече през отвора на дюзата.

Тип въздушен взрив

Тип въздушен взрив

Предимства на Air-Blast Circuit Beaker
  • Използва се там, където се налага честа работа поради по-малка енергия на дъгата.
  • Той е без риск от пожар.
  • Малък по размер.
  • Изисква по-малко поддръжка.
  • Загасяването на дъгата е много по-бързо
  • Скоростта на прекъсвача е много по-висока.
  • Времевата продължителност на дъгата е еднаква за всички стойности на тока.
Недостатъци на въздушния прекъсвач
  • Изисква допълнителна поддръжка.
  • Въздухът има относително по-ниски свойства на гасене на дъгата
  • Съдържа въздушен компресор с голям капацитет.
  • От кръстовището на въздушната тръба може да има вероятност от изтичане на въздушно налягане
  • Има шанс за повишаване на високата скорост на повторно удряне на ток и напрежение.
Приложение и употреба на въздушен прекъсвач
  • Използва се за защита на растения, електрически машини, трансформатори, кондензатори и генератори
  • Въздушен прекъсвач също се използва в системата за споделяне на електричество и GND около 15Kv
  • Също така се използва в приложения с нисък, както и висок ток и напрежение.

Прекъсвач SF6

В прекъсвача SF6 тоководещите контакти работят в сярен хексафлуориден газ, известен като прекъсвач SF6. Това е отлично изолационно свойство и висока електронегативност. Може да се разбере, че високият афинитет на поглъщането на свободни електрони. Отрицателният йон се образува, когато свободен електрон се сблъска с молекулата на газ SF6, който се абсорбира от тази молекула газ. Двата различни начина на свързване на електрон с молекули на газ SF6 са

SF6 + e = SF6
SF6 + e = SF5- + F

Образуваните отрицателни йони ще бъдат много по-тежки от свободния електрон. Следователно, в сравнение с други общи газове, общата подвижност на заредената частица в SF6 газа е много по-малка. Подвижността на заредените частици е главно отговорна за провеждането на ток през газ. Следователно, за по-тежки и по-малко подвижни заредени частици в газ SF6, той придобива много висока диелектрична якост. Този газ има добри свойства за пренос на топлина поради ниския газообразен вискозитет. SF6 е 100 пъти по-ефективен в среда за гасене на дъга, отколкото въздушен прекъсвач. Използва се както за електрическа система със средно, така и за високо напрежение от 33KV до 800KV.

Прекъсвачи SF6

Прекъсвачи SF6

Видове автоматични прекъсвачи в SF6

  • Прекъсвач SF6 с един прекъсвач, приложен до 220
  • Два прекъсвача SF6 прекъсвач, приложени до 400
  • Четири прекъсвача SF6 прекъсвач, приложени до 715V

Вакуумен прекъсвач

Вакуумният прекъсвач е верига, в която вакуум се използва за изчезване на дъгата. Той има диелектричен характер за възстановяване, отлично прекъсване и може да прекъсне високочестотния ток, който е резултат от нестабилността на дъгата, наложен върху линейния честотен ток.

Принципът на работа на VCB ще има два контакта, наречени електроди, ще останат затворени при нормални работни условия. Да предположим, че когато възникне неизправност в която и да е част от системата, тогава намотката за изключване на прекъсвача се захранва и накрая контактът се отделя.

Вакуумен прекъсвач

Вакуумен прекъсвач

В момента контактите на прекъсвача се отварят във вакуум, т.е. 10-7 до 10-5 Torr се образува дъга между контактите чрез йонизиране на метални пари от контакти. Тук дъгата бързо се гаси, това се случва, защото електроните, металните пари и йони, произведени по време на дъгата, кондензират бързо на повърхността на CB контактите, което води до бързо възстановяване на диелектричната якост.

Предимства

  • VCB са надеждни, компактни и с дълъг живот
  • Те могат да прекъснат всеки ток на повреда.
  • Няма да има опасност от пожар.
  • Не се създава шум
  • Има по-висока диелектрична якост.
  • Изисква по-малко мощност за управление.

Маслен прекъсвач

При този тип верига се използва прекъсващо масло, но минералното масло е за предпочитане. Действа по-добре като изолационно свойство от въздуха. Подвижният контакт и неподвижният контакт са потопени във вътрешността на изолационното масло. Когато се извърши разделянето на тока, тогава носещите контакти в маслото, дъгата в прекъсвача се инициализира в момента на разделяне на контактите и поради тази дъга в маслото се изпарява и разлага във водороден газ и накрая създава водороден балон около дъгата.

Този силно компресиран газов балон наоколо и дъгата предотвратява повторното удряне на дъгата, след като токът достигне нулеви пресичания на цикъла. OCB е най-старият тип прекъсвач.

Различни видове автоматични прекъсвачи по тип масло

  • Прекъсвач за насипно масло
  • Минимален прекъсвач на маслото

Прекъсвач за насипно масло (BOCB)

В BOCB маслото се използва за дъгообразна охлаждаща среда, а също и за изолираща среда между земните части на прекъсвача и тоководещите контакти. Използва се същото трансформаторно изолационно масло.

Принципът на работа на BOCB казва, че когато носещите ток контакти в маслото са разделени, тогава между отделените контакти се генерира дъга. Дъгата, която е установена, ще произведе бързо нарастващ газов балон около дъгата. Подвижните контакти ще се отдалечат от неподвижния контакт на дъгата и това води до увеличаване на съпротивлението на дъгата. Тук повишеното съпротивление ще доведе до понижаване на температурата. Следователно редуцираните образувания на газове обграждат дъгата.

Когато токът премине през нулево пресичане, се извършва закаляване на дъгата в BOCB. В напълно херметичния съд газовият балон е затворен вътре в маслото. Маслото ще обгради високо налягане върху балона, което води до силно компресиран газ около дъгата. Когато налягането се увеличи, дейонизацията на газа също се увеличава, което води до охлаждане на дъгата. Водородният газ ще помогне за охлаждане на охлаждането на дъгата в масления прекъсвач.

Предимства
  • Добро охлаждащо свойство поради разлагане
  • Маслото има висока диелектрична якост
  • Той действа като изолатор между земята и частите под напрежение.
  • Използваното тук масло ще абсорбира енергията на дъгата, докато се разлага
Недостатъци
  • Това няма да позволи висока скорост на прекъсване
  • Отнема дълго време на дъгата.

Минимален прекъсвач на маслото

Това е прекъсвач, който използва масло като прекъсваща среда. Минималният прекъсвач на маслото ще постави прекъсващия блок в изолационна камера при потенциал под напрежение. Но в прекъсващата камера има изолационен материал. Изисква по-малко количество масло, така че се нарича минимален прекъсвач на маслото.

Предимства
  • Изисква по-малко поддръжка.
  • Подходящ е както за автоматична работа, така и за ръчна.
  • Изисква по-малко пространство
  • Цената на прекъсващата способност в MVA също е по-малка.
Недостатъци
  • Петролът се влошава поради карбонизацията.
  • Има възможност за експлозия и пожар
  • Тъй като има по-малко количество масло, така се увеличава и карбонизацията.
  • Много е трудно да се отстранят газовете от пространството между контактите.

Освен това прекъсвачите са класифицирани въз основа на различни типове, а те са:

Въз основа на класа на напрежението

Първоначалната категоризация на прекъсвачите зависи от функционалното напрежение, което трябва да се използва. Съществуват главно два вида прекъсвачи, базирани на напрежение, и това са:

  • Високо напрежение - да се прилага при нива на напрежение над 1000V. Те са разделени на 75kV и 123kV устройства.
  • Ниско напрежение - да се прилага при нива на напрежение под 1000V
Въз основа на вида на инсталацията

Тези устройства също са разделени в зависимост от мястото на инсталиране, което означава или затворени, или открити места. Като цяло те работят при изключително високо ниво на напрежение. Затворените прекъсвачи са проектирани да се използват вътрешно в сградата или тези, които имат непроницаеми за времето съединения. Решаващата вариация между тези два вида е опаковъчните конструкции и съединения, докато вътрешният дизайн, като настоящото оборудване и функционалност на задържане, е почти сходен.

Въз основа на типа външен дизайн

В зависимост от физическата конструкция, прекъсвачите отново са два вида:

Тип мъртъв резервоар - Тук комутационното оборудване е разположено в съда в базовия потенциал и е затворено от екраниращата среда и прекъсвачите. Те се използват най-вече в щатите на САЩ.

Тип резервоар на живо - Тук комутационното оборудване е разположено в съда с максимален потенциал и това е затворено от екраниращата среда и прекъсвачите. Те се използват най-вече в Европа и азиатските държави

Въз основа на типа прекъсваща среда

Това е ключовата категоризация на прекъсвачите. Тук устройствата са класифицирани в зависимост от подхода за разрушаване на дъгата и от прекъсващата среда. Като цяло и двете се появиха като решаващи параметри в конструкцията на прекъсвачите и те управляваха останалите конструктивни фактори. Като прекъсваща среда се използват предимно нефт и въздух. Освен тях има и сярен хексафлуорид и вакуум, действащи като прекъсваща среда. Тези две са най-използвани в наши дни.

Автоматични прекъсвачи HVDC

Това е комутационно устройство, което възпрепятства общия поток на тока във веригата. Когато се случи някаква повреда, създава разстояние между механичните контакти в устройството и така прекъсвачът преминава в състояние ОТВОРЕНО. Тук прекъсването на веригата е малко сложно, тъй като потокът на ток е само еднопосочен и не съществува нулев ток. Решаващото използване на това устройство е да възпрепятства обхвата на постояннотоковото напрежение с високо напрежение във веригата. Докато веригата за променлив ток безпроблемно пречи на дъгата при условие на нулев ток, тъй като разсейването на енергията е почти нула. Разстоянието на контакт трябва да възвърне диелектричната способност да издържи временното ниво на възстановяване на напрежението.

Операция на HVDC

Операция на HVDC

В случай на устройства за прекъсване на веригата с постоянен ток, проблемът е по-сложен, тъй като DC вълната няма да има нулеви токове. И задължителната дъгова обструкция води до развитието на огромни преходни нива на напрежение за възстановяване и преосмисля без липса на дъгова пречка и причинява окончателни повреди на механичните контакти. При конструирането на HVDC устройство, най-вече един е издържал на три проблема и това са:

  • Препятствие на рестрикцията на дъгата
  • Невъздържаност на съхранената енергия
  • Генериране на изкуствен нулев ток

Стандартни прекъсвачи

Тези устройства решаващо наблюдават функционалността на устройството. Тези стандартни прекъсвачи са еднополюсни и двуполюсни.

Еднополюсни прекъсвачи

Тези устройства притежават характеристиките на

  • Използва се най-вече в домакински приложения
  • Предпазва единичен захранван проводник
  • Те доставят почти 120V напрежение към веригата
  • Те притежават способността да управляват 15 ампера до 30 ампера
  • Еднополюсните прекъсвачи са в три разновидности и са в пълен размер (с ширина 1 инч), половин размер (с ширина половин инч) и двойни (с ширина един инч, състоящ се от два ключа и управлява двойка на веригите).

Двуполюсни прекъсвачи

Тези устройства притежават характеристиките на

  • Те доставят почти 120V / 240V напрежение към веригата
  • Те притежават способността да управляват 15 ампера до 30 ампера
  • Използва се най-вече в огромни приложения като нагреватели и сушилни
  • Предпазва два захранвани проводника

В тази статия различните видове прекъсвачи, т.е. въздушен прекъсвач, прекъсвач SF6, вакуумен прекъсвач и прекъсвач на маслото, са разгледани накратко, за да се разбере основна концепция за тези прекъсвачи . И тяхното подразделение също се обсъжда заедно с предимства и недостатъци. Обсъдихме всяка концепция много ясно. Ако не сте разбрали нито една от темите, смятате, че липсва каквато и да е информация или за изпълнение на някакви електрически проекти за студенти по инженерство, моля не се колебайте да коментирате в раздела по-долу.