SF6 فلور ٹینک سرکٹ بریکر میں پارشل ڈسچارج کی شناسائی تکنالوجی اور تجزیاتی طریقہ کار پر تحقیق

فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کا سرکٹ بریکر سب سٹیشنز اور بجلی کے نظاموں میں ایک اہم کنٹرول اور حفاظت کا آلہ ہے۔ یہ بنیادی طور پر لائنوں میں نارمل لوڈ کرنٹ کو منقطع، بند کرنا اور پھیرنا، اور نظام کی خرابی کے دوران قصیر کرنٹ کو منقطع کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ انٹرپٹنگ عنصر، عایق بسٹنگ، بسٹنگ کی طرح کے کرنٹ ترانسفارمرز، آرک مٹانے والے چیمبرز، آپریشنل میکانزم، اور زمین دار کیسنگ جیسے کامپوننٹس سے مل کر بننے والا فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کا سرکٹ بریکر کا آرک مٹانے والا چیمبر زمین دار میٹل کیسنگ کے اندر رکھا جاتا ہے۔

SF₆ ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز کے لئے عایق اور آرک مٹانے کا میڈیم کام کرتا ہے۔ یکساں برقی میدان میں، اس کی عایق کشائی کی قوت ہوا کی تقریباً تین گنا ہوتی ہے، اور اس کی آرک مٹانے کی صلاحیت ہوا کی تقریباً 100 گنا ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں، SF₆ سرکٹ بریکرز کی خصوصیات میں کمپیکٹ ساخت اور چھوٹا رقبہ شامل ہیں۔ علاوہ ازیں، فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز کی مزید فوائد ہیں جیسے کم ٹولی کا مرکز ثقل، مستحکم ساخت، بہتر سیسمک کارکردگی، درجہ بند کرنے والے کرنٹ ترانسفارمرز، مضبوط داغنے کی مخالفت، اور آسان صيانہ۔

تاہم، ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز کے تیار کرنے، جمع کرنے، نقل و حمل، اور کارکردگی کے دوران، معالجہ کی ناکثری، ٹکراؤں، ڈھیلی چوٹوں، اور سوئچنگ کی کارروائیوں کے نتیجے میں عایق کی خرابیاں ہو سکتی ہیں۔ معمولی عایق کی خرابیاں میں کنڈکٹرز یا کیسنگ پر نکلنے والے میٹل آبجیکٹس، فلائٹنگ الیکٹروڈز، اور آزاد میٹل پارٹیکلز شامل ہیں۔ جب عایق کی خرابی کے مقام پر تجمع کی گئی برقی میدان کی قوت ٹیسٹ ولٹیج یا ریٹڈ ولٹیج کے تحت کے بریک ڈاؤن میدان کی قوت تک پہنچ جاتی ہے تو جزوی ڈسچارج (PD) ہوتا ہے۔ جزوی ڈسچارج سرکٹ بریکرز میں عایق کی تنزل کا اہم سبب ہے اور عایق کی خرابی کا پیش سیٹ ہے۔ اس لئے، جزوی ڈسچارج سگنلز کی آن لائن مونیٹرنگ کر کے عایق کی خرابیاں کی پہچان کی جا سکتی ہیں جب تک کہ خرابی نہ ہو جائے، یہ فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز اور بجلی کے نظام کے سیف اور مستحکم کارکردگی کے لئے ایک اہم ذریعہ ہے۔

ڈسچارج کے دوران پیدا ہونے والے فزیکل سگنلز کے بنیاد پر، سرکٹ بریکرز کے لئے اہم جزوی ڈسچارج کی شناخت کے طریقے پالسڈ کرنٹ طریقہ، الٹرا سونک طریقہ (AE)، ٹرانزیئنٹ ارتھ ولٹیج طریقہ (TEV)، اور الٹرا ہائی فریکوئنسی طریقہ (UHF) [2 - 3] ہیں۔ یہ مقالہ تجرباتی اور سائٹ پر تجربات کو ملا کر SF₆ فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز کے لئے مختلف جزوی ڈسچارج کی شناخت اور تجزیہ کی تکنیکوں کا جائزہ لیتا ہے اور ہر طریقے کی خصوصیات کا خلاصہ کرتا ہے۔

پالسڈ کرنٹ طریقہ

جب جزوی ڈسچارج ہوتا ہے، چارجز کی حرکت پالسڈ کرنٹ پیدا کرتی ہے، جس کو ٹیسٹ سرکٹ میں کنکٹ کیا گیا کپلنگ ڈیوائس یا کرنٹ سینسر کے ذریعے شناخت کیا جا سکتا ہے۔ پالسڈ کرنٹ طریقہ IEC 60270 اور متعلقہ معیارات میں جزوی ڈسچارج کی کمیٹیو میزائل کے لئے متعین کیا گیا واحد طریقہ ہے۔ دیگر طریقے بنیادی طور پر جزوی ڈسچارج کی شناخت یا مقام کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ پالسڈ کرنٹ طریقہ کی حساسیت بلند ہوتی ہے، لیکن یہ میدانی برقی مغناطیسی مداخلت کے لئے بہت زیادہ مستعد ہوتا ہے۔ اس لئے، شناخت شدہ سگنلز سے نرم ڈسچارج سگنلز کو نکالنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ جزوی ڈسچارج کی مقدار کو ظاہر کرنے والی فزیکل مقدار ظاہری چارج q ہے، جسے نیچے دی گئی فارمولے سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔

فرمول میں، i(t) جزوی ڈسچارج کا پالسڈ کرنٹ ظاہر کرتا ہے، Um(t) پالسڈ ولٹیج ہے، Rm شناخت کی شدگی کی قیمت ہے، اور q ظاہری چارج ہے، جس کی یونٹ pC (پیکوکولوم) ہے۔

کرنٹ سینسرز پر مبنی پالسڈ کرنٹ طریقہ آن لائن جزوی ڈسچارج کی شناخت کے لئے موزوں ہے۔ ہائی فریکوئنسی کرنٹ سینسرز عام طور پر 16 kHz سے 30 MHz تک کی فریکوئنسی کے رینج میں کام کرتے ہیں اور کلیمپ آن سٹرکچر میں ڈیزائن کیے جاتے ہیں، جس سے فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز کے زمین دار اختتام پر ان کی نصبی کو آسان بنایا جا سکتا ہے۔

الٹرا سونک طریقہ

جزوی ڈسچارج کے نتیجے میں شدید مولکولی ٹکراؤ پیدا ہوتا ہے، جس سے الٹرا سونک ویوز پیدا ہوتے ہیں جو سرکٹ بریکر کے اندر منتشر ہوتے ہیں۔ سرکٹ بریکر کی کیسنگ پر نصب الٹرا سونک سینسرز جزوی ڈسچارج سگنلز کو شناخت کر سکتے ہیں۔ الٹرا سونک سینسرز کے اندر پائیزیالیک ایلیمنٹس جزوی ڈسچارج سے پیدا ہونے والے الٹرا سونک سگنلز کو ولٹیج سگنلز میں تبدیل کرتے ہیں، جو پھر شناخت کے سرکٹ میں منتقل ہوتے ہیں۔ الٹرا سونک طریقہ کا شناخت کا سرکٹ بنیادی طور پر ڈی کوپلر (برقی سپلائی کے سگنلز کو الٹرا سونک سگنلز سے الگ کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے)، سگنل ایمپلی فائر، اور فلٹر سے مل کر بنایا جاتا ہے۔

فلور ماؤنٹڈ ٹینک کی طرح کے سرکٹ بریکرز کے اندر جزوی ڈسچارج سے پیدا ہونے والے الٹرا سونک ویوز کے ٹائم ڈومین اور فریکوئنسی ڈومین کے سگنلز فگر 2 میں دکھائے گئے ہیں، جن کا فریکوئنسی رینج بنیادی طور پر 50 سے 250 kHz کے درمیان منتشر ہوتا ہے۔ الٹرا سونک طریقہ کی خصوصیات میں کم قیمت، آسان نصبی، برقی مغناطیسی مداخلت کے خلاف مضبوط مزاحمت، اور جزوی ڈسچارج کے مقام کے لئے موزوں ہے۔ لیکن سرکٹ بریکرز کی اندری عایق کی ساخت پیچیدہ ہوتی ہے، اور الٹرا سونک ویوز SF₆ گیس میں کم رفتار سے سفر کرتے ہیں اور کافی میٹ ہوتے ہیں، اس لئے ایک بہترین شناخت کے مقام کی پہچان کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

الٹرا ہائی فریکوئنسی (UHF) طریقہ

جزئیات تخلیل کے ذریعہ پیدا ہونے والے کرنٹ پالس کے اٹھنے کا وقت اور مدت نانو سیکنڈ کے مقام پر ہوتی ہے، جس سے الٹرا-ہائی فریکوئنسی (UHF) کے برابر فریکوئنسی کے برقناطیسی موجیں خلق ہوتی ہیں جن کی فریکوئنسی 300 MHz سے 3 GHz تک ہوتی ہے۔ موجودہ طور پر بازار پر دستیاب زیادہ تر UHF سینسرز کی شناخت کی فریکوئنسی کا رینج 300 MHz سے 1.5 GHz تک ہے۔ نامیرہ اور بالافریکوئنسی کے سگنل کی وجہ سے، UHF طریقہ کار کیلئے ان پٹ سگنل کو فلٹرنگ سرکٹ، امپلیفائنگ سرکٹ، اور انٹیگریٹنگ سرکٹ کے ذریعہ شرائط کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ انہیں ڈیٹا اکیوژن کارڈ پر منتقل کیا جا سکے اور بعد میں تجزیہ کیا جا سکے۔

مزید برآں، UHF طریقہ کار کا استعمال کرتے وقت، سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر دونوں کے لحاظ سے کامیابی کے سگنل اور روشنی کے سپلائی کے سگنل جیسے شور کو ختم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ UHF طریقہ کار کی خصوصیات میں بلند حساسیت، مضبوط آنتی-انٹرفیئرینگ صلاحیت شامل ہے، اور یہ جزئی تخلیل کے مقام کے لیے مناسب ہے۔ جزئی تخلیل کے UHF سگنل کا فیز-رزولوڈ جزئی تخلیل (PRPD) پیٹرن مظہرہ 3 میں دکھایا گیا ہے، جس میں تخلیل کی توانائی، فیز، اور وقوعات کی تعداد کی معلومات شامل ہیں۔

ترانہ زمینی ولٹیج (TEV) طریقہ

جب جزئی تخلیل کے ذریعہ پیدا ہونے والے برقناطیسی موجیں زمین پر موجود میٹل کیس میں پھیلتی ہیں، تو کیس کی سطح پر القاء کردہ کرنٹ پیدا ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں زمینی جسم کی موجی رکاوٹ کے ساتھ ترانہ زمینی ولٹیج پیدا ہوتی ہے۔ TEV سینسر کا عمل کیپیسٹروں کے ولٹیج ڈوائر کے مساوی ہوتا ہے۔ یہ سینسر کے الیکٹرود اور عازمہ کے درمیان مساوی کیپیسٹر کے ولٹیج کو ڈیٹیکٹ کرتے ہوئے جزئی تخلیل کی وقوع کا تعین کرتا ہے۔ SF₆ سرکٹ بریکر کے اندر جزئی تخلیل کے ترانہ زمینی ولٹیج سگنل مظہرہ 4 میں دکھائے گئے ہیں، جن کا اہم فریکوئنسی رینج 1-100 MHz ہے۔ TEV طریقہ کی خصوصیات میں استعمال کی آسانی اور مضاف کی ڈیٹیکشن سرکٹ کی ضرورت کی عدم موجودگی شامل ہے۔

جزئی تخلیل کے تجزیہ کے طریقے

جزئی تخلیل کے تجزیہ کے طریقے تخلیل کے خطرے کی سطح کی تقویم کرتے ہیں، سگنل کو چھانٹتے ہیں، اور فلٹ کی قسم کی تشخیص کے لیے تخلیل کی خصوصیات کو نکالتے ہیں۔ ان طریقے کیاہم طریقے شامل ہیں: پالس ویوفارم طریقہ، فیز-رزولوڈ جزئی تخلیل (PRPD) پیٹرن طریقہ، تین فیز توانائی کے رشتہ کا پیٹرن طریقہ، وقت-فریکوئنسی پیٹرن طریقہ، اور وقت کے بنیاد پر شماریاتی خصوصیات کا طریقہ۔

پالس ویوفارم طریقہ ایک سے زائد تخلیل کے ویوفارم کو اٹھانے کے وقت، گرنے کے وقت، پالس کی لمبائی، کرٹوسس، اور سکیونس جیسے پیرامیٹرز کے بنیاد پر تحلیل کرتا ہے۔ PRPD پیٹرن طریقہ AC پاور-فریکوئنسی ولٹیج کے تحت جزئی تخلیل کے سگنل کو جمع کرتا ہے تاکہ تخلیل کی فیز، توانائی، اور وقوعات کی تقسیم کی خصوصیات حاصل کی جا سکیں۔ اس لیے یہ \(\varphi -q -n\) پیٹرن طریقہ بھی کہلاتا ہے۔ تین فیز توانائی کے رشتہ کا پیٹرن طریقہ تین فیز AC ولٹیج کے تحت جزئی تخلیل کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

یہ مختلف فیز ولٹیج کے تحت ایک متحد تخلیل کے سگنل کی تخلیل کی توانائی کو جمع کرتے ہوئے تخلیل کی تقسیم کی خصوصیات حاصل کرتا ہے۔ وقت-فریکوئنسی پیٹرن طریقہ تخلیل کے پالس کو جمع کرتا ہے، ان کے مساوی وقت اور مساوی فریکوئنسی کا حساب لگاتا ہے، اور مساوی وقت-مساوی فریکوئنسی ڈومین میں تخلیل کی تقسیم کا پیٹرن بناتا ہے۔ وقت کے بنیاد پر شماریاتی خصوصیات کا طریقہ بلند ولٹیج مستقیم کرنٹ کے تحت جزئی تخلیل کے لیے قابلِ استعمال ہوتا ہے۔ یہ تخلیل کی توانائی کے مقدار اور تخلیل کے پالس کے درمیان وقت کے فرق کے بنیاد پر تخلیل کی تقسیم کی خصوصیات کا شماریاتی تجزیہ کرتا ہے۔

SF₆ زمین پر موجود میٹل کیس سرکٹ بریکر کے اندر جزئی تخلیل کے مقام کے لیے، مطلق وقت-فرق طریقہ یا نسبی وقت-فرق طریقہ کو استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مطلق وقت-فرق طریقہ تخلیل کے کرنٹ پالس سگنل یا UHF سگنل کو تخلیل کے شروع کے وقت کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ الٹراسونک سگنل اور تخلیل کے شروع کے سگنل کے درمیان وقت کے فرق کا حساب لگانے کے بعد، یہ تخلیل کے ذریعہ مقام کو ڈیٹیکٹ کرتا ہے۔ نسبی وقت-فرق طریقہ صرف سرکٹ بریکر کی کیس کے مختلف مقامات پر نصب کئے گئے متعدد الٹراسونک سینسرز کو استعمال کرتا ہے۔ یہ ہر الٹراسونک سگنل اور مرجعی الٹراسونک سگنل کے درمیان وقت کے فرق کا حساب لگانے کے ذریعہ عازمہ کے خرابی کے مقام کا تعین کرتا ہے۔

clusão

جزئی تخلیل کا آن لائن مانیٹرنگ کام کی دشواری کے پہلے ہی SF₆ زمین پر موجود میٹل کیس سرکٹ بریکر کی عازمہ کارکردگی کی موثر تقویم کر سکتا ہے، اور یہ ان کے سیف اور استحکام سے کام کرنے کے لیے ایک اہم ذریعہ ہے۔ یہ مقالہ زمین پر موجود میٹل کیس سرکٹ بریکر میں جزئی تخلیل کی ڈیٹیکشن اور تجزیہ کے طریقے کو مطالعہ کرتا ہے، تجرباتی اور میدانی تجربات کو ملا کر۔

میدانی استعمال کے دوران، آن لائن مانیٹرنگ کی درستگی اور قابلِ اعتمادگی کو بہتر بنانے کے لیے متعدد ڈیٹیکشن کے ذریعہ اور تجزیہ کے طریقے کو استعمال کیا جانا چاہئے۔ مزید برآں، یونیورسل پاور انٹرنیٹ آف ٹھنگز کی تعمیر کی مطابقت سے، بے توانی کی سینسنگ، کم توانی کی بیکار کمانیکیشن نیٹ ورک، ایج کمپیوٹنگ، اور بڑی معلومات کی نمائندگی کرنے والی کلیدی ٹیکنالوجیوں کو لاگو کرنے سے زمین پر موجود میٹل کیس سرکٹ بریکر کی جزئی تخلیل کی ڈیٹیکشن کا مستقبل کا رجحان ہے۔