Maendeleo ya Circuit Breaker
Circuit breaker unadefinika kama kifaa chenye uwezo wa kutumia na kutofautisha magawanyo ya umeme ili kuhifadhi mikabilio kutokua na matukio.
Kwa hivyo, circuit breakers yanapaswa kufanya kazi kwa uhakika bila muda. Kuhakikisha uhakika hii, mfumo wa kufanya kazi una umbo zaidi kuliko kinavyoonekana kwanza. Umbali na mwendo wa magawanyo yasiyofika wakati wa kufungua na kufunga ni parameta muhimu za ubuni za circuit breakers.
Umbali wa magawanyo, umbali wa kuenda kwa magawanyo yasiyofika, na uzito wao wanapoweka huamuliwa na aina za medium ya kuondoka arc, rating ya umeme na current ya circuit breaker.Mfano wa utendaji wa circuit breaker unachoponya kwenye grafu ya sifa.
Hapa katika grafu, X-axis inatafsiriwa kwa muda wa millisecond na Y-axis inatafsiriwa kwa umbali wa millimeter.
Tafadhali tuseme, wakati T0, umeme anapoanza kusafiri kupitia coil ya kufunga. Baada ya muda T1, magawanyo yasiyofika yanapoanza kusafiri kuelekea magawanyo mapema. Wakati T2, magawanyo yasiyofika yanapatikia magawanyo mapema. Wakati T3, magawanyo yasiyofika yanaposikia namba ya kufunga. T3 – T2 ni muda wa overloading kwa hayo magawanyo (magawanyo yasiyofika na magawanyo mapema). Baada ya muda T3, magawanyo yasiyofika yanapobanga kidogo na yanarudi tena kwenye namba ya kufunga, baada ya muda T4.
Sasa tunarudi kwenye utendaji wa kufunga. Tafadhali tuseme, wakati T5, umeme anapoanza kusafiri kupitia trip coil ya circuit breaker. Wakati T6, magawanyo yasiyofika yanapoanza kusafiri nyuma kwa ajili ya kufunga magawanyo. Baada ya muda T7, magawanyo yasiyofika yanaposita magawanyo mapema. Muda (T7 – T6) ni muda wa over lapping.
Sasa wakati T8, magawanyo yasiyofika yanarudi kwenye namba yake ya kufunga lakini hapa hatutakubali kuwa katika namba ya kupumzika kwa sababu itakuwa na uwekezaji wa mekaniki kabla ya kukwenda kwenye namba yake ya mwisho. Wakati T9, magawanyo yasiyofika yanaposikia namba yake ya mwisho. Hii inasimamiwa kwa circuit breaker wa standard na wa remote control.
Maendeleo ya Utendaji wa Kufunga Circuit Breaker
Circuit breaker lazima afunge haraka ili kuhakikisha usalama wa magawanyo na kumpa umeme wa matukio haraka. Lakini, umbali wa kuenda kwa magawanyo yasiyofika pia unahusu hitaji wa kuendelea na umbali wa magawanyo wa kutosha kwa maeneo ya dielectric na lightning impulse voltage wakati circuit breaker ufungwa.
Hitaji wa kuhamisha umeme wa muda mrefu na kushinda muda wa arc katika circuit breaker, kunaweza kutumia seti mbili za magawanyo moja kwa moja, moja ni magawanyo ya asili yanayotumiwa vifaa vya ukidhibiti kama vile copper, na nyingine ni magawanyo ya arc, yanayotumiwa vifaa vya kupambana na arc kama vile tungsten au molybdenum, ambayo yana conductivity ndogo kuliko magawanyo ya asili.
Wakati wa kufunga circuit breaker, magawanyo ya asili hufungwa kabla ya magawanyo ya arc. Lakini, kwa sababu ya tofauti katika resistance ya umeme na inductor ya njia za umeme ya magawanyo ya asili na magawanyo ya arc, muda wa uwiano unahitajika kufikia total current commutation, i.e. kutoka kwa magawanyo ya asili hadi branch ya magawanyo ya arc.
Kwa hivyo wakati magawanyo yasiyofika yanapoanza kusafiri kutoka kwenye namba ya kufunga hadi namba ya kufungua, umbali wa magawanyo unabadilika kwa polepole na baada ya muda fulani, namba muhimu ya magawanyo inafikia ambayo inaelezea umbali wa magawanyo wa chini unahitajika kuzuia re-arcing baada ya zero ya umeme ifuatayo.
Sehemu iliyobaki ya safiri hutumika tu kwa ajili ya kudumisha nguvu nzuri ya dielectric kati ya magawanyo na kwa ajili ya deceleration.
Maendeleo ya Utendaji wa Kufunga Circuit Breaker
Wakati wa kufunga circuit breaker, vinavyohitajika ni,
Magawanyo yasiyofika yanapaswa kusafiri kuelekea magawanyo mapema kwa kiwango cha mwendo cha kutosha ili kuzuia pre-arcing phenomenon. Kama umbali wa magawanyo unapogawa, arcing inaweza kuanza kabla ya magawanyo yakijumuika kwa undani.
Wakati wa kujumuisha magawanyo, medium kati ya magawanyo hunabadilishwa, hivyo nguvu ya mekaniki ya kutosha inapaswa kutumika wakati wa circuit breaker operation hii ili kudhibiti medium ya dielectric kwenye chumba cha arc.
Baada ya kutikisa magawanyo mapema, magawanyo yasiyofika yanaweza kubanga, kwa sababu ya nguvu ya kurejesha ambayo si ya kutosha. Hivyo nguvu ya mekaniki ya kutosha inapaswa kutumika kuhakikisha kurejesha nguvu kwa ajili ya closing operation on fault.
Katika mfumo wa spring-spring, mara nyingi tripping au opening spring hutengenezwa wakati wa closing operation. Hivyo nguvu ya mekaniki ya kutosha inapaswa kutumika kuchanjo opening spring.