Breaker ng Mataas na Voltaje

Boltong na Tensyon sa Gas Circuit Breakers

Sa mga gas circuit breakers, ang boltong na tensyon ay isang mahalagang parametro na nakakaapekto sa proseso ng pagputol at sa pangkalahatang pagganap ng breaker. Ang boltong na tensyon ay maaaring mag-iba mula sa ilang daang volts hanggang sa ilang kilovolts, depende sa iba't ibang mga kadahilanan. Narito ang detalyadong paliwanag ng mga pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa boltong na tensyon:

1. Haba ng Arc

• Priinsipyo: Ang pagbawas ng tensyon sa buong arc ay direktang proporsyonal sa haba ng arc. Kapag tumataas ang haba ng arc, tumataas din ang tensyon na kinakailangan upang panatilihin ang arc.

• Paliwanag: Kapag hiwalay ang mga kontak sa isang gas circuit breaker, lumilikha ang arc sa pagitan nila. Ang haba ng arc maaaring mas mahaba kaysa sa unang gap ng kontak dahil sa paggalaw ng arc (paglalaho ng arc) bilang ito ay naapektuhan ng magnetic fields o paggalaw ng gas. Ang mas mahabang arc, mas mataas ang pagbawas ng tensyon sa loob nito, nagpapadali ito upang maputulan ang arc dahil mas maraming enerhiya ang kinakailangan upang panatilihin ito.

2. Uri ng Gas

• Priinsipyo: Ang boltong na tensyon ay depende sa pisikal na katangian ng paligid na gas medium, tulad ng presyur, temperatura, at estado ng ionization nito.

• Paliwanag: Ang iba't ibang mga gas ay may iba't ibang dielectric strengths at thermal conductivities, na nakakaapekto kung paano madaling mapanatili ang arc. Halimbawa, ang sulfur hexafluoride (SF₆) ay karaniwang ginagamit sa high-voltage circuit breakers dahil sa kanyang kamangha-manghang insulating properties at kakayahang mabilis na de-ionize pagkatapos lumampas sa zero ang current. Ang mga gas na may mas mataas na dielectric strength ay nangangailangan ng mas mataas na tensyon upang panatilihin ang arc, na sumusuporta sa pagputol ng arc.

3. Materyal ng Kontak

• Priinsipyo: Ang materyal ng arcing contacts ay may kaunting impluwensiya sa boltong na tensyon, pangunahin na nakakaapekto sa pagbawas ng tensyon sa rehiyon ng anode at cathode.

• Paliwanag: Ang pangunahing pagbawas ng tensyon sa gaseous arc ay nangyayari sa loob ng katawan ng arc mismo, hindi sa mga surface ng kontak. Gayunpaman, ang materyal ng kontak ay maaaring makaimpluwensya sa lokal na pagbawas ng tensyon malapit sa anode at cathode, na kilala bilang cathode at anode fall. Ang mga materyal na may mas mababang work functions (hal. copper, silver) ay may mas mababang cathode falls, ngunit ang epekto nito ay relatibong maliit kumpara sa kabuuang boltong na tensyon. Kaya, ang pagpipili ng materyal ng kontak ay may kaunti lamang na impluwensiya sa kabuuang boltong na tensyon.

4. Pagpapatigas ng Arc

• Priinsipyo: Ang internal power ng arc ay ang produkto ng current at boltong na tensyon. Kung ang arc ay nawalan ng mas maraming init dahil sa pagpapatigas, ito ay lalaki ang kanyang power sa pamamagitan ng pagtaas ng boltong na tensyon.

• Paliwanag: Ang pagpapatigas ng arc maaaring mangyari sa pamamagitan ng conduction, convection, at radiation. Sa mga gas circuit breakers, ang paggalaw ng gas (madalas na inindukahan ng puffer mechanisms o magnetic blowout coils) ay tumutulong upang patigasin ang arc at bawasan ang kanyang temperatura. Kapag tumaas ang boltong na tensyon, ito ay naging mas mahirap para sa arc na panatilihin ang sarili, na sumusuporta sa pagputol nito.

5. Current Through the Arc

• Priinsipyo: Ang gaseous arcs ay ipinapakita ang negatibong volt-ampere characteristic, ibig sabihin, ang boltong na tensyon ay tumataas kapag bumababa ang current at vice versa.

• Paliwanag: Habang lumapit ang current sa zero sa crossing ng current zero, ang boltong na tensyon ay may tendensyang tumaas nang bigla. Ito ay dahil ang arc ay naging mas hindi matatag sa mababang current, at ang reduced number of charge carriers ay nagreresulta sa mas mataas na resistance, na nagreresulta sa mas mataas na pagbawas ng tensyon. Sa kabaligtaran, sa mas mataas na current, ang arc ay mas matatag, at ang pagbawas ng tensyon ay mas mababa. Mahalaga ang pag-uugali na ito para sa pag-unawa kung paano gumagana ang arc malapit sa current zero, kung saan kritikal ang matagumpay na pagputol.

6. Random Excursions at Collapses ng Boltong na Tensyon Malapit sa Current Zero