Il-ħolqa tal-kondizzjoni taħt il-kurrent tal-korsa qasra għal switchgear

Spjiegazzjoni Dettagljata tal-Flus tal-Korrent Elektriku u tal-Fenomenu tal-Pre-Strike fil-Switchgear
Fil-switchgear, speċjalment fiċ-ċircuit breakers (CB) u l-load break switches (LBS), il-flus tal-korrent riferixx għal ipproċess b'ħsieb li jistart kwenku jsibbu l-arku elektriku meta l-kontatti jibdew jiġgħadu. Dan l-ipproċess ma jibda mhux esattament meta l-kontatti jisallqu fis-fis, imma jista' jiġi msellghom ħafna milisikondi qabel minħabba fenomenu notu bħala pre-strike. Hawn taħt hija spjiegazzjoni dettaljata ta’ dan il-fenomenu u t-tifsiriet tagħu.
1. Pre-Strike: Inizzjazzjoni tal-Arku Qabel is-Silġ tal-Kontatti
•    Kollaps Dieletriċi: Meta l-kontatti jiġgħadu wieħed lil l-oħru waqt it-talb għal is-silġ, il-midja dieletriċi (bħal erba’, SF6, jew vaku) bejnhom tkun tisbir kollaps dieletriċi. Dan jiġri għaliex il-kampon elektriku fit-fjura bejn il-kontatti jiżdied kemm jiġgħadu aqsm. Meta l-forza tal-kampon supera l-forza dieletriċi tal-midja, tfittex il-fjura, u jinizzja arku tas-silġ.
•    Iż Żdied tal-Kampon Elektriku: Il-kampon elektriku bejn il-kontatti jiżdied kemm jiġgħadu aqsm. Dan il-kampon hu proporzjonali lill-volttagġ bejn il-kontatti u inkors proporzjonali għall-distanza bejnhom. Meta l-kampon ikun abbastanza fort, jagħmel ionizzazzjoni tal-molekoli tal-gass fit-fjura, li taddea l-formazzjoni ta’ perkorrent konduktiv għal flus tal-korrent.
•    Inizzjazzjoni tal-Arku: L-arku jiġi inizzjat qabel ma l-kontatti isallqu fis-fis, tipikament ħafna milisikondi qabel. Din l-inizzjazzjoni żgħar tal-arku tkun notata bħala pre-strike. Waqt il-pre-strike, l-arku jiformaw fis-fjura żgħira bejn il-kontatti, u l-korrent ibda jaqdi permezz tal-arku mingħajr ma jaspetta li l-kontatti jisallqu fis-fis.
2. T-Tifsiriet tal-Pre-Strike
•    Melta Eċċessiva tal-Surfaċi tal-Kontatti: Jekk l-enerġija involuta fil-pre-strike tkun kbira, tista' timella s-surfaċi tal-kontatti eċċessivament. Dan hu partiċolarment problematiċi f’kasijiet ta’ kortiċurt, meta l-korrent jista' jkun estremament għoli. Il-metal miltan fuq is-surfaċi tal-kontatti jista' jgħadi welding tal-kontatti, fejn is-surfaċi tfittex magħqudin.
•    Welding tal-Kontatti: Il-kontatti welded jistgħu jimpedixxu l-apparat tas-silġ mill-rispons appoprijat għall-kmand tal-apertura li jmiss. Jekk il-meċanika tal-oprezzjoni tal-switchgear ma tgħaddi xtieqa suffiċjenti biex tfittex l-punti welded, l-apparat jista' jfalli ma jiftaħ proper, li jgħadi għal riskji ta’ sigurtà u dani għal l-equipment.
•    Karatteristiċi tal-Korrent tal-Kortiċurt: Il-korrenti tal-kortiċurt solitament jinkludu komponent DC, li jista' jgħadi l-valur massimu tal-korrent akbar milli dwar kortiċurt AC puro. Din l-aumentazzjoni tal-korrent massimu tista' tinfetaħ l-effetti tal-pre-strike, li jagħti dani aktar sever u welding tal-kontatti.
•    Dipendenza tal-Volttagġ tal-Arku: Il-volttagġ fuq l-arku (volttagġ tal-arku) hu dipendenti ħafna mid-dielektriċi użat fil-switchgear. Anki mal-arku ta’ daqs żgħir, jista' jkun hemm nifs tal-volttagġ press il-elettrodi. Dan għaliex ir-resistenża tal-arku ma tkunx uniforuma lungo t-tul, u l-reġjonijiet press il-elettrodi solitament għandhom resistenża akbar għaliex huma l-iċ-ċentru tal-ħalwa u ta’ particelli ionizzati.
3. Tas-Silġ ta’ Kortiċurt
•    Ċircuit Breakers (CB): Fil-ċircuit breakers, it-talb għal is-silġ ta’ kortiċurt hu partiċolarment sfidanti. Il-livelli għoli tal-korrent u l-presenza ta’ komponent DC jistgħu jiġu arki intensa u dani tal-kontatti. Iċ-ċircuit breakers moderna huma disegnati b’materiali avvanzati u mekanismi ta’ raffreddament biex jiġi mitigati dawn l-effetti, imma l-pre-strike qrata risq.
•    Load Break Switches (LBS): Is-silġ tal-LBS huma wkoll susċettibbli għal pre-strike waqt it-talb għal is-silġ, speċjalment fi applikazzjonijiet ta’ kurrent għoli. Imma, l-apparat LBS solitament huma użati f’applikazzjonijiet ta’ volttagġ u kurrent infeż, skont meta ma tkunx il-riskju ta’ dani sever tal-kontatti akbar.
4. Fazzi tal-Talb għal is-Silġ fil-Switchgear
It-talb għal is-silġ tal-switchgear jista' jkun diviż fil-fazzi differenti, kif turi fil-fjura:
•    Fazz 1: Aproċċ Inizjali tal-Kontatti: Il-kontatti ibda jiġgħadu wieħed lil l-oħru, u l-kampon elektriku bejnhom jibda jiżdied. Fl-istagju din, ma jkunx hemm flus tal-korrent, imma l-potentzial tal-pre-strike qed jiżdied.
•    Fazz 2: Formazzjoni tal-Arku tal-Pre-Strike: Kemm jiġgħadu l-kontatti aqsm, l-kampon elektriku supera l-forza dieletriċi tal-midja, li jagħmel kollaps dieletriċi. Jiformaw arku tal-pre-strike, u l-korrent ibda jaqdi permezz tal-arku qabel ma l-kontatti isallqu fis-fis.
•    Fazz 3: Silġ tal-Kontatti u Trasferiment tal-Arku: L-kontatti infine jsallqu fis-fis, u l-arku jtrasferi mill-fjura bejn il-kontatti għal is-surfaċi tal-kontatti. Il-korrent kontinwa jaqdi permezz tas-silġ misjunqas.
•    Fazz 4: Operazzjoni Steady-State: Wara ma l-kontatti jkunu silġa’ qammilt, is-sistema tibda l-operazzjoni steady-state, u l-korrent jaqdi permezz tas-silġ misjunqas mingħajr l-ħolqien ta’ arki.
5. Strategiji ta’ Mitigazzjoni
Biex jintgħaqdu l-effetti tal-pre-strike u tal-welding tal-kontatti, jistgħu jiġu impiegati diversi strategiji ta’ disegnu u operazzjoni:
•    Użu ta’ Midja Dieletriċi b’Forza Alta: L-użu ta’ midja dieletriċi b’forza alta, bħal gas SF6 jew vaku, jista' jniqqsu s-silġ ta’ pre-strike b’demanda kampon elektriku akbar biex jinizzja kollaps.
•    Materiali Avvanzati tal-Kontatti: L-użu ta’ materiali tal-kontatti b’punti ta’ tmelta għoli u kunduttività termika bona jista' jgħin jniqqsu d-danni tal-kontatti waqt il-pre-strike. Materiali bħal alluvjon tal-ramel u tungsten huma użati komuni fil-switchgear ta’ volttagġ għoli.
•    Mekanismi ta’ Raffreddament: L-integrazzjoni ta’ mekanismi ta’ raffreddament, bħal sistemi puffer jew flus forsi tal-gass, jista' jgħin jiġi dissipati l-ħalwa minn l-arku u jniqqsu t-temperatura tal-surfaċi tal-kontatti, li jniqqsu l-riskju ta’ welding.
•    Enhancements ta’ Disegnu Meċaniku: Tassekura li l-meċanika tal-oprezzjoni tgħaddi xtieqa suffiċjenti biex tfittex quddiem punti welded waqt it-talb għal l-apertura tista' tpreveni mill-switchgear jifalli ma jiftaħ proper.
•    Sistemi ta’ Protezzjoni: L-implementazzjoni ta’ sistemi ta’ protezzjoni, bħal relays ta’ overcurrent u mekanismi ta’ detuzzjoni ta’ difetti, jista' jgħin jdetgħu u jirrispondu għal kasijiet ta’ kortiċurt aktar veloci, li jniqqsu t-tul u l-intensità tal-arku.
Konkluzzjoni
Il-fenomenu tal-pre-strike, meta l-arku jiġi inizzjat qabel ma l-kontatti isallqu fis-fis, hu aspekt kritiku tal-talb għal is-silġ fil-switchgear. Huwa jista' jgħadi dani eċċessiv tal-kontatti, welding, u possibil falliment tal-apparat tas-silġ. L-intelekta tal-fatturi li jiġibu għal pre-strike, bħal iż-żdied tal-kampon elektriku u l-karatteristiċi tal-midja dieletriċi, hu essenzjali għal disegnu u operazzjoni ta’ switchgear affidabbli. Bi l-użu ta’ strategiji ta’ mitigazzjoni opportuni, bħal l-użu ta’ midja dieletriċi b’forza alta, materiali avvanzati tal-kontatti, u mekanismi ta’ raffreddament, l-effetti tal-pre-strike jistgħu jintgħaqdu, assicurando l-operazzjoni sigura u affidabbli tal-switchgear, f’ċircuit breakers u load break switches.