शॉर्ट सर्किट विद्युत प्रवाहको अन्तर्गत स्विचगियरको शर्त बनाउने

स्विचगियरमा बनाउने धारा प्रवाह र पूर्व-प्रहार घटनाको विस्तृत विवरण
स्विचगियरमा, विशेष गरी सर्किट ब्रेकर (CB) र लोड ब्रेक स्विच (LBS) मा, बनाउने धारा प्रवाह यो गरिने छ कि जब संपर्कहरू बन्द गर्न शुरु गर्छन् त्यसपछि विद्युत आर्क शुरु हुन्छ। यो प्रक्रिया ठीक जब संपर्कहरू शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्छन् भन्दा केही मिलिसेकेन्ड पहिले एउटा पूर्व-प्रहार भनिने घटनाले घट्न सक्छ। तल यो घटनाको विस्तृत विवरण र यसको प्रभाव छ।
1. पूर्व-प्रहार: संपर्क स्पर्श भए पार्खे पहिले आर्क शुरु गर्ने
•    डाइएलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन: जब संपर्कहरू बन्द गर्ने क्रियामा एकै अर्को नजिक जाँदै छन्, त्यहाँ बीचको अवरोधक माध्यम (जस्तै हवा, SF6, वा रिक्तिकेश) डाइएलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन भएको देखिन्छ। यो घटना घट्ने छ किनभने संपर्कहरू बीचको अन्तराल घट्दै जाने थिओ जहाँ विद्युत क्षेत्र बढ्दै जान्छ। जब क्षेत्र बल अवरोधक माध्यमको डाइएलेक्ट्रिक बल भन्दा बढ्दै जान्छ, त्यसपछि अन्तराल ब्रेकडाउन भएको देखिन्छ, र एक स्विचिङ आर्क शुरु हुन्छ।
•    विद्युत क्षेत्र निर्माण: संपर्कहरू एकै अर्को नजिक जाँदै छन् भने त्यहाँ बीचको विद्युत क्षेत्र बन्द गर्ने क्रियामा बन्द गर्ने क्रियामा बढ्दै जान्छ। यो क्षेत्र संपर्कहरू बीचको वोल्टेज अनुपातिक र उनीहरू बीचको अन्तरालको विपरीत अनुपातिक हुन्छ। जब क्षेत्र पर्याप्त रूपमा मजबुत हुन्छ, त्यसले अन्तरालमा गैस कणहरूको आयनन गर्छ, जसले धारा प्रवाह गर्नको लागि एक चालक पथ बनाउँछ।
•    आर्क शुरु: आर्क संपर्कहरू शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्नुभयो पहिले शुरु हुन्छ, आमतौरले केही मिलिसेकेन्ड पहिले। यो आर्कको पहिलो शुरुवातलाई पूर्व-प्रहार भनिन्छ। पूर्व-प्रहारमा, आर्क संपर्कहरू बीचको छोटो अन्तरालमा बन्छ, र धारा संपर्कहरू शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्नुभयो पहिले आर्क दिए प्रवाह गर्न सुरु गर्छ।
2. पूर्व-प्रहारको प्रभाव
•    संपर्क सतहहरूको अत्यधिक पिगुनो: यदि पूर्व-प्रहारमा सम्मिलित ऊर्जा ठूलो छ, त्यसले संपर्क सतहहरूको अत्यधिक पिगुनो गर्न सक्छ। यो विशेष रूपले छोटो-सर्किट स्थितिमा, जहाँ धारा अत्यधिक उच्च हुन सक्छ, विशेष रूपले समस्याजनक हुन्छ। संपर्क सतहहरूमा पिगुनो धातुले संपर्कहरूको जोड्न गर्न सक्छ, जहाँ दुई सतहहरू एकै जोडिन्छन्।
•    संपर्कहरूको जोड्न: जोडिएको संपर्कहरूले स्विचिङ उपकरणलाई अर्को खुल्ने आदेशमा उचित ढंगले प्रतिक्रिया दिन रोक्न सक्छ। यदि स्विचगियरको संचालन तंत्र जोडिएको बिन्दुहरू टाउन गर्नको पर्याप्त बल उपलब्ध छैन, त्यसले उपकरणलाई योग्य रूपमा खुल्न नसक्छ, जसले सुरक्षा समस्याहरू र उपकरणको क्षति ल्याउँछ।
•    छोटो-सर्किट धारा विशेषताहरू: छोटो-सर्किट धाराहरूमा अक्सर डीसी घटक छ, जसले धाराको शिखर मान परिशुद्ध AC छोटो-सर्किट धाराभन्दा धेरै उच्च बनाउँछ। यो वाधित शिखर धाराले पूर्व-प्रहारको प्रभाव बढाउँछ, जसले अधिक गम्भीर संपर्क क्षति र जोड्न ल्याउँछ।
•    आर्क वोल्टेज निर्भरता: आर्क बीचको वोल्टेज (आर्क वोल्टेज) स्विचगियरमा प्रयोग गरिने बिच्चेद गर्ने माध्यम पर उच्चतर रूपमा निर्भर छ। यद्यपि धेरै छोटो आर्क लामिहरू पनि, इलेक्ट्रोडहरूको नजिक विद्यमान विशेष रूपले उच्च वोल्टेज गिरावट छ। यो इलेक्ट्रोडहरूको नजिक विद्यमान उच्च रिसिस्टेन्सको कारण छ, जहाँ उष्मा र आयनित कणहरूको सान्द्रण छ।
3. छोटो-सर्किट स्थितिमा बनाउने
•    सर्किट ब्रेकर (CB): सर्किट ब्रेकरमा, छोटो-सर्किट स्थितिमा बनाउने क्रिया विशेष चुनौतीजनक छ। उच्च धारा स्तर र डीसी घटकको उपस्थितिले तीव्र आर्किङ र संपर्क क्षति ल्याउँछ। आधुनिक सर्किट ब्रेकरहरू यी प्रभावहरूलाई रोक्नका लागि उन्नत सामग्री र शीतलन तंत्र डिझाइन गरिएका छन्, तर पूर्व-प्रहार अझै प्रश्न छ।
•    लोड ब्रेक स्विच (LBS): लोड ब्रेक स्विचहरू पनि बनाउने क्रियामा पूर्व-प्रहारको लागि विशेष रूपले संवेदनशील छन्, विशेष गरी उच्च धारा अनुप्रयोगहरूमा। तर, LBS उपकरणहरू सामान्यतया सर्किट ब्रेकर भन्दा निम्न वोल्टेज र निम्न धारा अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले गम्भीर संपर्क क्षतिको झुक्न आमतौरले निम्न छ।
4. स्विचगियरमा बनाउने क्रियाका चरणहरू
स्विचगियरमा बनाउने क्रियालाई तल दिएको चित्रमा देखाएको छ:
•    चरण 1: संपर्कहरूको प्रारम्भिक नजिकी: संपर्कहरू एकै अर्को नजिक जाँदै छन्, र त्यहाँ बीचको विद्युत क्षेत्र निर्माण गर्दै जान्छ। यो चरणमा कुनै धारा प्रवाह गर्दैन, तर पूर्व-प्रहारको सम्भावना बढ्दै जान्छ।
•    चरण 2: पूर्व-प्रहार आर्क निर्माण: जब संपर्कहरू अझै नजिक जाँदै छन्, त्यहाँ बीचको विद्युत क्षेत्र अवरोधक माध्यमको डाइएलेक्ट्रिक बल भन्दा बढ्दै जान्छ, जसले डाइएलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन गर्छ। एक पूर्व-प्रहार आर्क निर्मित हुन्छ, र धारा संपर्कहरू शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्नुभयो पहिले आर्क दिए प्रवाह गर्न सुरु गर्छ।
•    चरण 3: संपर्क स्पर्श र आर्क स्थानान्तरण: संपर्कहरू अझै शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्छन्, र आर्क संपर्कहरू बीचको अन्तरालबाट संपर्क सतहहरूमा स्थानान्तरण हुन्छ। धारा अब बन्द गरिएको परिपथ दिए प्रवाह गर्न जारी रहन्छ।
•    चरण 4: स्थिर अवस्था कार्य: संपर्कहरू पूर्ण रूपमा बन्द गर्न बाद, प्रणाली स्थिर अवस्था कार्यमा प्रवेश गर्छ, र धारा बन्द संपर्कहरू दिए प्रवाह गर्न जारी रहन्छ बिना कुनै आर्किङ।
5. नियन्त्रण रणनीतिहरू
पूर्व-प्रहार र संपर्क जोड्नको प्रभावहरूलाई कम गर्न, तल दिएका कुनै कुनै डिझाइन र कार्यात्मक रणनीतिहरू प्रयोग गरिन सकिन्छ:
•    उच्च डाइएलेक्ट्रिक बलको अवरोधक माध्यमको प्रयोग: उच्च डाइएलेक्ट्रिक बलको अवरोधक माध्यमहरू, जस्तै SF6 गैस वा रिक्तिकेश, प्रयोग गर्न पूर्व-प्रहारको सम्भावना कम गर्न सकिन्छ, किनभने यसले ब्रेकडाउन शुरु गर्नको लागि उच्च विद्युत क्षेत्र आवश्यक छ।
•    उन्नत संपर्क सामग्री: उच्च पिगुनो बिन्दु र उत्तम उष्मा चालकता भएका संपर्क सामग्रीहरू प्रयोग गर्न पूर्व-प्रहार दौरा संपर्क क्षति रोक्न सकिन्छ। उच्च वोल्टेज स्विचगियरमा तामा-टंगस्टन एलोय जस्ता सामग्रीहरू आमतौरले प्रयोग गरिन्छ।
•    शीतलन तंत्र: पफर सिस्टम वा बलावित गैस प्रवाह जस्ता शीतलन तंत्रहरू समावेश गर्न आर्कबाट उष्मा निस्कासन गर्न सकिन्छ, र संपर्क सतहहरूको तापमान कम गर्न सकिन्छ, जसले जोड्नको झुक्न कम गर्छ।
•    यान्त्रिक डिझाइन उन्नति: यान्त्रिक तंत्रले खुल्ने क्रियामा कुनै जोडिएको बिन्दुहरू टाउन गर्नको पर्याप्त बल उपलब्ध गर्न सकिन्छ, जसले स्विचगियरलाई योग्य रूपमा खुल्न नस्केको असफलता रोक्न सक्छ।
•    सुरक्षा प्रणाली: ओवरकर्न्ट रिले र दोष फेल ज्ञान तंत्र जस्ता सुरक्षा प्रणालीहरू समावेश गर्न छोटो-सर्किट स्थितिहरूलाई तेजी र उचित रूपमा पहिचान र प्रतिक्रिया दिन सकिन्छ, जसले आर्कको अवधि र तीव्रता कम गर्छ।
निष्कर्ष
पूर्व-प्रहार घटना, जहाँ आर्क संपर्कहरू शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्नुभयो पहिले शुरु हुन्छ, स्विचगियरमा बनाउने क्रियाको एक महत्त्वपूर्ण पक्ष हो। यो अत्यधिक संपर्क क्षति, जोड्न, र स्विचिङ उपकरणको संभावित असफलतालाई ल्याउँछ। विद्युत क्षेत्र निर्माण र अवरोधक माध्यमको विशेषताहरू जस्ता पूर्व-प्रहारमा योगदान दिने तत्त्वहरूको बुझ्न उचित र विश्वसनीय स्विचगियर डिझाइन र संचालनको लागि आवश्यक छ। उच्च डाइएलेक्ट्रिक बलको अवरोधक माध्यम, उन्नत संपर्क सामग्री, र शीतलन तंत्र जस्ता उपयुक्त नियन्त्रण रणनीतिहरूको प्रयोग गर्दै पूर्व-प्रहारको प्रभावहरूलाई कम गर्न सकिन्छ, जसले सर्किट ब्रेकर र लोड ब्रेक स्विच दुवैमा सुरक्षित र विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित गर्छ।