स्विचगियरको लागि छोटो सर्किट करेन्टको अवस्था बनाउने
स्विचगियरमा धारा प्रवाह बनाउने र पूर्व-प्रहार घटनाको विस्तृत व्याख्या
स्विचगियरमा, विशेष गरी सर्किट ब्रेकर (CB) र लोड ब्रेक स्विच (LBS) मा, धारा प्रवाह बनाउने लेइनहरु निकट जाँदा आर्क सुरु हुन्छ। यो प्रक्रिया लेइनहरु शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्दा ठिक तभै सुरु नहुन्छ, बल्कि केही मिलिसेकेण्ड पहिले एक घटना, जसलाई पूर्व-प्रहार भनिन्छ, भएकोले यो घटित हुन्छ। निम्नलिखित यस घटनाको विस्तृत व्याख्या र यसका परिणामहरू छन्।
पूर्व-प्रहार: संपर्क स्पर्श गर्दै आर्क सुरु हुने
दीयेलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन: बन्द कार्य गर्दा लेइनहरु एकै अर्को नजिक जाँदा, उनीहरू बीचको अवरोधी माध्यम (जस्तै हवा, SF6, वा रिक्तिकेशन) दीयेलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन भएको देखिन्छ। यो घटना लेइनहरु नजिक जाँदा बीचको विद्युत क्षेत्र बढ्दा भएकोले घटित हुन्छ। जब क्षेत्र शक्ति अवरोधी माध्यमको दीयेलेक्ट्रिक शक्तिको ऊपर फर्किन्छ, त्यसैले अन्तराल ब्रेक हुन्छ, र स्विचिङ आर्क सुरु हुन्छ।
विद्युत क्षेत्र निर्माण: लेइनहरु एकै अर्को नजिक जाँदा उनीहरू बीचको विद्युत क्षेत्र निर्माण हुन्छ। यो क्षेत्र लेइनहरु बीचको वोल्टेजको साथ अनुपातिक र उनीहरू बीचको दूरीको विपरीत अनुपातिक हुन्छ। जब क्षेत्र पर्याप्त शक्तिमान भएको देखिन्छ, यो अन्तरालमा गैस अणुहरूको आयनीकरण गर्छ, जसले धारा प्रवाहको लागि चालक पथ बनाउँछ।
आर्क सुरु हुने: आर्क लेइनहरु शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्दै पहिले, आमतौरले केही मिलिसेकेण्ड पहिले, सुरु हुन्छ। यो पहिले आर्क सुरु हुने घटनालाई पूर्व-प्रहार भनिन्छ। पूर्व-प्रहारमा, आर्क लेइनहरु बीचको लघु अन्तरालमा बन्छ, र धारा लेइनहरु शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्न चक्का आर्क मार्फत प्रवाहन गर्न सुरु हुन्छ।
पूर्व-प्रहारको परिणामहरू
संपर्क सतहको अतिशय गलन: यदि पूर्व-प्रहारमा सम्मिलित ऊर्जा ठूलो छ, तब यो संपर्क सतहको अतिशय गलन गर्न सक्छ। यो विशेष रूपमा छोट-पथ शर्तहरूमा, जहाँ धारा अत्यधिक उच्च हुन सक्छ, विशेष रूपमा समस्याजनक हुन्छ। संपर्क सतहमा गलिएको धातु लेइनहरुको जोड्न गर्न सक्छ, जहाँ दुई सतहहरू एकैसँग जोडिन्छ।
लेइनहरुको जोड्न: जोडिएको लेइनहरुले स्विचिङ उपकरणलाई अगाडि खुल्न आदेशको उचित प्रतिक्रिया दिन रोक्न सक्छ। यदि स्विचगियरको संचालन तंत्र जोडिएको बिन्दुहरू टोक्नको पर्याप्त शक्ति उपलब्ध छैन, तब उपकरणले ठिक ढंगले खुल्न असफल हुन सक्छ, जसले सुरक्षा खतराहरू र उपकरणको क्षति ल्याउँछ।
छोट-पथ धारा विशेषताहरू: छोट-पथ धाराहरूमा एक DC घटक अक्सर रहन्छ, जसले धाराको चरम मानलाई शुद्ध AC छोट-पथ धाराको चरम मानभन्दा धेरै बढाउँछ। यो बढी चरम धारा पूर्व-प्रहारको प्रभावलाई बढाउँछ, जसले अधिक गम्भीर संपर्क क्षति र जोड्न ल्याउँछ।
आर्क वोल्टेज निर्भरता: आर्क बीचको वोल्टेज (आर्क वोल्टेज) स्विचगियरमा प्रयोग गरिएको बाध्यात्मक माध्यमले उच्च रूपमा निर्भर छ। यद्यपि आर्क लामी अत्यधिक सानो हुन्छ, तर इलेक्ट्रोडहरूको नजिक विशेष वोल्टेज गिर छ। यो घटना आर्क रिसिस्टेन्स आर्कको लामीको अनुसार एकसमान छैन, र इलेक्ट्रोडहरूको नजिक ताप र आयनीकरण गरेका कणहरूको सान्द्रता उच्च रहने कारण छ।
छोट-पथ शर्तहरूमा बनाउने
सर्किट ब्रेकर (CB): सर्किट ब्रेकरमा, छोट-पथ शर्तहरूमा बनाउने कार्य विशेष रूपमा चुनौतीजनक छ। उच्च धारा स्तर र DC घटकको उपस्थितिले तीव्र आर्क र संपर्क क्षति ल्याउँछ। आधुनिक सर्किट ब्रेकरहरू यी प्रभावहरूलाई कम गर्न उन्नत धातुहरू र ठण्डा गर्ने तंत्र सहित डिजाइन गरिएका छन्, तर पूर्व-प्रहार अझै पनि चिन्ताजनक छ।
लोड ब्रेक स्विच (LBS): लोड ब्रेक स्विचहरू पनि बनाउने कार्यमा पूर्व-प्रहारको लागि संवेदनशील छन्, विशेष रूपमा उच्च-धारा अनुप्रयोगहरूमा। तर, LBS उपकरणहरू सामान्यतया सर्किट ब्रेकर भन्दा निम्न-वोल्टेज र निम्न-धारा अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले गम्भीर संपर्क क्षतिको झुक्दा आमतौरले निम्न छ।
स्विचगियरमा बनाउने कार्यका चरणहरू
स्विचगियरमा बनाउने कार्यलाई निम्न चरणहरूमा विभाजन गरिन सकिन्छ, जसको चित्र दिएको छ:
चरण १: संपर्कहरूको प्रारम्भिक नजिकाव: संपर्कहरू एकै अर्को नजिक जाँदा, उनीहरू बीचको विद्युत क्षेत्र निर्माण सुरु हुन्छ। यस चरणमा कुनै धारा प्रवाह नहुन्छ, तर पूर्व-प्रहारको संभावना बढ्दै गइरहन्छ।
चरण २: पूर्व-प्रहार आर्क निर्माण: संपर्कहरू नजिक जाँदा, विद्युत क्षेत्र अवरोधी माध्यमको दीयेलेक्ट्रिक शक्तिको ऊपर फर्किन्छ, जसले दीयेलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन गर्छ। एक पूर्व-प्रहार आर्क निर्मित हुन्छ, र धारा संपर्कहरू स्पर्श गर्दै पहिले आर्क मार्फत प्रवाहन सुरु हुन्छ।
चरण ३: संपर्क स्पर्श र आर्क ट्रान्सफर: संपर्कहरू अन्ततः शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्छन, र आर्क संपर्कहरू बीचको अन्तरालबाट संपर्क सतहमा ट्रान्सफर हुन्छ। धारा अब-बन्द सर्किट मार्फत प्रवाहन जारी रहन्छ।
चरण ४: स्थिर-अवस्था कार्य: संपर्कहरू पूर्ण रूपमा बन्द भएपछि, प्रणाली स्थिर-अवस्था कार्यमा प्रवेश गर्छ, र धारा बन्द संपर्कहरू मार्फत प्रवाहन गर्छ बिना कुनै आर्क।
नियन्त्रण रणनीतिहरू
पूर्व-प्रहार र संपर्क जोड्नको प्रभावहरूलाई कम गर्न, निम्न डिजाइन र संचालन रणनीतिहरू प्रयोग गरिन सकिन्छ:
उच्च-दीयेलेक्ट्रिक-शक्ति अवरोधी माध्यमको प्रयोग: उच्च-दीयेलेक्ट्रिक-शक्ति अवरोधी माध्यम, जस्तै SF6 गैस वा रिक्तिकेशन, प्रयोग गर्दा ब्रेकडाउन शुरू गर्नको लागि उच्च विद्युत क्षेत्र आवश्यक छ, जसले पूर्व-प्रहारको संभावनालाई कम गर्छ।
उन्नत संपर्क धातुहरू: उच्च गलन बिन्दु र उत्तम ताप चालकता भएका संपर्क धातुहरूको प्रयोग यी धातुहरूलाई पूर्व-प्रहारमा क्षति रोक्न मद्दत गर्छ। उच्च-वोल्टेज स्विचगियरमा तामा-टंगस्टन युक्तिहरू आमतौरले प्रयोग गरिन्छ।
ठण्डा गर्ने तंत्र: पफर सिस्टम वा बलात गैस प्रवाह जस्ता ठण्डा गर्ने तंत्र समावेश गर्दा आर्क बाट ताप निकाल्न सकिन्छ, र संपर्क सतहको ताप घटाउन सकिन्छ, जसले जोड्नको झुक्दा कम गर्छ।
यान्त्रिक डिजाइन उन्नति: संचालन तंत्रले खुल्न कार्य गर्दा जोडिएको बिन्दुहरू टोक्नको पर्याप्त शक्ति उपलब्ध गराउन सुनिश्चित गर्न यी स्विचगियरले ठिक ढंगले खुल्न असफल हुन सक्छ।
सुरक्षा प्रणाली: ओवरकरेन्ट रिले र दोष निकाल्ने तंत्र जस्ता सुरक्षा प्रणालीहरूको प्रयोग छोट-पथ शर्तहरूलाई त्वरित र प्रतिक्रिया गर्न मद्दत गर्छ, जसले आर्कको अवधि र तीव्रता कम गर्छ।
निष्कर्ष
पूर्व-प्रहार घटना, जहाँ आर्क संपर्कहरू शारीरिक रूपमा स्पर्श गर्दै पहिले सुरु हुन्छ, स्विचगियरमा बनाउने कार्यको एक महत्वपूर्ण पक्ष हो। यो अतिशय संपर्क क्षति, जोड्न, र स्विचिङ उपकरणको संभावित विफलता ल्याउँछ। विद्युत क्षेत्र निर्माण र अवरोधी माध्यमको विशेषताहरू जस्ता पूर्व-प्रहारमा योगदान दिने कारकहरूको बुझ्न उचित र विश्वसनीय स्विचगियर डिजाइन र संचालनको लागि आवश्यक छ। उच्च-दीयेलेक्ट्रिक-शक्ति अवरोधी माध्यम, उन्नत संपर्क धातुहरू, र ठण्डा गर्ने तंत्र जस्ता उपयुक्त नियन्त्रण रणनीतिहरूको प्रयोग गर्दा, पूर्व-प्रहारको प्रभावहरू कम गरिन सकिन्छ, जसले सर्किट ब्रेकर र लोड ब्रेक स्विचमा सुरक्षित र विश्वसनीय कार्य गर्न सुनिश्चित गर्छ।
