उच्च-वोल्टेज लोड स्विच प्रौद्योगिकियों की तुलनात्मक विश्लेषण

लोड स्विच एक प्रकार का स्विचिंग उपकरण है जो सर्किट ब्रेकर और डिसकनेक्टर के बीच स्थित होता है। इसमें एक सरल आर्क निर्मूलन उपकरण होता है जो निर्धारित लोड धारा और कुछ ओवरलोड धाराओं को निर्मूल कर सकता है, लेकिन शॉर्ट-सर्किट धाराओं को नहीं निर्मूल कर सकता। लोड स्विचों को उनके कार्यान्वयन वोल्टेज के अनुसार उच्च-वोल्टेज और निम्न-वोल्टेज प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

ठोस गैस-उत्पादक उच्च-वोल्टेज लोड स्विच: इस प्रकार का उपयोग टूटने वाले आर्क से ऊर्जा का उपयोग करके आर्क चेम्बर में गैस-उत्पादक सामग्री को गैस उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जो आर्क को निर्मूल करती है। इसकी संरचना सरल होती है और लागत कम होती है, जो सामान्य अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करती है।

संपीड़ित हवा उच्च-वोल्टेज लोड स्विच: इस प्रकार में खोलने की प्रक्रिया के दौरान पिस्टन से संपीड़ित हवा का उपयोग आर्क को बाहर फेंकने के लिए किया जाता है। निर्मूलन के दौरान, पिस्टन गैस को संपीड़ित करता है जो निकाली जाती है और आर्क को निर्मूल करती है। SF6 गैस की उत्कृष्ट इन्सुलेशन गुणधर्म तेज आर्क निर्मूलन की अनुमति देते हैं, हालांकि संरचना थोड़ी जटिल होती है और गैस नोज़ल में उच्च-ताप विरोधी सामग्रियों जैसे पोलीटेट्राफ्लुओरोथाइलीन (PTFE) का उपयोग किया जाना चाहिए।

पर्यावरणीय गैस रिंग मेन यूनिट्स भी संपीड़ित हवा लोड स्विच डिजाइन का उपयोग करते हैं जो वैक्यूम इंटरप्टर्स के बिना काम कर सकते हैं। ये ट्रांसफॉर्मर संरक्षण के लिए पूरी तरह से लोड स्विच-फ्यूज़ संयोजन को बदल सकते हैं, ग्राहकों की फ्यूज़ बजाय सर्किट ब्रेकर के लिए पसंद को संतुष्ट करते हुए ट्रांसफॉर्मर में तेज दोष निर्मूलन के लिए।

वैक्यूम उच्च-वोल्टेज लोड स्विच: इस प्रकार में वैक्यूम माध्यम का उपयोग आर्क निर्मूलन के लिए किया जाता है, जो लंबे विद्युतीय जीवन की पेशकश करता है लेकिन अपेक्षाकृत उच्च लागत पर। आधुनिक पर्यावरणीय गैस रिंग मेन यूनिट्स मुख्य रूप से तीन-स्थिति स्विचों का उपयोग करते हैं जो वैक्यूम लोड स्विचों के साथ जुड़े होते हैं।

तेल-अवगाहित उच्च-वोल्टेज लोड स्विच: इस प्रकार में आर्क से उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग आसपास के तेल को विघटित और वाष्पित करने के लिए किया जाता है, जो आर्क को ठंडा करता है और निर्मूल करता है। इसकी संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है लेकिन भारी, जो अमेरिकी-शैली के पैकेज सबस्टेशन में सामान्य रूप से उपयोग की जाती है।

SF6 उच्च-वोल्टेज लोड स्विच: इस प्रकार में SF6 गैस का उपयोग आर्क निर्मूलन के लिए किया जाता है, जो पूरी तरह से इन्सुलेटेड या गैस-बैग इन्सुलेटेड रिंग मेन यूनिट्स में उपयोग किया जाता है। यह क्षमता धाराओं को निर्मूल करने में उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रस्तुत करता है। SF6 आर्क निर्मूलन विधियाँ शामिल हैं: आर्क-निर्मूलन ग्रिड, आर्क-निरोधक कुंडल, और संपीड़ित हवा आर्क निर्मूलन। आर्क-निर्मूलन ग्रिड विधि व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, जो निम्न-वोल्टेज वायु सर्किट ब्रेकर के समान संरचना अपनाती है। निर्मूलन के दौरान, आर्क को काटा जाता है और आर्क-निर्मूलन ग्रिड में अवशोषित किया जाता है ताकि ठंडा और निर्मूल हो सके। आर्क-निर्मूलन ग्रिड इन्सुलेटिंग या धातु की सामग्रियों से बनाए जा सकते हैं।

आर्क-निर्मूलन ग्रिड की संरचना सरल होती है और सामान्य रिंग मेन यूनिट अनुप्रयोगों, जैसे E2 विद्युतीय जीवन की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। बेहतर प्रदर्शन के लिए, सामग्रियों और संरचना का विकास आवश्यक है।

आर्क-निरोधक कुंडल एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कुंडल का उपयोग करता है, जहाँ जब चलने वाले और स्थिर संपर्क अलग होते हैं तो आर्क उत्पन्न होता है, आर्क का मूल उपभोग कुंडल के अंदर के धातु के कोर में स्थानांतरित हो जाता है। उपभोग कुंडल से गुजरने वाली आर्क धारा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है जो आर्क पर लोरेंट्ज़ बल का कार्य करता है, जो आर्क को कुंडल के कोर के चारों ओर उच्च गति से घूमने के लिए प्रेरित करता है। यह आर्क को ठंडा करता है और इसे लगातार ताजा SF6 गैस के संपर्क में लाता है, जो धारा शून्य को पार करते समय आर्क को निर्मूल करता है। उपभोग कुंडल उत्कृष्ट निर्मूलन प्रदर्शन और लंबे विद्युतीय जीवन की पेशकश करता है, 200 ऑपरेशन तक सक्रिय लोड निर्मूलन का सामना कर सकता है।

SF6 की बदली को प्राप्त करने के लिए, समान्तर वैक्यूम आर्क-निर्मूलन लोड स्विच विकसित किए गए हैं। निर्मूलन के दौरान, समान्तर वैक्यूम इंटरप्टर आर्क धारा को वैक्यूम इंटरप्टर में ले जाता है जहाँ यह निर्मूल हो जाती है। श्रृंखला वैक्यूम निर्मूलन के विपरीत, यह दृष्टिकोण संचालन तंत्र को सरल बनाता है, SF6 लोड स्विचों के समान संचालन तंत्र बनाए रखता है। यह संक्षिप्त आकार, सुविधाजनक इंस्टॉलेशन, आसान संचालन और कम लागत प्रदान करता है।

संपर्क अंतर को बढ़ाने और अन्य विधियों द्वारा, पर्यावरणीय गैस आर्क निर्मूलन प्राप्त किया जा सकता है, वास्तव में रिंग मेन यूनिट्स में SF6 की बदली को पर्यावरणीय गैसों से प्राप्त किया जा सकता है बिना लागत बढ़ाए (वैक्यूम स्विचों का उपयोग न करते हुए)।