Simulated ماحولیات میں آؤٹ ڈور ویکیو سرکٹ بریکرز کا مسلک

بیرون میں ویکیو سرکٹ بریکرز کا استعمال زیادہ تر درمیانی اور بلند ولٹیج (MHV) شعبے میں کیا جاتا ہے۔ ان کا توزیع کے شعبے میں خصوصی طور پر 11kV اور 33kV گرڈز میں ایک اہم کام کرتا ہے۔ ان بریکرز کی تعمیر میں مختلف مرکب مواد استعمال کیے جاتے ہیں۔ ان میں سے ویکیو انٹروپٹر سب سے اہم کام کرتا ہے۔ بیرونی سرکٹ بریکرز کے لیے، ویکیو انٹروپٹر عام طور پر پورسلین کی چادر میں رکھا جاتا ہے۔

ان بریکرز کو آپریشنل مکینزم سے فائبر گلاس - مزید نشین ریزن - کاسٹ آپریٹنگ راڈز کے ذریعے جوڑا جاتا ہے، جو کہ متعدد دستاویزات کے ذریعے میٹل - سٹیل کے مشترکہ گینگ آپریٹنگ راڈ سے منسلک ہوتا ہے۔ بیرونی ویکیو سرکٹ بریکرز کے آپریشنل مکینزم کو عام طور پر ایک سپرنگ - قسم کا ڈیزائن دیا جاتا ہے، جو شیٹ سٹیل کے انکلوژن میں رکھا جاتا ہے۔ متعدد مواد کا استعمال کرنے کے باوجود، یہ ضروری ہے کہ ان مواد کی سازگاری کا جائزہ لیا جائے، اور ڈیزائن اور کام کی صلاحیت کا جائزہ لیا جائے، جہاں بریکرز کا عمل کرنے کا مقصد ہوتا ہے۔ یہ تجزیہ بلا بلاک کارکردگی کی ضمانت دیتا ہے اور بالآخر، ان کا حصہ بننے والے برقی نیٹ ورک کی ثبات کی ضمانت دیتا ہے۔

سرکٹ بریکرز کے لیے ماحولیاتی ٹیسٹ، خصوصی طور پر کم - درجہ حرارت اور زیادہ - درجہ حرارت ٹیسٹ، IEC 62271 - 100[1] کے مضمون 6.101.3 کے تحت ہوتے ہیں۔ سرد - ولٹیج کے ماحول کے لیے، کم سے کم اور زیادہ سے زیادہ درجات کے لیے ترجیحی درجہ حرارت کا رینج - 50°C سے + 40°C تک ہوتا ہے، جبکہ بہت گرم ماحول کے لیے یہ - 5°C سے + 50°C تک ہوتا ہے۔ 1000 میٹر تک کی بلندی پر، کم درجہ حرارت ٹیسٹ کے لیے ترجیحی کم سے کم ماحولی درجات - 10°C، - 25°C، - 30°C، اور - 40°C ہوتے ہیں۔ بیرونی استعمال میں، ویکیو سرکٹ بریکرز کے ڈیزائن کو تیزی سے درجہ حرارت کی تبدیلیوں کا خیال رکھنا چاہئے۔ بھارت میں، کشمیر، ہمالیہ، اتراکھنڈ، اور سککیم جیسے علاقوں کے کئی مقامات پر یہ درجہ حرارت کی تبدیلیاں پائی جاتی ہیں۔

درجہ حرارت -25°C تک گرا سکتا ہے۔ ایسے مقامات پر، سرد شرائط کے متعلق کی مسائل کو بڑھاوا دیا جاتا ہے کیونکہ وہاں ہوا کا چلنا اور برف کا چلنا آموختار ہوتا ہے۔ گرمیوں میں، بھارت کے کئی علاقوں میں درجہ حرارت 50°C تک پہنچ سکتا ہے۔ کم یا زیادہ درجہ حرارت کے ماحول کے ممالک کو سرکٹ بریکرز فروخت کرنے والے صنعت کاروں کو اپنے مصنوعات کے ادائگی کو یہ ماحولی شرائط کے تحت تعین کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

یہ مقالہ IEC 62271 - 100 کے مطابق محاکیہ ماحولی شرائط کے تحت 36 kV - درجہ کے بیرونی ویکیو سرکٹ بریکرز (VCBs) کی کارکردگی میں گہرائی سے کھوجتا ہے۔ یہاں بحث کیے گئے ٹیسٹ میں شامل ہیں (a) کم درجہ حرارت ٹیسٹ اور (b) زیادہ درجہ حرارت ٹیسٹ۔ علاوہ ازیں، مقالہ 36 kV - درجہ کے بیرونی VCB کے آپریشنل مکینزم کے آپریشنل وقت، پول کے درمیان وقت کا فرق، اور آپریشنل مکینزم کا چارجنگ وقت کا جائزہ لیتا ہے۔

کم درجہ حرارت ٹیسٹ

بیرونی VCBs کی کم درجہ حرارت کی شرائط کے تحت کارکردگی کو سمجھنے کے لیے، IEC - 62271 - 100 میں مخصوص کردہ طریقہ کار کو حوالہ کے طور پر اختیار کیا گیا ہے۔ یہ IEC معیار مقرر کرتا ہے کہ ایک عام آپریشنل مکینزم کے ساتھ ایک سینکل انکلوژن کے سرکٹ بریکرز کے لیے، تین-فیز ٹیسٹ کیے جانے چاہئیں۔ الگ الگ پولوں کے ساتھ ملٹی-انکلوژن سرکٹ بریکرز کے لیے، ایک مکمل پول کا ٹیسٹ کرنے کی اجازت ہے۔ جہاں ٹیسٹ فیسیلٹی کی محدودیت ہو تو، ملٹی-انکلوژن سرکٹ بریکرز کو ایک یا زیادہ نیچے دی گئی متبادل کے ذریعے ٹیسٹ کیا جا سکتا ہے، بشرطیکہ کہ سرکٹ بریکرز کی مکینکل آپریشنل شرائط ٹیسٹ سیٹ اپ میں عام شرائط سے زیادہ مساعد نہ ہوں:

• کم پول سپیس

• کم ماڈیولز کی تعداد

• کم فیز-تو-زمین کی عایقیت

ٹیسٹ کے دوران، سرکٹ بریکرز کی کسی بھی مینٹیننس، حصہ کی تبدیلی، یا دوبارہ تنظیم کو منع کیا جاتا ہے۔ لمبی یا گیس کی فراہمی کو سرکٹ بریکرز کے لیے ٹیسٹ ہوا کے درجہ حرارت پر رکھا جانا چاہئے، مگر سرکٹ بریکرز کے ڈیزائن کی ضرورت کے بغیر گرمی کا ذریعہ ہو۔

بریکر کے نیچے دی گئی آپریشنل خصوصیات کو ٹیسٹ کیا جانا چاہئے:

• بند کرنے کا وقت

• کھولنے کا وقت

• پول کے درمیان وقت کا فرق

• ایک پول کے یونٹ کے درمیان وقت کا پھیلاؤ (اگر ملٹی-پول ٹیسٹ کیا گیا ہو)

• آپریشنل ڈیوائس کا دوبارہ چارجنگ وقت

• کنٹرول سرکٹ کا استعمال

• ٹرپنگ ڈیوائسز کا استعمال اور شنٹ ریلیز کا ریکارڈ کرنے

• بند کرنے اور کھولنے کے کمانڈ امپلسوں کا دورانیہ

• ٹائٹنیس ٹیسٹ اگر لاگو ہو

• گیس کا دباؤ اگر لاگو ہو

• میئن سرکٹ کی مخالفت

• وقت-سفر کا چارٹ

ان خصوصیات کو ریکارڈ کیا جائے گا:

• فراہم کردہ ولٹیج کا معیاری قدر اور معیاری فل کرنے کا دباؤ

• فراہم کردہ ولٹیج کا زیادہ سے زیادہ قدر اور زیادہ سے زیادہ فل کرنے کا دباؤ

• فراہم کردہ ولٹیج کا زیادہ سے زیادہ قدر اور کم سے کم فل کرنے کا دباؤ

• فراہم کردہ ولٹیج کا کم سے کم قدر اور کم سے کم فل کرنے کا دباؤ

VCBs کے لیے دباؤ میں تبدیل ہونے والے پیرامیٹرز کو لاگو نہیں کیا جاتا کیونکہ کنٹیکٹر ویکیو بوٹلز میں رکھا جاتا ہے اور یہ ویکیو انٹروپٹر اسمبلی بیرونی استعمال کے لیے ہوا کی عایقیت والی پورسلین کی چادر میں رکھی جاتی ہے۔

کم درجہ حرارت ٹیسٹ کے لیے ٹیسٹ سیکوئنس IEC 62271 - 100 کے مضمون 6.101.3.3 میں متعین کیا گیا ہے۔ ابتدائی آپریشنل خصوصیات [1.4] کو 20 ± 5°C پر بریکر کو ظاہر کرنے کے بعد متعین کیا جاتا ہے۔ ابتدائی جانچ کے بعد بند حالت میں سرکٹ بریکر کو درجہ حرارت کو درجہ حرارت کی قسم کے مطابق کم سے کم ماحولی ہوا کے درجہ حرارت تک کم کر دیا جاتا ہے۔ بریکر کو 24 گھنٹے تک بند حالت میں رکھا جاتا ہے جبکہ ضد-کندی ہیٹرز کو روشن رکھا جاتا ہے۔ 24 گھنٹے کے بعد بریکر کو فراہم کردہ ولٹیج کی معیاری قدر پر کھولا اور بند کیا جاتا ہے۔ کھولنے اور بند کرنے کا وقت ریکارڈ کیا جاتا ہے تاکہ کم درجہ حرارت کی آپریشنل خصوصیات کو متعین کیا جا سکے۔ پھر ضد-کندی ہیٹرز کو منفی کرنے کے لیے تیارکار کے ذریعے متعین کردہ وقت (t₁) کے لیے فراہمی کو منقطع کر دیا جاتا ہے، دو گھنٹے کی کم سے کم مدت کے ساتھ۔ اس وقت کے دوران، الباغی قابل قبول ہیں لیکن لاک آؤٹ قابل قبول نہیں ہیں۔ وقت t₁ کے بعد بریکر کو کھول دیا جاتا ہے اور کھولنے کا وقت ریکارڈ کیا جاتا ہے۔ اگر ممکن ہو تو مکینکل سفر کی خصوصیات بھی میسنگ کی جاتی ہیں تاکہ انٹروپٹنگ کی صلاحیت کا جائزہ لیا جا سکے۔

بریکر کو 24 گھنٹے کے لیے کھولنے کے بعد، بریکر کو بند کر دیا جاتا ہے اور کھول دیا جاتا ہے۔ پھر 50 CO آپریشن کیے جاتے ہیں جن میں پہلے تین CO آپریشن کو کسی بھی تاخیر کے بغیر کیے جاتے ہیں۔ باقی CO آپریشن C - tₑ - O - tₑ کے طور پر کیے جاتے ہیں۔ وقت tₑ کو آپریشن کے درمیان وقت کا دورانیہ سمجھا جاتا ہے۔ ہر سائیکل یا سیکوئنس کے لیے 3 منٹ کا وقت دیا جاتا ہے۔ 50 CO آپریشن کے مکمل ہونے کے بعد ماحولی ٹیسٹ کیمبر کا درجہ حرارت 10 K/گھنٹے کی شرح سے بڑھایا جاتا ہے۔ اس مدت کے دوران C - tₑ - O - tₑ اور O - tₑ - C - tₑ - O آپریشن کیے جاتے ہیں تاکہ بریکر کو آپریشنل سیکوئنس کے درمیان 30 منٹ کی مدت تک بند اور کھولنے کی حالت میں رکھا جا سکے۔ بریکر کو ماحولی درجہ حرارت تک استحکام حاصل ہونے کے بعد، آپریشنل خصوصیات کا دوبارہ میسنگ 20 ± 5°C پر کیا جاتا ہے تاکہ ابتدائی خصوصیات کے ساتھ موازنہ کیا جا سکے۔

CPRI نے ماضی کی دس سال سے زیادہ عرصے سے 36 kV تک کے درمیانی اور بلند ولٹیج (MHV) سوچ گیئر پر کم اور زیادہ درجہ حرارت کے ٹیسٹ کیے ہیں۔ شکل 1 میں بیرونی 36 kV ویکیو سرکٹ بریکر (VCB) کا ایک عام ٹیسٹ انتظام دکھایا گیا ہے جو ہائی اور لو درجہ حرارت کے ٹیسٹ کے لیے ٹیسٹ کیمبر میں نصب کیا گیا ہے۔

کم اور زیادہ درجہ حرارت کے ٹیسٹ کے دوران 36 kV - درجہ کے بیرونی VCB کے تجربی نتائج پیش کیے گئے ہیں۔ ٹیسٹ کیے گئے VCBs کو سپرنگ آپریشنل مکینزم کے ساتھ لیس گئے تھے۔

زیادہ درجہ حرارت کا ٹیسٹ +55°C پر کیا گیا تھا، اور کم درجہ حرارت کے ٹیسٹ -10°C اور -25°C پر کئے گئے تھے۔ VCB کی کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے نیچے دی گئی خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا تھا:
بند کرنے اور کھولنے کا وقت (آپریشنل وقت):بند کرنے کا وقت ایک وقفہ کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو سرکٹ بریکر کو کھولنے کی حالت میں کلوسنگ سرکٹ کو انرجائز کرنے کے درمیان اور تمام پولوں میں کنٹیکٹ کے چوٹ کرنے کے وقت کے درمیان ہوتا ہے۔سرکٹ بریکر کو کھولنے کا وقت ایک وقفہ کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو سرکٹ بریکر کو بند کرنے کی حالت میں اوپننگ ریلیز کو انرجائز کرنے کے درمیان اور تمام پولوں میں آرکنگ کنٹیکٹس کے الگ ہونے کے وقت کے درمیان ہوتا ہے۔

حجمی معلومات حاصل کرنے کے لیے، تمام تینوں پولوں کے آپریشنل وقت کا اوسط قدر تشبیہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ کیونکہ پولوں کے درمیان وقت کا پھیلاؤ متعین کیا گیا ہے، اس لیے فردی پولوں کے زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم وقت کے درمیان کا زیادہ سے زیادہ تبدیلی خودکار طور پر ظاہر ہوتی ہے۔

• a) پولوں کے درمیان وقت کا پھیلاؤ

• b) دوبارہ چارجنگ ڈیوائس کی خصوصیات، جیسے دوبارہ چارجنگ وقت اور کرنٹ کا استعمال۔

• c) ابتدائی آپریشنل خصوصیات کے متعلق آپریشنل خصوصیات میں تبدیلی۔

زیادہ اور کم درجہ حرارت کے ٹیسٹ کے دوران بریکرز کی کارکردگی کو اوپر ذکر کردہ خصوصیات کے مبنی پر موازنہ کیا گیا ہے، اور نتائج بعد کے حصوں میں بحث کیے گئے ہیں۔

زیادہ درجہ حرارت پر کارکردگی کا جائزہ

زیادہ درجہ حرارت کے ٹیسٹ کے نتائج جدول 1 میں پیش کیے گئے ہیں۔ ابتدائی خصوصیات 20°C پر میسنگ کی گئیں تھیں۔ IEC 62271 - 100 کوئی قیمت آپریشنل وقت یا بند کرنے کا وقت کے لیے متعین نہیں کرتا ہے۔ میسنگ کردہ ابتدائی کھولنے کے وقت تقریباً 36 ملی سیکنڈ ہیں، اور بند کرنے کا وقت تقریباً 44 ملی سیکنڈ ہے۔ اسی طرح، آپریشنل ڈیوائس کا دوبارہ چارجنگ وقت 9.6 سیکنڈ سے 11.3 سیکنڈ تک ہے، اور دوبارہ چارجنگ کرنٹ 2.8 A سے 3.1 A کے درمیان ہے۔

55°C کے معرض 24 گھنٹے کے بعد، کھولنے کا وقت اور بند کرنے کا وقت تقریباً 5% کے ساتھ یکساں طور پر بڑھ گیا۔ 55°C کے معرض اور سرکٹ بریکر کو کھولنے کی حالت میں 24 گھنٹے کے بعد، بند کرنے کا وقت تقریباً 2.5% بڑھ گیا، اور کھولنے کا وقت 4% بڑھ گیا۔

پورے ٹیسٹ کے دوران تمام تین نمونوں کے درمیان پولوں کے درمیان وقت کا پھیلاؤ میں کوئی قابل ذکر تبدیلی نہیں ہوئی۔ اس لیے، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ VCB کے تمام پولوں میں وہی طرز عمل ہے۔ دوبارہ چارجنگ وقت 11.3 سیکنڈ سے 9.6 سیکنڈ تک کم ہو گیا، لیکن کرنٹ 2.9 A سے 3.4 A تک بڑھ گیا۔

جب آپریشنل وقت کو ماحولی درجہ حرارت کے درمیان ابتدائی اور آخری قیمتوں کے درمیان موازنہ کیا جاتا ہے تو، آپریشنل وقت میں کم سے کم 1% کی تبدیلی دیکھی گئی ہے، جو ناچیز ہے۔

ابتدائی آپریشنل خصوصیات 20°C پر میسنگ کی گئیں تھیں۔ کھولنے کے وقت کی میسنگ کردہ ابتدائی قدر تقریباً 36 ملی سیکنڈ تھی، اور بند کرنے کا وقت 44 ملی سیکنڈ تھا۔ اسی طرح، آپریشنل ڈیوائس کا دوبارہ چارجنگ وقت 10.6 سیکنڈ تھا، اور دوبارہ چارجنگ ڈیوائس کرنٹ 2.8 A تھا۔

-10°C کے معرض 24 گھنٹے کے بعد سرکٹ بریکر کو بند کرنے کی حالت میں، کھولنے کا وقت تقریباً 0.7% کم ہو گیا، اور بند کرنے کا وقت تقریباً 2% بڑھ گیا، جس میں کوئی قابل ذکر تبدیلی نہیں