کرکٹ بریکر کے انتخاب اور سیٹنگ کیلکولیشن کا مکمل گائیڈ

سروسیکل براکرز کا انتخاب اور سیٹنگ کرنا

1. سرسیکل براکرز کے قسمیں

1.1 ہوائی سرسیکل بریکر (ACB)
اسے مولڈ فریم یا یونیورسل سرسیکل بریکر بھی کہا جاتا ہے، تمام کمپوننٹس ایک آنسولیٹڈ میٹل فریم میں مونٹ کیے جاتے ہیں۔ عموماً یہ اوپن ٹائپ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کنٹیکٹس اور پارٹس کی آسانی سے تبدیلی کی جا سکتی ہے، اور مختلف ایکسسروز سے لیس کیا جا سکتا ہے۔ ACBs عام طور پر مین پاور سپلائی سوئچ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ اوورکرنٹ ٹرپ یونٹس میں الیکٹرومیگنیٹک، الیکٹرانک، اور انٹیلیجنٹ قسمیں شامل ہوتی ہیں۔ وہ چار مرحلہ حفاظت فراہم کرتے ہیں: لمبے وقت کی دیری، کم وقت کی دیری، فوری، اور گراؤنڈ فالٹ، ہر حفاظت کی سیٹنگ فریم کے سائز کے مطابق رینج میں تناسب کی جا سکتی ہے۔

ACBs کو 50Hz نیٹ ورک کے لیے مناسب ہوتے ہیں جن کی ریٹڈ ولٹیج 380V یا 660V ہوتی ہے اور ریٹڈ کرنٹ 200A سے 6300A تک ہوتا ہے۔ ان کا اصل مقصد پاور ڈسٹریبوشن اور اوورلوڈ، انڈروولٹیج، شارٹ سرکٹ، اور سنگل فیز گراؤنڈنگ کے خلاف حفاظت ہوتی ہے۔ ان براکرز کو متعدد انٹیلیجنٹ حفاظت کی فنکشنز اور منتخب حفاظت فراہم کرتے ہیں۔ عام شرائط میں، ان کو نادر ہونے والے سرکٹ سوئچنگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 1250A تک کے ریٹڈ ACBs کو 380V/50Hz سسٹم میں موٹروں کے اوورلوڈ اور شارٹ سرکٹ کے خلاف بھی حفاظت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

معمولی اطلاقیات میں ٹرانسفورمرز کے 400V جانب کے مین آؤٹگوئنگ سوئچز، بس ٹائی سوئچز، ہائی کیپیسٹی فیڈر سوئچز، اور بڑے موٹر کنٹرول سوئچز شامل ہیں۔

1.2 مولڈ کیس سرسیکل بریکر (MCCB)
اسے پلاگ-ان سرسیکل بریکر بھی کہا جاتا ہے، اس کے ٹرمینلز، آرک ایکسٹنگوئشرز، ٹرپ یونٹس، اور آپریٹنگ میکانزم پلاسٹک کیور میں ہوتے ہیں۔ آکسیلیئری کنٹیکٹس، انڈروولٹیج ٹرپ یونٹس، اور شنٹ ٹرپ یونٹس عام طور پر مودیولر ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے یہ کمپیکٹ ڈیزائن ہوتا ہے۔ MCCBs عموماً میں مینٹیننس کی دیکھ بھال کی طرف سے بنے نہیں ہوتے اور عام طور پر برینچ سرکٹ کی حفاظت کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

زیادہ تر MCCBs میں ٹھرمی-میگنیٹک ٹرپ یونٹس شامل ہوتے ہیں۔ بڑے ماڈلز میں صلیبی ریڈ ٹرپ سینسرز ہوسکتے ہیں۔ اوورکرنٹ ٹرپ یونٹس الیکٹرومیگنیٹک یا الیکٹرانک ہوسکتے ہیں۔ الیکٹرومیگنیٹک MCCBs عام طور پر غیر منتخب ہوتے ہیں، جن کی صرف لمبے وقت اور فوری حفاظت ہوتی ہے۔ الیکٹرانک MCCBs چار حفاظت کی فنکشنز فراہم کرتے ہیں: لمبے وقت، کم وقت، فوری، اور گراؤنڈ فالٹ۔ کچھ نئے ماڈلز میں زون سیلیکٹیو انٹرلکنگ شامل ہوتا ہے۔

MCCBs کو عام طور پر فیڈر سرکٹ کنٹرول اور حفاظت، چھوٹے ڈسٹریبوشن ٹرانسفورمرز کے مین آؤٹگوئنگ سوئچز، موٹر کنٹرول ٹرمینلز، اور مختلف مشینری کے پاور سوئچز کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

1.3 مینی ایٹر سرسیکل بریکر (MCB)
MCBs عمارتی الیکٹریکل سسٹمز میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ٹرمینل حفاظت ڈیوائس ہیں۔ وہ 125A تک کے سنگل فیز اور تین فیز سرکٹ کے خلاف شارٹ سرکٹ، اوورلوڈ، اور اوورولٹیج کے خلاف حفاظت فراہم کرتے ہیں۔ یہ 1P، 2P، 3P، اور 4P کنفیگریشن میں دستیاب ہوتے ہیں۔

ایک MCB میں آپریٹنگ میکانزم، کنٹیکٹس، حفاظتی ڈیوائسز (مختلف ٹرپ یونٹس)، اور آرک ایکسٹنگوئنگ سسٹم شامل ہوتے ہیں۔ کنٹیکٹس مینوئل یا الیکٹرکل طور پر بند ہوتے ہیں اور فری ٹرپنگ میکانزم کے ذریعے جگہ لیتے ہیں۔ اوورکرنٹ ٹرپ یونٹ کے کوئل اور ٹھرمیل ٹرپ یونٹ کے ہیٹنگ ایلیمنٹ کو مین سرکٹ کے سلسلے میں جوڑا جاتا ہے، جبکہ انڈروولٹیج ٹرپ کوئل کو پاور سپلائی کے سلسلے میں جوڑا جاتا ہے۔

عمارتی الیکٹریکل ڈیزائن میں MCBs کو اوورلوڈ، شارٹ سرکٹ، اوورکرنٹ، انڈروولٹیج، گراؤنڈ فالٹ، لیکیج حفاظت، ڈوبل پاور سرسیز کا خودکار ٹرانسفر، اور نادر موٹر شروع کرنے اور حفاظت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

2. سرسیکل براکرز کے کلیدی ٹیکنیکل پیرامیٹرز

• ریٹڈ آپریٹنگ ولٹیج (Ue)
  سرسیکل بریکر کو مقررہ شرائط میں مستقل طور پر کام کرنے کے لیے متعین کردہ نامی ولٹیج۔ چین میں، 220kV تک کے سسٹمز کے لیے، زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ ولٹیج سسٹم کی ریٹڈ ولٹیج کا 1.15 گنا ہوتا ہے؛ 330kV سے زائد کے لیے، یہ 1.1 گنا ہوتا ہے۔ براکر کو سسٹم کے زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ ولٹیج پر انسولیشن کو برقرار رکھنے اور سوئچنگ آپریشن کو کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

• ریٹڈ کرنٹ (In)
  ٹرپ یونٹ کو ماحولی درجہ حرارت 40°C تک کے تحت مستقل طور پر برداشت کرنے کا کرنٹ۔ ایڈجوسٹیبل ٹرپ یونٹز کے لیے، یہ زیادہ سے زیادہ ایڈجوسٹیبل کرنٹ ہوتا ہے۔ 40°C سے زائد (60°C تک) کے درجہ حرارت پر، ڈیریٹنگ کی اجازت ہوتی ہے۔

• اوورلوڈ ٹرپ کرنٹ سیٹنگ (Ir)
  جب کرنٹ Ir سے زائد ہو تو براکر کو ٹائم ڈیلے کے ساتھ ٹرپ ہوتا ہے، جو براکر کو ٹرپ کے بغیر برداشت کرنے کا زیادہ سے زیادہ کرنٹ ظاہر کرتا ہے۔ Ir کو مکسیمم لوڈ کرنٹ (Ib) سے زیادہ اور کیبل کے مجاز کرنٹ (Iz) سے کم رکھنا ضروری ہے۔ ٹھرمی-میگنیٹک براکرز کے لیے، Ir عام طور پر 0.7 سے 1.0In تک ٹنگ کیا جا سکتا ہے؛ الیکٹرانک ٹرپ یونٹز کے لیے یہ رینج عام طور پر 0.4 سے 1.0In تک ہوتا ہے۔ فکس ٹرپ یونٹز کے لیے، Ir = In۔

• شارٹ سرکٹ ٹرپ کرنٹ سیٹنگ (Im)
  جس تھریشول پر فوری یا کم وقت کا ٹرپ یونٹ کو بہت زیادہ فلٹ کرنٹ کے دوران سرکٹ کو تیزی سے ڈسکنیکٹ کرنے کے لیے کام کرنا شروع ہوتا ہے۔

• ریٹڈ کم وقت تحمل کرنٹ (Icw)
  براکر کو تھرمل ڈییج کے بغیر مخصوص وقت کے لیے برداشت کرنے کا کرنٹ۔

• بریکنگ کیپیسٹی
  براکر کو اپنے ریٹڈ کرنٹ کے بغیر سیف طور پر انٹرپٹ کرنے کا زیادہ سے زیادہ فلٹ کرنٹ۔ عام قیمتیں 36kA اور 50kA ہیں۔ یہ کیپیسٹی آلتیمیٹ بریکنگ کیپیسٹی (Icu) اور سروس بریکنگ کیپیسٹی (Ics) میں تقسیم کی جاتی ہے۔

3. سرسیکل بریکر کے انتخاب کے عام اصول

• ریٹڈ آپریٹنگ ولٹیج ≥ سرکٹ کی ریٹڈ ولٹیج۔

• ریٹڈ شارٹ سرکٹ میکنگ/بریکنگ کیپیسٹی ≥ حساب کی گئی لوڈ کرنٹ۔

• ریٹڈ شارٹ سرکٹ میکنگ/بریکنگ کیپیسٹی ≥ سرکٹ میں ممکنہ زیادہ سے زیادہ شارٹ سرکٹ کرنٹ۔

• سرکٹ کے آخر میں سنگل فیز-ٹو-گراؤنڈ شارٹ سرکٹ کرنٹ ≥ 1.25 × فوری (یا کم وقت) ٹرپ سیٹنگ۔

• انڈروولٹیج ٹرپ یونٹ کی ریٹڈ ولٹیج = سرکٹ کی ریٹڈ ولٹیج۔

• پارالل سوئچ کا مقررہ ولٹیج = کنٹرول پاور سپلائی کا ولٹیج۔

• برقی آپریشنگ مکینزم کا مقررہ ولٹیج = کنٹرول پاور سپلائی کا ولٹیج۔

• روشنی کے سروس کے لیے، فوری الیکٹرومیگنیٹک ٹرپ کرنٹ کو لوڈ کرنٹ کا 6 گنا قرار دیں۔

• ایک ہی موتر کے شارٹ سرکٹ کے تحفظ کے لیے: 1.35× موتر کا شروعاتی کرنٹ (DW سیریز) یا 1.7× (DZ سیریز)۔

• مزید موتروں کے لیے: 1.3× سب سے بڑے موتر کا شروعاتی کرنٹ + دیگر موتروں کے چلنے کے کرنٹ کا مجموعہ۔

• مین ٹرانسفارمر کے لو-ولٹیج سائیڈ سوئچ کے طور پر: ٹرپ کرنے کی صلاحیت > ٹرانسفارمر کا لو-ولٹیج شارٹ سرکٹ کرنٹ؛ ٹرپ کا مقررہ کرنٹ ≥ ٹرانسفارمر کا مقررہ کرنٹ؛ شارٹ سرکٹ کی ترتیب = 6–10× ٹرانسفارمر کا مقررہ کرنٹ؛ اوور لود کی ترتیب = ٹرانسفارمر کا مقررہ کرنٹ۔

• ابتدائی انتخاب کے بعد، اوپری اور نیچے کے براکرز کے ساتھ تناسق کریں تاکہ کیسکیڈنگ ٹرپ کو روکا جا سکے اور آؤٹیج کا حجم کم کیا جا سکے۔

4. سرکٹ بریکرز کی منتخبگی
سرکٹ بریکرز کو منتخب یا غیر منتخب کے طور پر درج کیا جاتا ہے۔ منتخب بریکرز دو یا تین مرحلہ کے تحفظ کی پیش کش کرتے ہیں: فوری اور قصیر وقت کے لیے شارٹ سرکٹ، لمبا وقت کے لیے اوور لود۔ غیر منتخب بریکرز عام طور پر فوری (صرف شارٹ سرکٹ) یا لمبا وقت (صرف اوور لود) ہوتے ہیں۔ منتخبگی مختلف وقت کی ترتیبات کے ساتھ قصیر وقت کے ڈیلے ٹرپ یونٹ کا استعمال کرکے حاصل کی جاتی ہے۔ کلیدی خیالات:

• اوپری فوری ٹرپ کی ترتیب ≥ 1.1 × نیچے کے براکر کے آؤٹ پٹ پر زیادہ سے زیادہ 3-فیز شارٹ سرکٹ کرنٹ۔

• اگر نیچے کا غیر منتخب ہے تو، اوپری قصیر وقت کی ٹرپ کی ترتیب ≥ 1.2 × نیچے کی فوری ٹرپ کی ترتیب منتخبگی کو برقرار رکھنے کے لیے۔

• اگر نیچے کا بھی منتخب ہے تو، اوپری قصیر وقت کا ڈیلے وقت ≥ نیچے کا قصیر وقت کا ڈیلے وقت + 0.1s۔
  عموماً Iop.1 ≥ 1.2 × Iop.2۔

5. کیسکیڈنگ تحفظ
نظام کی ڈیزائن میں، اوپری اور نیچے کے براکرز کے درمیان تناسق منتخبگی، رفتار اور حساسیت کو یقینی بناتا ہے۔ صحیح تناسق منتخب عیب کی جدوجہد کو ممکن بناتا ہے، صحت مند سرسیزوں کو طاقت کو برقرار رکھتا ہے۔ کیسکیڈنگ اوپری براکر (QF1) کے کرنٹ لیمیٹنگ اثر کا استعمال کرتا ہے۔ جب نیچے کو شارٹ سرکٹ ہوتا ہے (QF2 پر)، QF1 کا کرنٹ لیمیٹنگ افعال حقیقی عیب کرنٹ کو کم کرتا ہے، QF2 کو اپنی مقررہ صلاحیت سے زیادہ کرنٹ کو ٹرپ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ کم قیمت والے، کم ٹرپ کرنے کی صلاحیت والے نیچے کے براکرز کا استعمال ممکن بناتا ہے۔ شرائط میں شامل ہیں کہ ملحقہ سرسیزوں پر کوئی کریٹیکل لاڈ نہ ہو (QF1 کا ٹرپ QF3 کو بلاک کردے گا)، اور فوری ترتیبات کے درست میچنگ۔ کیسکیڈنگ کے معلومات ٹیسٹنگ کے ذریعے تعین کیے جاتے ہیں اور مصنوعات کے ذریعے فراہم کیے جاتے ہیں۔

6. سرکٹ بریکرز کی حساسیت
کم سب سے کم عیب کی حالت میں معتبر کام کرنے کے لیے، حساسیت (Sp) کا ہونا ضروری ہے ≥1.3 GB50054-95 کے مطابق:
Sp = Ik.min / Iop ≥ 1.3
جہاں Iop فوری یا قصیر وقت کی ٹرپ کی ترتیب ہے، اور Ik.min کم سے کم نظام کی کارکردگی کے تحت محافظ سرسیز کے اختتام پر کم سے کم شارٹ سرکٹ کرنٹ ہے۔ منتخب بریکرز کے لیے جن میں دونوں قصیر وقت اور فوری ٹرپ ہوتے ہیں، صرف قصیر وقت کی ٹرپ کی حساسیت کی تصدیق کی ضرورت ہوتی ہے۔

7. ٹرپ یونٹس کا انتخاب اور ترتیب

(1) فوری اوور کرنٹ ٹرپ کی ترتیب۔ موتر کے شروع ہونے کے دوران سرسیز کے پیک کرنٹ (Ipk) سے زیادہ ہونا ضروری ہے:
Iop(0) ≥ Krel × Ipk
(Krel = معتبر فیکٹر)

(2) قصیر وقت کی اوور کرنٹ ٹرپ کی ترتیب اور وقت
Iop(s) ≥ Krel × Ipk۔ وقت کے ڈیلے عام طور پر 0.2s، 0.4s، یا 0.6s ہوتے ہیں، ترتیب دی گئی ہیں تاکہ اوپری کام کرنے کا وقت نیچے کے سے ایک وقت کے مرحلے سے زیادہ ہو۔

(3) لمبا وقت کی اوور کرنٹ ٹرپ کی ترتیب اور وقت
اوور لود کے خلاف تحفظ: Iop(l) ≥ Krel × I30 (زیادہ سے زیادہ لاڈ کرنٹ)۔ وقت کی ترتیب کا ہونا ضروری ہے کہ مجاز قصیر مدت کی اوور لود کی مدت سے زیادہ ہو۔

(4) ٹرپ کی ترتیبوں اور کیبل کی صلاحیت کے درمیان تناسق۔کیبل کو گرم ہونے یا آگ لگنے سے روکنے کے لیے بغیر ٹرپ کیے:

Iop ≤ Kol × Ial
جہاں Ial = کیبل کی مجاز کرنٹ کیریئنگ صلاحیت، Kol = قصیر مدت کی اوور لود فیکٹر (فوری/قصیر وقت کی ٹرپ کے لیے 4.5؛ لمبا وقت کی ٹرپ کے لیے شارٹ سرکٹ کی تحفظ کے لیے 1.1؛ صرف اوور لود کی تحفظ کے لیے 1.0)۔ اگر یہ مانا نہیں جاتا تو، ٹرپ کی ترتیب کو تبدیل کریں یا کیبل کا سائز بڑھائیں۔