Pampatigil ng Kuryente na May Pagsisilip ng Hangin

Sa isang air break circuit breaker, ang arc ay nagsisimula at natatapos sa halos statikong hangin habang ang arc ay kumikilos. Ang mga circuit breaker na ito ay ginagamit para sa mababang voltages, karaniwang hanggang 15 kV, may pagkakabigay ng kapasidad ng 500 MVA. Bilang isang medium para sa pagtigil ng arc, ang air circuit breakers ay nagbibigay ng ilang mga pakinabang kumpara sa langis, kabilang dito:

• Pagtanggal ng mga panganib at pangangalap ng langis.

• Kawalan ng mekanikal na stress dahil sa presyon ng gas at paggalaw ng langis.

• Pagtanggal ng mga gastos mula sa regular na pagpalit ng langis dahil sa pagkasira nito mula sa sunod-sunod na operasyon ng pagtigil.

Sa air break circuit breakers, ang paghihiwalay ng kontak at pagtigil ng arc ay nangyayari sa hangin sa atmosperikong presyon, gamit ang prinsipyo ng mataas na resistance. Ang arc ay ina-expand sa pamamagitan ng arc runners at chutes, habang ang resistance ng arc ay tinataas sa pamamagitan ng pag-split, pag-cool, at pag-lengthen.

Ang resistance ng arc ay tinataas hanggang ang drop ng voltage sa ibabaw ng arc ay lumampas sa system voltage, nagtigil ng arc sa zero point ng current ng AC wave.

Ang air break circuit breakers ay ginagamit sa DC circuits at AC circuits hanggang 12,000 V. Karaniwang indoor types, sila ay nakakabit sa vertical panels o indoor draw-out switchgear, malawakang ginagamit sa indoor medium- at low-voltage switchgear para sa AC systems.

Plain Break Type Air Break Circuit Breaker

Ang pinakasimpleng variant ay may dalawang horn-shaped contacts. Ang arcing ay unang nangyayari sa pinakamahabang layo sa pagitan ng horns at paulit-ulit na inuugnay pataas ng convection currents mula sa arc-heated air at interaksiyon ng magnetic at electric fields. Habang ang horns ay lubusang nahihati, ang arc ay umuunlad mula tip to tip, nagpapahaba at nagpapalamig.

Ang relatyibong kahinaan ng proseso at ang panganib ng pagkalat ng arc sa kalapit na metal components ay limitado ang kanyang aplikasyon hanggang 500 V at low-power circuits.

Magnetic Blow-Out Type Air Break Circuit Breaker

Ginagamit sa circuits na may voltages hanggang 11 kV, ang pagtigil ng arc sa ilang air circuit breakers ay nakuha sa pamamagitan ng magnetic field mula sa blowout coils na konektado sa serye sa interrupted circuit. Ang mga coils na ito ay nagmumove ng arc sa mga chutes—hindi sila mismo ang nagtigil ng arc. Sa mga chutes, ang arc ay pinapahaba, pinapalamig, at natatapos. Ang arc shields ay nagpaprevent ng pagkalat ng arc sa kalapit na networks.

Polarity, Arc Chutes, at Operational Details ng Air Break Circuit Breakers
Importance ng Coil Polarity

Ang tama na coil polarity ay mahalaga upang direktahan ang arc pataas, gumamit ng electromagnetic forces upang mapataas ang movement ng arc. Ang prinsipyo na ito ay naging mas epektibo sa mas mataas na fault currents, nagbibigay-daan sa mga circuit breaker na ito na makamit ang mas mataas na rupturing capacities.

Arc Chute Functionality

Ang isang arc chute ay isang pangunahing device para sa pagtigil ng arc sa hangin, na gumaganap ng tatlong interrelated roles:

• Arc Confinement: Nagsasaad ng arc sa isang inilalarawan na lugar, nagpaprevent ng walang kontrol na pagkalat.

• Magnetic Control: Nagbabago ng paggalaw ng arc sa pamamagitan ng magnetic fields upang mapabilis ang pagtigil sa loob ng chute.

• Rapid Cooling: Deionizes ang arc gases sa pamamagitan ng intense cooling, nagpapastop ng arc.

Air Chute Air Break Circuit Breaker Design

Para sa low- at medium-voltage circuits, ang circuit breaker na ito ay may:

• Dual Contact Sets:

• Main Contacts: Copper-based, silver-plated para sa mababang resistance, nagdudukal ng normal na current sa closed position.

• Arcing (Auxiliary) Contacts: Heat-resistant copper alloy, disenyo para matiisin ang arcing sa panahon ng fault interruption. Sila ay nagsasara bago at binubuksan pagkatapos ng main contacts upang protektahan ang main contacts mula sa pinsala.

• Blowout Mechanism: Steel inserts sa arcing chutes bumubuo ng magnetic fields na nagpapabilis ng upward arc movement. Ang mga plaka na ito ay naghihiwa ng arc sa series ng maikling arcs, tinataas ang kabuuang voltage drop (anode + cathode drops) sa ibabaw ng arcs. Kung ang sum na ito ay lumampas sa system voltage, ang arc ay mabilis na natatapos.

• Cooling Action: Ang contact ng arc sa cool steel plates ay mabilis na namamalig at deionizes ang arc, tinutulong ng natural o magnetic blowout forces.

Working Principle

• Fault Occurrence: Ang main contacts ay unang nahihati, naglilipat ng current sa arcing contacts.

• Arc Formation: Habang ang arcing contacts ay nahihati, ang arc ay lumilikha sa pagitan nila.

• Arc Movement: Ang electromagnetic at thermal forces ay nagpapabilis ng arc pataas sa pamamagitan ng arc runners.

• Arc Splitting & Extinction: Ang arc ay hinahati ng splitter plates, pinapahaba, pinapalamig, at deionized, nagresulta sa pagtigil.

Applications

• Power Station Auxiliaries & Industrial Plants: Katugon sa mga kapaligiran na nangangailangan ng mitigasyon ng panganib ng apoy/pagsabog.

• DC Systems: Gumagamit ng pagpapahaba ng arc, runners, at magnetic blowout para sa breakers hanggang 15 kV.

Limitation

• Low-Current Inefficiency: Ang arc chutes ay mas kaunti ang epektibo sa mababang currents dahil sa mas mahinang electromagnetic fields, nagreresulta sa mas mabagal na paggalaw ng arc sa chute at posibleng delayed interruption.

Ang disenyo na ito ay nagbalanse ng simplisidad at reliabilidad para sa medium/low-voltage applications, bagaman ang kanyang performance ay nag-iiba depende sa magnitude ng current.