Pemutus Sirkuit Udara

Pada pemutus sirkuit putus udara, busur listrik dimulai dan dipadamkan dalam udara yang hampir statis saat busur bergerak. Pemutus ini digunakan untuk tegangan rendah, umumnya hingga 15 kV, dengan kapasitas pemutusan 500 MVA. Sebagai media pemadam busur, pemutus sirkuit udara menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan minyak, termasuk:

• Penghapusan risiko dan perawatan yang terkait dengan penggunaan minyak.

• Tidak adanya stres mekanis yang disebabkan oleh tekanan gas dan gerakan minyak.

• Penghapusan biaya dari penggantian minyak secara rutin akibat penurunan kualitas minyak dari operasi pemutusan berturut-turut.

Pada pemutus sirkuit putus udara, pemisahan kontak dan pemadaman busur terjadi di udara pada tekanan atmosfer, menggunakan prinsip resistansi tinggi. Busur diperluas melalui pelari busur dan saluran, sementara resistansi busur ditingkatkan melalui pembelahan, pendinginan, dan pemanjangan.

Resistansi busur ditingkatkan hingga jatuh tegangan di seberang busur melebihi tegangan sistem, memadamkan busur pada titik nol arus gelombang AC.

Pemutus sirkuit putus udara digunakan pada rangkaian DC dan AC hingga 12.000 V. Biasanya tipe indoor, mereka dipasang pada panel vertikal atau switchgear tarik masuk indoor, diterapkan secara luas pada switchgear medium dan rendah tegangan indoor untuk sistem AC.

Tipe Putus Sederhana Pemutus Sirkuit Putus Udara

Varian paling sederhana memiliki dua kontak berbentuk tanduk. Busuran awalnya terjadi di jarak terpendek antara tanduk dan secara bertahap didorong ke atas oleh arus konveksi dari udara yang dipanaskan oleh busur dan interaksi medan magnetik dan listrik. Saat tanduk sepenuhnya terpisah, busur memanjang dari ujung ke ujung, mencapai pemanjangan dan pendinginan.

Proses yang relatif lambat dan risiko penyebaran busur ke komponen logam sekitarnya membatasi aplikasinya hingga sekitar 500 V dan rangkaian daya rendah.

Tipe Penghembusan Magnetik Pemutus Sirkuit Putus Udara

Digunakan pada rangkaian dengan tegangan hingga 11 kV, pemadaman busur pada beberapa pemutus sirkuit udara dicapai melalui medan magnet dari koil penghembus yang terhubung seri dengan rangkaian yang diputus. Koil-koil ini memindahkan busur ke saluran—mereka tidak memadamkan busur sendiri. Di saluran, busur diperpanjang, didinginkan, dan dipadamkan. Pelindung busur mencegah penyebaran busur ke jaringan sekitarnya.

Polaritas, Saluran Busur, dan Detail Operasional Pemutus Sirkuit Putus Udara
Ke Pentingan Polaritas Koil

Polaritas koil yang benar sangat penting untuk mengarahkan busur ke atas, memanfaatkan gaya elektromagnetik untuk meningkatkan pergerakan busur. Prinsip ini menjadi lebih efektif dengan arus gangguan yang lebih tinggi, memungkinkan pemutus seperti itu mencapai kapasitas pemutusan yang lebih tinggi.

Fungsi Saluran Busur

Saluran busur adalah perangkat kunci untuk pemadaman busur di udara, melakukan tiga peran yang saling terkait:

• Pembatasan Busur: Membatasi busur ke ruang tertentu, mencegah penyebaran tidak terkontrol.

• Kontrol Magnetik: Mengarahkan pergerakan busur melalui medan magnet untuk memfasilitasi pemadaman di dalam saluran.

• Pendinginan Cepat: Mendionisasi gas busur melalui pendinginan intens, memastikan pemadaman busur.

Desain Pemutus Sirkuit Putus Udara dengan Saluran Udara

Untuk rangkaian tegangan rendah dan menengah, pemutus ini memiliki:

• Serangkaian Kontak Ganda:

• Kontak Utama: Berbasis tembaga, dilapisi perak untuk resistansi rendah, menghantarkan arus normal dalam posisi tertutup.

• Kontak Busur (Bantu): Paduan tembaga tahan panas, dirancang untuk menahan busur selama pemutusan gangguan. Mereka menutup sebelum dan membuka setelah kontak utama untuk melindungi kontak utama dari kerusakan.

• Mekanisme Penghembusan: Sisipan baja di saluran busur menciptakan medan magnet yang mempercepat pergerakan busur ke atas. Plat-plat ini membelah busur menjadi serangkaian busur pendek, meningkatkan total jatuh tegangan (drop anoda + katoda) di seberang busur. Jika jumlah ini melebihi tegangan sistem, busur padam dengan cepat.

• Aksi Pendinginan: Kontak busur dengan pelat baja dingin mendinginkan dan mendionisasi busur dengan cepat, dibantu oleh gaya penghembusan alami atau magnetik.

Prinsip Kerja

• Terjadinya Gangguan: Kontak utama terpisah pertama, mengalihkan arus ke kontak busur.

• Pembentukan Busur: Saat kontak busur terpisah, busur terbentuk antara keduanya.

• Pergerakan Busur: Gaya elektromagnetik dan termal mendorong busur ke atas sepanjang pelari busur.

• Pembelahan & Pemadaman Busur: Busur dibelah oleh plat pembelah, diperpanjang, didinginkan, dan didionisasi, mengarah ke pemadaman.

Aplikasi

• Auxiliari Stasiun Listrik & Pabrik Industri: Cocok untuk lingkungan yang memerlukan mitigasi bahaya kebakaran/ledakan.

• Sistem DC: Menggunakan pemanjangan busur, pelari, dan penghembusan magnetik untuk pemutus hingga 15 kV.

Keterbatasan

• Ketidakefektifan Arus Rendah: Saluran busur kurang efektif pada arus rendah karena medan magnetik yang lemah, menyebabkan pergerakan busur ke saluran lebih lambat dan potensi penundaan pemutusan.

Desain ini menyeimbangkan kesederhanaan dan keandalan untuk aplikasi tegangan menengah/rendah, meskipun kinerjanya bervariasi dengan magnitudo arus.