Pemutus Litar Berudara

Dalam pemutus litar udara, busur dihasilkan dan dimatikan dalam udara yang hampir statik apabila busur bergerak. Pemutus litar ini digunakan untuk voltan rendah, biasanya sehingga 15 kV, dengan kapasiti pemutusan 500 MVA. Sebagai medium pemadam busur, pemutus litar udara menawarkan beberapa kelebihan berbanding minyak, termasuk:

• Penghapusan risiko dan penyelenggaraan yang berkaitan dengan penggunaan minyak.

• Tiada tekanan mekanikal yang disebabkan oleh tekanan gas dan pergerakan minyak.

• Penghapusan kos dari penggantian minyak secara berkala akibat penurunan kualiti minyak dari operasi pemutusan yang berterusan.

Dalam pemutus litar udara, pemisahan kontak dan pemadaman busur berlaku dalam udara pada tekanan atmosfera, menggunakan prinsip rintangan tinggi. Busur diperluas melalui pelarian busur dan saluran, sementara rintangan busur ditambah melalui pembahagian, pendinginan, dan pemanjangan.

Rintangan busur ditingkatkan sehingga jatuh tegangan melalui busur melebihi tegangan sistem, memadamkan busur pada titik sifar arus gelombang AC.

Pemutus litar udara digunakan dalam litar DC dan litar AC sehingga 12,000 V. Biasanya jenis dalaman, mereka dipasang pada panel menegak atau peralatan beralih keluar dalaman, digunakan secara meluas dalam peralatan beralih medium dan rendah voltan untuk sistem AC.

Jenis Pemutus Litar Udara Putus Sederhana

Varian paling mudah mempunyai dua kontak berbentuk tanduk. Busuran mula-mula berlaku merentasi jarak terpendek antara tanduk-tanduk dan secara beransur-ansur didorong ke atas oleh arus konveksi dari udara yang dipanaskan oleh busur dan interaksi medan magnet dan elektrik. Apabila tanduk-tanduk sepenuhnya berpisah, busur berpanjangan dari ujung ke ujung, mencapai pemanjangan dan pendinginan.

Kerelatifan proses yang lambat dan risiko penyebaran busur ke komponen logam bersebelahan membatasi penggunaannya kepada sekitar 500 V dan litar daya rendah.

Jenis Pemutus Litar Udara Penghembusan Magnetik

Digunakan dalam litar dengan voltan sehingga 11 kV, pemadaman busur dalam beberapa pemutus litar udara dicapai melalui medan magnet dari gegelung penghembusan yang disambungkan secara bersiri dengan litar yang diputuskan. Gegelung-gegelung ini menggerakkan busur ke dalam saluran—mereka tidak memadamkan busur sendiri. Dalam saluran, busur dipanjangkan, didinginkan, dan dipadamkan. Pelindung busur mencegah penyebaran busur ke rangkaian bersebelahan.

Ketepatan Pola, Saluran Busur, dan Butiran Operasi Pemutus Litar Udara
Kepentingan Ketepatan Pola Gegelung

Ketepatan pola gegelung adalah penting untuk mengarahkan busur ke atas, memanfaatkan daya elektromagnetik untuk meningkatkan pergerakan busur. Prinsip ini menjadi lebih efektif dengan arus kesalahan yang lebih tinggi, membolehkan pemutus litar tersebut mencapai kapasiti pemutusan yang lebih tinggi.

Fungsi Saluran Busur

Saluran busur adalah peranti utama untuk pemadaman busur dalam udara, melakukan tiga peranan yang berkaitan:

• Penahanan Busur: Membatasi busur ke ruang tertentu, mencegah penyebaran tidak terkawal.

• Kawalan Magnetik: Mengarahkan pergerakan busur melalui medan magnet untuk memudahkan pemadaman dalam saluran.

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

Reka Bentuk Pemutus Litar Udara Saluran Udara

Untuk litar rendah dan sederhana, pemutus litar ini mempunyai:

• Satu Set Kontak Berganda:

• Kontak Utama: Berdasarkan tembaga, dilapisi perak untuk rintangan rendah, mengalirkan arus normal dalam kedudukan tertutup.

• Kontak Busur (Bantu): Paduan tembaga tahan panas, direka untuk menahan busuran semasa gangguan pemutusan. Mereka ditutup sebelum dan dibuka selepas kontak utama untuk melindungi kontak utama daripada kerosakan.

• Mekanisme Penghembusan: Sisipan besi dalam saluran busur mencipta medan magnet yang mempercepatkan pergerakan busur ke atas. Plat-plat ini memecah busur menjadi siri busur pendek, meningkatkan jumlah jatuh tegangan (drop anod + katod) melalui busur. Jika jumlah ini melebihi tegangan sistem, busur akan padam dengan cepat.

• Tindakan Pendinginan: Kontak busur dengan plat besi yang sejuk mempendingin dan mendionisasi busur dengan cepat, dibantu oleh daya penghembusan semula jadi atau magnetik.

Prinsip Kerja

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

• Pembentukan Busur: Semasa kontak busur berpisah, busur terbentuk antara mereka.

• Pergerakan Busur: Daya elektromagnetik dan termal menggerakkan busur ke atas melalui pelarian busur.

• Pemecahan & Pemadaman Busur: Busur dipisahkan oleh plat pemecah, dipanjangkan, didinginkan, dan didionisasi, menyebabkan pemadaman.

Aplikasi

• Auxiliary Stesen Kuasa & Tumbuhan Industri: Sesuai untuk persekitaran yang memerlukan mitigasi bahaya kebakaran/ledakan.

• Sistem DC: Menggunakan pemanjangan busur, pelarian, dan penghembusan magnetik untuk pemutus litar sehingga 15 kV.

Had

• Inefisiensi Arus Rendah: Saluran busur kurang efektif pada arus rendah disebabkan medan magnet yang lemah, menyebabkan pergerakan busur ke saluran lebih perlahan dan potensi gangguan yang tertunda.

Reka bentuk ini mengimbangi kesederhanaan dan kebolehpercayaan untuk aplikasi medium/rendah voltan, walaupun prestasinya berbeza dengan magnitud arus.