วงจรป้องกันไฟฟ้าเกินแบบใช้อากาศเป็นตัวตัด
ในเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ อาร์คจะเริ่มต้นและดับลงในอากาศที่แทบไม่เคลื่อนไหวขณะที่อาร์คเคลื่อนที่ เบรกเกอร์เหล่านี้ใช้สำหรับแรงดันต่ำ โดยทั่วไปไม่เกิน 15 kV พร้อมกำลังการตัดไฟ 500 MVA ในการใช้อากาศเป็นสื่อดับอาร์ค เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศมีข้อได้เปรียบเหนือน้ำมันหลายประการ ได้แก่:
ในเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ การแยกตัวต่อและดับอาร์คเกิดขึ้นในอากาศที่ความดันบรรยากาศโดยใช้หลักการความต้านทานสูง อาร์คจะขยายออกผ่านทางวิ่งอาร์คและรางอาร์ค ในขณะที่ความต้านทานของอาร์คเพิ่มขึ้นผ่านการแบ่งแยก การทำให้เย็น และการยืดยาว
ความต้านทานของอาร์คจะเพิ่มขึ้นจนกว่าแรงดันตกคร่อมอาร์คจะเกินแรงดันระบบ ทำให้อาร์คดับลงที่จุดศูนย์กระแสของคลื่น AC
เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศใช้ในวงจร DC และวงจร AC ถึง 12,000 V ทั่วไปเป็นประเภทภายใน ติดตั้งบนแผงแนวตั้งหรือสวิตช์เกียร์ดึงออกภายใน มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในสวิตช์เกียร์แรงดันกลางและต่ำภายในสำหรับระบบ AC
เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศประเภทธรรมดา
รุ่นที่ง่ายที่สุดมีตัวต่อสองตัวที่มีรูปทรงเหมือนเขา อาร์คเกิดขึ้นระหว่างระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างเขาและถูกขับเคลื่อนขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยกระแสน้ำพุจากอากาศที่ถูกอาร์คทำความร้อนและการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เมื่อเขาแยกออกจากกันเต็มที่ อาร์คจะยืดยาวจากปลายสู่ปลาย ทำให้ยืดยาวและเย็นลง
กระบวนการที่ค่อนข้างช้าและความเสี่ยงที่อาร์คจะกระจายไปยังส่วนประกอบโลหะใกล้เคียง จำกัดการใช้งานไว้ที่ประมาณ 500 V และวงจรกำลังต่ำ
เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศประเภท Blow-Out แม่เหล็ก
ใช้ในวงจรที่มีแรงดันถึง 11 kV การดับอาร์คในบางเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศทำได้โดยใช้สนามแม่เหล็กจากขดลวด Blow-Out ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรที่ถูกตัด ขดลวดเหล่านี้ขับเคลื่อนอาร์คเข้าสู่รางอาร์ค แต่ไม่ได้ดับอาร์คเอง ในรางอาร์ค อาร์คจะยืดยาว ทำให้เย็นลง และดับลง ชิลด์อาร์คป้องกันการกระจายอาร์คไปยังเครือข่ายใกล้เคียง
ขั้วภาพ รางอาร์ค และรายละเอียดการทำงานของเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ
ความสำคัญของขั้วภาพของขดลวด
ขั้วภาพของขดลวดที่ถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นในการควบคุมอาร์คขึ้นไป โดยใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเพิ่มการเคลื่อนที่ของอาร์ค หลักการนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อมีกระแสข้อผิดพลาดสูง ทำให้เบรกเกอร์เหล่านี้สามารถบรรลุกำลังการตัดไฟที่สูงขึ้น
การทำงานของรางอาร์ค
รางอาร์คเป็นอุปกรณ์สำคัญในการดับอาร์คในอากาศ ทำหน้าที่สามประการที่เกี่ยวข้องกัน:
การจำกัดอาร์ค: จำกัดอาร์คไว้ในพื้นที่ที่กำหนด ป้องกันการกระจายอย่างไม่ควบคุม
การควบคุมแม่เหล็ก: นำทางการเคลื่อนที่ของอาร์คผ่านสนามแม่เหล็กเพื่ออำนวยความสะดวกในการดับอาร์คภายในราง
การทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว: ทำให้แก๊สอาร์คไร้ไอออนผ่านการทำให้เย็นอย่างเข้มข้น ทำให้อาร์คดับลง
การออกแบบเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ Air Chute
สำหรับวงจรแรงดันต่ำและกลาง เบรกเกอร์นี้มี:
