Breaker na may Pagsira ng Hangin

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

• Pagtanggal ng mga panganib at pangangalap na kaugnay sa paggamit ng langis.

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

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

Sa mga air break circuit breakers, ang paghihiwalay ng kontak at pagtigil ng ark ay nangyayari sa hangin sa atmosperiko, gamit ang prinsipyong mataas na resistansiya. Ang ark ay ina-expand sa pamamagitan ng arc runners at chutes, habang ang resistansiya ng ark ay pinapataas sa pamamagitan ng pag-split, pagpapalamig, at pagpapahaba.

Ang resistansiya ng ark ay pinapataas hanggang sa ang drop ng voltage sa ark ay lumampas sa system voltage, na nagreresulta sa pagtigil ng ark sa current zero point ng AC wave.

Ang mga 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 unang nangyayari sa pinakamaliit na distansya sa pagitan ng mga horns at paulit-ulit na idinidirekta pataas ng convection currents mula sa ark-heated air at interaksiyon ng magnetic at electric fields. Habang ang mga horns ay ganap na nahihati, ang ark ay lumalawak mula tip to tip, na nagreresulta sa pagpapahaba at pagpapalamig.

Ang relatyibong mabagal na proseso at ang panganib ng pagkalat ng ark sa kalapit na metal components ay limitado ang kanyang aplikasyon sa humigit-kumulang 500 V at mababang-power circuits.

Magnetic Blow-Out Type Air Break Circuit Breaker

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

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

Mahalaga ang tama na coil polarity upang direktahan ang ark pataas, gumagamit ng electromagnetic forces upang palakasin ang paggalaw ng ark. Ang prinsipyo na ito ay naging mas epektibo sa mas mataas na fault currents, nagbibigay-daan sa mga breakers na ito upang makamit ang mas mataas na rupturing capacities.

Arc Chute Functionality

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

• Arc Confinement: Nagsasaayos ng ark sa isang tiyak na lugar, nagbabawas ng walang kontrol na pagkalat.

• Magnetic Control: Nagdiredect ng paggalaw ng ark sa pamamagitan ng magnetic fields upang mapadali ang pagtigil sa loob ng chute.

• Rapid Cooling: Deionizes ang ark gases sa pamamagitan ng intense cooling, sigurado na nagtatapos ng ark.

Air Chute Air Break Circuit Breaker Design

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

• Dual Contact Sets:

• Main Contacts: Copper-based, silver-plated para sa mababang resistansiya, 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 nagbubukas bago at nagbubukas pagkatapos ng main contacts upang protektahan ang main contacts mula sa pinsala.

• Blowout Mechanism: Steel inserts sa mga arcing chutes lumilikha ng magnetic fields na nagpapabilis ng upward movement ng ark. Ang mga plaka na ito ay naghihiwa ng ark sa series ng maikling arcs, nagpapataas ng kabuuang voltage drop (anode + cathode drops) sa pagitan ng mga arcs. Kung ang sum na ito ay lumampas sa system voltage, ang ark ay nagtatapos nang mabilis.

• Cooling Action: Ang contact ng ark sa cool steel plates ay nagpapabilis ng pagpapalamig at deionization ng ark, kasama ang natural o magnetic blowout forces.

Working Principle

• Fault Occurrence: Unang nahihati ang main contacts, naglilipat ng current sa arcing contacts.

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

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

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

Applications

• Power Station Auxiliaries & Industrial Plants: Katanggap-tanggap para sa mga environment na nangangailangan ng mitigasyon ng panganib ng apoy/explosion.

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

Limitation

• Low-Current Inefficiency: Ang mga arc chutes ay mas hindi epektibo sa mababang currents dahil sa mas mahinang electromagnetic fields, nagreresulta sa mas mabagal na paggalaw ng ark patungo sa chute at potensyal na delayed interruption.

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