Hava Kesici Devre Kesicisi

Havada kesme devresi kırıcılarında, ark havalandığında ve sona erdiğinde neredeyse statik hava içinde oluşur. Bu kırıcılar genellikle düşük gerilimler için kullanılır, genellikle 15 kV'ye kadar, 500 MVA parçalama kapasiteleri ile. Havadan geçen kırıcılar, yağdan daha birçok avantaja sahiptir:

• Yağ kullanımıyla ilişkili risklerin ve bakımın ortadan kaldırılması.

• Gaz basıncı ve yağ hareketinden kaynaklanan mekanik stresin olmaması.

• Ardışık kesme işlemlerinden kaynaklanan yağ bozulmasından dolayı düzenli yağ değiştirme maliyetlerinin ortadan kaldırılması.

Havadaki kesme devresi kırıcılarında, temas ayrılması ve ark sona erdirme atmosferik basınçta havada gerçekleşir, yüksek direnç ilkesini kullanır. Ark, ark yolları ve kanallar aracılığıyla genişletilirken, ark direnci bölünme, soğutma ve uzatma yoluyla artırılır.

Ark direnci, ark üzerinden düşen gerilimin sistem gerilimini aşana kadar artar ve AC dalgasının akım sıfır noktasında ark sona erir.

Havadaki kesme devresi kırıcıları, DC devrelerinde ve 12.000 V'ye kadar olan AC devrelerinde kullanılır. Genellikle iç mekan tipleri olarak, dikey panellerde veya iç çekme anahtar dolaplarında monte edilir, AC sistemleri için iç orta ve düşük voltajlı anahtar dolaplarında yaygın olarak kullanılır.

Düz Kesme Tipi Hava Kesme Devresi Kırıcı

En basit varyant iki boynuz şekilli temasta bulunur. Ark başlangıçta boynuzlar arasındaki en kısa mesafede oluşur ve ark tarafından ısıtılmış hava ve manyetik ve elektrik alanlarının etkileşimiyle konveksiyon akımları tarafından sürekli yukarı doğru itilir. Boynuzlar tamamen ayrıldığında, ark ucu uca uzar, uzunlaşır ve soğur.

Sürecin göreceli yavaşlığı ve arkın yanındaki metalleşmiş bileşenlere yayılma riski, kullanımını yaklaşık 500 V ve düşük güç devrelerine sınırlar.

Manyetik Fırlatma Tipi Hava Kesme Devresi Kırıcı

Bazı hava devresi kırıcılarında, 11 kV'ye kadar olan devrelerde, ark sona erdirme kesilen devreyle seri bağlantılı fırlatma bobinlerinden gelen manyetik alandan sağlanır. Bu bobinler, arki kanallara taşır - kendi başına arkı sona erdirmiyor. Kanallarda, ark uzatılır, soğutulur ve sona erdirilir. Ark kalkanları, arkin komşu ağlara yayılmasını önler.

Hava Kesme Devresi Kırıcılarının Kutupluluğu, Ark Kanalları ve İşlem Ayrıntıları
Bobin Kutupluluğunun Önemi

Doğru bobin kutupluluğu, arki yukarı yönlendirmek için elektromanyetik kuvvetleri kullanarak arka hareketi artırmanın kritik öneme sahiptir. Bu prensip, daha yüksek hata akımlarıyla daha etkilidir, bu tür kırıcıların daha yüksek parçalama kapasitelerine ulaşmasına olanak tanır.

Ark Kanalı Fonksiyonları

Ark kanalı, havadaki ark sona erdirme için ana cihazdır, üç birbirine bağlı rol üstlenir:

• Ark Sınırlaması: Arkı tanımlı bir alana sınırlar, kontrolsüz yayılmasını önler.

• Manyetik Kontrol: Manyetik alanlar aracılığıyla ark hareketini yönlendirerek kanal içinde sona erdirme sağlar.

• Hızlı Soğutma: Yoğun soğutma aralı gazları deyonize ederek, arkın sona ermesini sağlar.

Hava Kanalı Hava Kesme Devresi Kırıcı Tasarımı

Düşük ve orta gerilimli devreler için, bu kırıcı şu özellikleri içerir:

• Çift Temas Takımları:

• Ana Temaslar: Düşük direnç için bakır tabanlı, gümüş kaplamalı, kapalı pozisyonunda normal akımı iletir.

• Ark Oluşturan (Yardımcı) Temaslar: Arka dayanıklı bakır alaşımlı, hatadaki kesme sırasında arka dayanmak üzere tasarlanmıştır. Ana temastan önce kapanır ve ana temastan sonra açılır, ana temastan zarar görmesini önler.

• Fırlatma Mekanizması: Ark kanallarındaki çelik eklemeler, arkı yukarı doğru hızlandıran manyetik alanlar oluşturur. Bu plakalar, arkı bir dizi kısa arklara böler, toplam gerilim düşümünü (anot + katot düşümü) arklar arasında artırır. Eğer bu toplam sistem gerilimini aşarsa, ark hızlı bir şekilde sona erer.

• Soğutma Etkisi: Arkın soğuk çelik plakalarla teması, doğal veya manyetik fırlatma kuvvetleriyle desteklenerek, arki hızla soğutur ve deyonize eder.

İşleme Prensibi

• Hata Oluşumu: İlk olarak ana temalar ayrılır, akım arka oluşturan temaslara geçer.

• Ark Oluşumu: Arka oluşturan temalar ayrıldıkça, onlar arasında bir ark oluşur.

• Ark Hareketi: Elektromanyetik ve termal kuvvetler, arkı ark yolları boyunca yukarı doğru iter.

• Ark Bölünme & Sona Erdirme: Bölmecilik plakaları, arkı böler, uzatır, soğutur ve deyonize eder, sona erdirir.

Uygulamalar

• Güç İstasyonu Yardımcıları & Endüstriyel Tesisler: Yangın/patlama tehlikesini azaltmaya yönelik ortamlar için uygun.

• DC Sistemleri: 15 kV'ye kadar olan kırıcılar için ark uzatma, yollar ve manyetik fırlatmayı kullanır.

Kısıtlama

• Düşük Akım Verimsizliği: Zayıf elektromanyetik alanlar nedeniyle, ark kanalları düşük akımlarda daha az etkilidir, arknın kanala daha yavaş hareket etmesine ve potansiyel olarak gecikmiş kesmeye neden olabilir.

Bu tasarım, orta/düşük gerilimli uygulamalar için basitlik ve güvenilirlik arasında dengeler, ancak performansı akım büyüklüğüne göre değişir.