सर्किट ब्रेकर का संचालन (संचालन और ट्रिपिंग समय)
एक विद्युत सर्किट ब्रेकर का मुख्य कार्य धारा वहन करने वाले संपर्कों का खुलना और बंद होना प्रदान करना है। हालांकि यह बहुत सरल लगता है। लेकिन हमें याद रखना चाहिए, कि, एक सर्किट ब्रेकर अपनी जीवन अवधि के अधिकतर समय तक बंद स्थिति में रहता है। बहुत थोड़ी बार इसके संपर्कों को खोलने और बंद करने के लिए सर्किट ब्रेकर को संचालित करने की आवश्यकता होती है।
इसलिए सर्किट ब्रेकर का संचालन बिना किसी देरी या धीमापन के बहुत विश्वसनीय होना चाहिए। इस विश्वसनीयता को प्राप्त करने के लिए सर्किट ब्रेकर संचालन तंत्र उससे जटिल हो जाता है जितना पहले सोचा गया था।
संपर्कों के बीच खुलने और बंद होने की दूरी और संचालन के दौरान गतिशील संपर्कों की गति, सर्किट ब्रेकर के डिजाइन के दौरान ध्यान में रखने के लिए सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं।
संपर्क अंतर, गतिशील संपर्कों की यात्रा दूरी और उनकी गति, सर्किट ब्रेकर के आर्क शमन माध्यम के प्रकार, धारा और वोल्टेज रेटिंग से निर्धारित होती हैं।
नीचे दिए गए ग्राफ में एक आम सर्किट ब्रेकर संचालन विशेषता वक्र दिखाया गया है।
यहाँ ग्राफ में, X अक्ष मिली सेकंड में समय को और Y अक्ष मिली मीटर में दूरी को दर्शाता है।
आइए समय T0 पर बंद करने वाले कुंडली में धारा बहना शुरू होती है। समय T1 के बाद गतिशील संपर्क निश्चित संपर्क की ओर यात्रा शुरू करता है। समय T2 पर गतिशील संपर्क निश्चित संपर्क से संपर्क करता है। समय T3 पर गतिशील संपर्क अपनी बंद स्थिति पर पहुंचता है। T3 – T2 इन दो संपर्कों (गतिशील और निश्चित संपर्क) का ओवरलोडिंग काल है। समय T3 के बाद गतिशील संपर्क थोड़ा उछलता है और फिर अपनी निश्चित बंद स्थिति पर आता है, समय T4 के बाद।
अब हम ट्रिपिंग संचालन पर आते हैं। आइए समय T5 पर ट्रिप कुंडली में धारा बहना शुरू होती है। समय T6 पर गतिशील संपर्क संपर्कों को खोलने के लिए पीछे की ओर यात्रा शुरू करता है। समय T7 के बाद, गतिशील संपर्क अंततः निश्चित संपर्क से अलग हो जाता है। समय (T7 – T6) ओवरलैपिंग काल है।
अब समय T8 पर गतिशील संपर्क अपनी अंतिम खुली स्थिति पर आता है लेकिन यहाँ यह अपनी आराम स्थिति पर नहीं होगा क्योंकि गतिशील संपर्क के आने से पहले यहाँ कुछ यांत्रिक दोलन होंगे। समय T9 पर गतिशील संपर्क अंततः अपनी आराम स्थिति पर आता है। यह मानक और दूर से नियंत्रित सर्किट ब्रेकर दोनों के लिए सच है।
सर्किट ब्रेकर खुलने का संचालन आवश्यकता
सर्किट ब्रेकर को जितना जल्दी हो सके खुली स्थिति पर होना चाहिए। यह संपर्कों के अपघटन को सीमित करने और दोषपूर्ण धारा को जितना जल्दी हो सके रोकने के लिए है। लेकिन गतिशील संपर्क की कुल यात्रा दूरी केवल दोषपूर्ण धारा को रोकने की आवश्यकता से निर्धारित नहीं होती, बल्कि सर्किट ब्रेकर खुली स्थिति पर होने पर संपर्कों के बीच आने वाले सामान्य डाइएलेक्ट्रिक तनाव और बिजली के बिजलीपात आवेश को सहन करने के लिए आवश्यक संपर्क अंतर से निर्धारित होती है।
निरंतर धारा ले जाने और सर्किट ब्रेकर में आर्क के काल को सहन करने की आवश्यकता से, दो सेट के संपर्कों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, एक प्राथमिक संपर्क जो हमेशा तांबे जैसे उच्च चालक सामग्री से बना होता है और दूसरा आर्किंग संपर्क, जो टंगस्टन या मोलिब्डेनम जैसी आर्क प्रतिरोधी सामग्री से बना होता है, जिसकी चालकता प्राथमिक संपर्कों से बहुत कम होती है।
खुलने के दौरान सर्किट ब्रेकर संचालन, प्राथमिक संपर्क आर्किंग संपर्कों से पहले खुलते हैं। हालांकि, प्राथमिक और आर्किंग संपर्कों के विद्युत पथों के विद्युत प्रतिरोध और इंडक्टर के अंतर के कारण, कुल धारा कम्यूटेशन, अर्थात् प्राथमिक या मुख्य संपर्क से आर्किंग संपर्क शाखा तक पहुंचने के लिए एक सीमित समय की आवश्यकता होती है।
तो जब गतिशील संपर्क बंद स्थिति से खुली स्थिति की ओर यात्रा शुरू करता है, संपर्क अंतर धीरे-धीरे बढ़ता है और कुछ समय के बाद एक महत्वपूर्ण संपर्क स्थिति पहुंचती है जो अगले धारा शून्य के बाद आर्किंग को रोकने के लिए आवश्यक न्यूनतम चालक अंतर दर्शाती है।
यात्रा का शेष भाग केवल संपर्कों के बीच पर्याप्त डाइएलेक्ट्रिक ताकत बनाए रखने और धीमापन के लिए आवश्यक है।
सर्किट ब्रेकर बंद होने का संचालन आवश्यकता
सर्किट ब्रेकर के बंद होने के दौरान निम्नलिखित आवश्यक हैं,
गतिशील संपर्क को निश्चित संपर्क की ओर पर्याप्त गति से यात्रा करनी चाहिए ताकि प्री-आर्किंग घटना को रोका जा सके। जैसे-जैसे संपर्क अंतर कम होता है, संपर्क बंद होने से पहले आर्किंग शुरू हो सकती है।
संपर्कों के बंद होने के दौरान, संपर्कों के बीच का माध्यम बदल जाता है, इसलिए इस सर्किट ब्रेकर संचालन के दौरान आर्किंग चैम्बर में डाइएलेक्ट्रिक माध्यम को संपीड़ित करने के लिए पर्याप्त यांत्रिक शक्ति आपूर्ति की जानी चाहिए।
निश्चित संपर्क से टकराने के बाद, गतिशील संपर्क विस्थापित बल के कारण वापस उछल सकता है, जो बिल्कुल अवांछनीय है। इसलिए दोष पर बंद होने के लिए विस्थापित बल को पार करने के लिए पर्याप्त यांत्रिक ऊर्जा आपूर्ति की जानी चाहिए।
स्प्रिंग-स्प्रिंग मेकेनिज्म में, आमतौर पर बंद होने के दौरान ट्रिपिंग या खुलने की स्प्रिंग चार्ज होती है। इसलिए खुलने की स्प्रिंग को चार्ज करने के लिए भी पर्याप्त यांत्रिक ऊर्जा आपूर्ति की जानी चाहिए।
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