ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز: آپریشن، فوائد، اور قسمیں

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکر میں دھیمی ہوا یا گیس کو آرک - انٹرپٹنگ میڈیم کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ دھیمی ہوا کو ایک ٹینک میں ذخیرہ کیا جاتا ہے اور جب ضرورت ہوتی ہے تو اسے نالے سے ریلیز کر کے ایک بالائی ویلوسٹی کا جیٹ تیار کیا جاتا ہے۔ یہ جیٹ سرکٹ بریکر کے برقی کرنٹ کو روکنے کے وقت بننے والے آرک کو ختم کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز عام طور پر درمیانی-بالائی ولٹیج کے رینج میں اندر کے اپلیکیشنز کے لئے استعمال ہوتے ہیں جہاں درمیانی رپچرنگ کیپیسٹی ہوتی ہے۔ عموماً، یہ 15 kV تک کی ولٹیج اور 2500 MVA کی رپچرنگ کیپیسٹی کے لئے مناسب ہوتے ہیں۔ علاوہ ازیں، یہ اب 220 kV لائن کے لئے بالائی ولٹیج کے باہر کے سوئچ گارڈز میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔

کاربن ڈائی آکسائڈ، نائٹروجن، فریون، یا ہائیڈروجن جیسی مختلف گیسس آرک - انٹرپٹنگ میڈیم کے طور پر کام کر سکتی ہیں، لیکن دھیمی ہوا گیس بلاسٹ سرکٹ بریکرز کے لئے منتخب شدہ چویس بن گئی ہے۔ اس کے لئے کئی قابل قبول وجوہ ہیں:

• نائٹروجن: اس کی سرکٹ - بریکنگ کی صلاحیتوں میں دھیمی ہوا کی صلاحیتوں کے مطابق فرق نہیں ہوتا، اس لیے کارکردگی کے اعتبار سے کوئی معنی دار فائدہ نہیں ہوتا۔

• کاربن ڈائی آکسائڈ: اس کا ایک بڑا کمزور نقطہ یہ ہے کہ اس کے فلو کو کنٹرول کرنا مشکل ہوتا ہے۔ یہ نالوں اور دیگر تنگ راستوں پر فریز ہو جاتا ہے، جس سے سرکٹ بریکر کے صحیح کام کرنے میں رکاوٹ پیدا ہوسکتی ہے۔

• فریون: اگرچہ یہ بلند ڈائی الیکٹرک استحکام اور بہترین آرک - ختم کرنے کی خصوصیات رکھتا ہے، لیکن یہ مہنگا ہوتا ہے۔ علاوہ ازیں، جب آرک کے سامنے لایا جاتا ہے تو یہ ایسی عناصر میں ڈیکمپوز ہوجاتا ہے جو ایسڈ بناتے ہیں، جس سے ٹول کو اور اس کے گرد کے ماحول کو خطرہ ہوتا ہے۔

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کئی مرغوب خصوصیات فراہم کرتے ہیں:

• بالائی رفتار کا آپریشن: بڑے متصل برقی نیٹ ورکز میں، سسٹم کی استحکام کو برقرار رکھنا بہت زیادہ اہم ہوتا ہے۔ ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز اس حوالے سے بہت بہتر کام کرتے ہیں کیونکہ ٹریگر کے ایمپلسو کے ریلیز ہونے اور کنٹاکٹس کے الگ ہونے کے درمیان وقت بہت کم ہوتا ہے۔ یہ تیز رفتار جواب دہی کام کے برقی گرڈ پر کسی فلٹ کے اثر کو کم کرنے میں مدد کرتی ہے۔

• متعدد آپریشن کے لئے مناسب: تیل کے استعمال کرنے والے سرکٹ بریکرز کے مقابلے میں، ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کو متعدد آپریشن کا سامنا کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ تیل کی غیر موجودگی کے ساتھ ساتھ کرنٹ کے کیری کرنے والے کنٹاکٹ سرفاشس پر کم ٹیر آؤٹ ہوتا ہے۔ لیکن یہ ضروری ہے کہ متعدد آپریشن کی انتظار ہوتے ہوئے دھیمی ہوا کی مستقل اور کافی فراہمی کی یقینی ہو۔

• کم مینٹیننس: دوبارہ آپریشن کرنے کی آسانی کی صلاحیت کم مینٹیننس کی ضرورت کو کم کرتی ہے۔ یہ صرف مینٹیننس کی لاگت کو کم کرتا ہے بلکہ سرکٹ بریکر کی موثوقیت اور دستیابی کو بھی بڑھاتا ہے۔

• آگ کے خطرے کا خاتمہ: ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز میں تیل کی غیر موجودگی کی وجہ سے تیل سے بھرے گئے سرکٹ بریکرز کے ساتھ متعلقہ آگ کا خطرہ کامیابی سے ختم ہو جاتا ہے، جس سے یہ برقی نصبیات کے لئے ایک سیفر آپشن بن جاتا ہے۔

• کم سائز: ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز میں ڈائی الیکٹرک استحکام کی تیز رفتار ترقی کی وجہ سے آرک ختم کرنے کے لئے مطلوبہ آخری گیپ کا سائز کہتی کم ہوتا ہے۔ یہ کمپیکٹ ڈیزائن کوچھ کم سائز ڈیوائس کو پیدا کرتا ہے، جو برقی سسٹم میں آسانی سے شامل کیے جاسکتے ہیں اور کم جگہ لیتے ہیں۔

آرک ختم کرنے کا مسئلہ

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکر کے پاس اضافی دھیمی ہوا کا نظام ہوا کے ریسیور کو فراہم کرنے کے لئے موجود ہوتا ہے۔ جب سرکٹ بریکر کو کھولنے کی ضرورت ہوتی ہے تو دھیمی ہوا کو آرک ختم کرنے کے کیمبر میں ڈائریکٹ کیا جاتا ہے۔ یہ بالائی دباؤ والی ہوا مووینگ کنٹاکٹس پر فورس کا اثر ڈالتی ہے، جس سے وہ الگ ہو جاتے ہیں۔ جب کنٹاکٹس الگ ہوتے ہیں تو ہوا کی دھسیل آرک کے ذریعے بننے والے آئونائزڈ گیس کو دور کرتی ہے، جس سے آرک ختم ہو جاتا ہے۔

آرک عام طور پر ایک یا زیادہ سائکلز کے اندر ختم ہو جاتا ہے۔ آرک ختم ہونے کے بعد آرک کیمبر میں بالائی دباؤ والی ہوا سے بھرا ہوتا ہے، جس سے ریسٹرائیکس کی روک تھام ہوتی ہے۔ ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کو بیرونی ختم کرنے کی توانائی کی قسم میں شامل کیا جاتا ہے۔ آرک کو ختم کرنے کے لئے استعمال کی جانے والی توانائی بالائی دباؤ والی ہوا سے حاصل کی جاتی ہے، جو انٹرپٹ کی جا رہی کرنٹ سے مستقل ہوتی ہے۔

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کی قسمیں

تمام ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کا کام کرنے کا بنیادی مسئلہ ان کے کنٹاکٹس کو کھولنے کے لئے ایک ڈھیلی کے اوپن کرنے سے بننے والے آرک - فارمنگ ہوائی فلو میں کرنا ہوتا ہے۔ بننے والے آرک کو جلد ہی نالے کے ذریعے مرکزی بنایا جاتا ہے، جہاں یہ ایک ثابت لمبائی پر رکھا جاتا ہے اور ہوائی فلو کے زیادہ سے زیادہ فورس کا اثر ڈالتا ہے۔ کنٹاکٹس کے گرد دھیمی ہوا کے دھسیل کے مطابق ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کو تین قسمیں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

• اکسیل بلسٹ ہوا سرکٹ بریکر: اس قسم میں، ہوائی فلو آرک کے متوازی ہوتا ہے، اس کی لمبائی کے طول میں لگاتار بہتی ہے۔ اکسیل بلسٹ ہوا سرکٹ بریکرز کو مزید تقسیم کیا جا سکتا ہے ایک - بلسٹ یا ڈبل - بلسٹ کے طور پر۔ کچھ ڈبل - بلسٹ کے ترتیبات میں، جہاں ہوا کا دھسیل نالے کے اندر یا کنٹاکٹس کے درمیان کے فضے میں شعاعی طور پر بہتی ہے، کبھی کبھی یہ ریڈیل بلسٹ سرکٹ بریکرز کے طور پر جانا جاتا ہے، بالکل میں اکسیل - فلو ڈیزائن کا بنیادی مفہوم ہے۔

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکر کی بنیادی ساخت اور آپریشن اوپر کے ڈائریگرام میں ظاہر کی گئی ہے۔ عام آپریشن کے تحت، فکسڈ اور مووینگ کنٹاکٹس بند حالت میں رہتے ہیں، اسپرنگز کے ذریعے ایک دوسرے سے ملے ہوئے ہوتے ہیں۔ ایک ہوا کا ریزروئیر ٹینک آرک کیمبر کے ساتھ ایک ہوا کے ویل کے ذریعے منسلک ہوتا ہے۔ یہ ویل ایک ٹرپل ایمپلسو مکینزم کے ذریعے کنٹرول ہوتا ہے، جو کسی فلٹ یا کرنٹ کو انٹرپٹ کرنے کی ضرورت پر کھلتا ہے۔

جب برقی سسٹم میں کوئی فلٹ ہوتا ہے تو ٹرپنگ ایمپلسو کارروائی کے لئے کیٹیلیسٹ کا کام کرتا ہے۔ یہ ایمپلسو ہوا کے ویل کو فعال کرتا ہے جو ہوا کے ریزروئیر کو آرکنگ کیمبر سے منسلک کرتا ہے، جس سے یہ کھلتا ہے۔ جب ریزروئیر سے بالائی دباؤ والی ہوا آرکنگ کیمبر میں داخل ہوتی ہے تو یہ مووینگ کنٹاکٹس پر ایک معقول فورس کا اثر ڈالتی ہے۔ جب ہوا کا دباؤ اسپرنگ کے فورس سے زیادہ ہو جاتا ہے جو عام طور پر کنٹاکٹس کو بند رکھتا ہے، تو مووینگ کنٹاکٹس الگ ہونا شروع کرتے ہیں، جس سے برقی کرنٹ کو انٹرپٹ کرنے کا عمل شروع ہوتا ہے اور آرک ختم ہوتا ہے۔

جب کنٹاکٹس بالائی رفتار کی ہوائی فلو کے دباؤ کی وجہ سے الگ ہوتے ہیں تو ان کے درمیان آرک بن جاتا ہے۔ ہوا، آرک کی لمبائی کے طول میں بالائی رفتار سے بہتی ہے، آرک کے کنارے سے گرمی کو کامیابی سے ہٹا دیتی ہے۔ جب کرنٹ صفر کے قریب پہنچتی ہے تو یہ مسلسل گرمی کو نکالنا آرک کے قطر کو کہتی کم کرتا ہے۔ جب کرنٹ صفر پر پہنچتی ہے تو آرک کامیابی سے ختم ہو جاتا ہے۔ پھر، نیا ہوا نالے کے ذریعے کنٹاکٹس کے درمیان کی فضا کو بھرتی ہے۔ یہ نیا ہوا کنٹاکٹس کے درمیان موجود گرم، آئونائزڈ گیسس کو کامیابی سے ہٹا دیتی ہے، جس سے کنٹاک7s کے درمیان ڈائی الیکٹرک استحکام کو جلدی سے بحال کرتی ہے اور آرک کے دوبارہ جلنے کی کسی بھی ممکنہ صورتحال کو روکتی ہے۔

کراس بلسٹ ہوا سرکٹ بریکر

کراس بلسٹ ہوا سرکٹ بریکر میں آرک ختم کرنے کا مکینزم مختلف طریقے سے کام کرتا ہے۔ یہاں، آرک بلسٹ آرک کے خود کے لامبدا سے عمودی ہوتا ہے۔ نیچے دی گئی تصویر اس قسم کے سرکٹ بریکر میں استعمال کیے جانے والے کراس بلسٹ کے مسئلہ کی اسکیمیٹک تصویر فراہم کرتی ہے۔ جب محدود فضا میں مووینگ کنٹاکٹ آرم کو کنٹرول کیا جاتا ہے تو آرک پیدا ہوتا ہے۔ فوراً، ہوا کا ایک متعامد بلسٹ آرک کو سپلٹر پلیٹس کی طرف ڈھکیل دیتی ہے۔ سپلٹر پلیٹس آرک کو چھوٹے سے چھوٹے حصوں میں بانٹتی ہیں، جس سے اس کی توانائی کو منتشر کر دیتی ہیں۔ یہ عمل آرک کو اتنی کمزور کرتا ہے کہ جب کرنٹ صفر کے قریب پہنچتی ہے تو یہ دوبارہ جلنے کی توانائی کو کم کر دیتی ہے، جس سے برقی سرکٹ کو کامیابی سے ختم کرنے کا وعدہ پورا ہوتا ہے۔

رسیسٹنس سوئچنگ اور ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کے کمزور نقاط

رسیسٹنس سوئچنگ

عموماً، ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز میں رسیسٹنس سوئچنگ کی مطلق ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ جب آرک ختم ہوتا ہے تو یہ خود بخود کچھ رسیسٹنس بناتا ہے، جس سے ٹرانسینٹ ریسٹرائیکنگ ولٹیج کو ریگولیٹ کرنے میں مدد ملتی ہے۔ لیکن اگر کسی خاص اپلیکیشن کے لئے اضافی رسیسٹنس فائدہ مند سمجھا جاتا ہے تو اسے آرک سپلٹر سیکشن کے ساتھ کنکٹ کر کے شامل کیا جا سکتا ہے۔ یہ اضافی رسیسٹنس ولٹیج ٹرانسینٹ پر ایک اضافی کنٹرول کا لیئر فراہم کرتا ہے، جس سے سرکٹ بریکر کا کارکردگی کچھ خاص شرائط کے تحت بہتر ہو جاتی ہے۔

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کے کمزور نقاط

ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کا ایک بڑا محدودیت یہ ہے کہ اس کی لازمی ضرورت ہے کہ پیسیژن کے ساتھ دھیمی ہوا کی مسلسل فراہمی ہو۔ یہ دستیابی کے لئے عام طور پر دو یا زیادہ کمپریسر کے ساتھ بڑے پیمانے کی نصبیات کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کمپریشن پلانٹ کی صيانت ایک چھوٹا کام نہیں ہوتا؛ یہ کمپریسر کو کارکردگی کے ساتھ چلانے کے لئے مسلسل کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے اور کسی بھی مکینکل مسائل کو حل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے جو پیدا ہو سکتے ہیں۔

علاوہ ازیں، پائپ فٹنگز پر ہوا کا لیک ایک مستقل مسئلہ ہوتا ہے۔ یہاں تک کہ چھوٹے لیک بھی ہوا کے دباؤ کو کم کر سکتے ہیں، جس سے سرکٹ بریکر کی کارکردگی کو خطرہ ہوتا ہے۔ ان لیک کو شناخت کرنا اور درست کرنا وقت کا خوردہ اور محنت کا خوردہ کام ہوتا ہے۔ ان صيانت کے چیلنجز کے ساتھ ساتھ ایک پیچیدہ ہوا کی فراہمی کے نظام کی ضرورت کی وجہ سے آپریشنل کیلفز میں اضافہ ہوتا ہے۔

تیل یا دیگر قسم کے ائیر-بریک سرکٹ بریکرز کے مقابلے میں، ہوا کی دھسیل سرکٹ بریکرز کم ولٹیج کے اپلیکیشنز کے لئے خاص طور پر مہنگے ہوتے ہیں۔ دھیمی ہوا کی پیداوار کے لئے وسیع بنيادی ڈھانچے اور اس کے متعلقہ صيانت کی لاگت کی وجہ سے ان کا استعمال کم ولٹیج کے متعلقہ ماحول میں کم کارکردگی کے ساتھ ہوتا ہے، جس سے ان کا وسیع استعمال محدود ہو جاتا ہے۔