Vibofu vya Air Blast Circuit Breakers: Ufanyaji, Faida, na Aina

Vibofu vya air blast circuit breaker hutumia hewa imara au gasi kama medium ya kutokomesha arc. Hewa imara huchukuliwa katika tanki na, wakati unahitajika, inatolewa kupitia nozzle ili kutengeneza jet yenye mzunguko mkubwa. Jet hii ina uwezo mkubwa katika kutokomesha arc uliofanyika wakati vibofu vinapowashtuka current ya umeme.

Vibofu vya air blast circuit breaker huandikishwa sana kwa matumizi ya ndani kwa voltage za chini - juu na uwezo wa kuvunja wenye ukoo. Mara nyingi, ni vyafanikiwa kwa voltage hadi 15 kV na uwezo wa kuvunja wa 2500 MVA. Pia, zinatumika sasa katika switchyards za nje za high-voltage kwa mstari wa 220 kV.

Ingawa gases tofauti kama carbon dioxide, nitrogen, freon, au hydrogen zinaweza kutumika kama media za kutokomesha arc, hewa imara imekuwa chaguo bora la vibofu vya gas blast. Kuna sababu kadhaa muhimu kwa hili:

• Nitrogen: Uwezo wake wa kutokomesha circuit unategemea na hewa imara, hakuna faida kamili katika kipato cha ufanyaji.

• Carbon Dioxide: Moja ya majanga makubwa yake ni ugumu wa kutawala mzunguko wake. Ina tendensi ya kukuwa baridi kwenye valves na njia ng'ombeing'o, ambayo inaweza kutokosanya ufanyaji sahihi wa vibofu.

• Freon: Ingawa ana uwezo mkubwa wa dielectric na uwezo mzuri wa kutokomesha arc, una bei kubwa. Pia, wakati unavyoonekana na arc, hutoka kwa vipevu vinavyotengeneza acid, kusababisha hatari kwa vifaa na mazingira yaliyomo.

Vibofu vya air blast circuit breaker huwapa vipengele vyenye maana:

• Ufanyaji wa Kasi: Katika mitandao mikubwa ya umeme yanayokuwa nyumbani, kuendeleza ustawi wa mfumo ni muhimu. Vibofu vya air blast circuit breaker huonyesha ufanisi katika hili kwa sababu ya muda mfupi kati ya discharge ya triggering impulse na separation ya contacts. Ujibu huu haraka hutoa msaada katika kupunguza athari ya magongwa kwenye grid ya umeme jumla.

• Ufanisi kwa Matumizi Mengi: Ingawa vibofu vya oil huenda kuvunjika na kuganda mara kwa mara, vibofu vya air blast circuit breaker huweza kudumu kwa matumizi mengi. Usipo na oil ina maana kuwa kuna upungufu wa wear and tear kwenye contact surfaces zenye current. Hata hivyo, ni muhimu kunywesha supply safi na kutosha ya hewa imara wakati unatarajiwa matumizi mengi.

• Uchaguzi wa Maintenance: Uwezo wa kudumu kwa matumizi mengi kwa rahisi unategemelea kwa mapato ya maintenance. Hii tuhifadhi gharama za maintenance na pia kuongeza reliability na availability ya vibofu.

• Elimination ya Hatari ya Moto: Tangu vibofu vya air blast circuit breaker hautumii oil, hatari ya moto iliyohusiana na vibofu vya oil-filled inaondoka kabisa, kuboresha usalama kwa installations za umeme.

• Ukurasa Uleni: Mwaka wa dielectric strength kwenye vibofu vya air blast circuit breaker unaweza kutoa gap final uneneno zaidi unaotegemewa kwa arc extinction. Mfano huu mdogo unaleta devices madogo zaidi, ambayo zinaweza kuongezeka kwa urahisi katika systems za umeme na kuunda eneo kidogo zaidi.

Sera ya Arc Extinction

Vibofu vya air blast circuit breaker huamini kwenye system ya hewa imara zaidi ya kutumaini hewa kwenye receiver. Wakati vibofu vinahitaji kufungua, hewa imara inachukuliwa kwenye arc extinction chamber. Hewa hii yenye pressure ya juu hutumai force kwenye moving contacts, kuhusu kuanza kujitenganisha. Wakiingia kwenye contacts, hewa blast hutokomesha ionized gas iliyotengenezwa na arc, kutoa arc.

Arc huwa hurudi kwenye moja au zaidi ya cycles. Baada ya arc extinction, arc chamber hutambuliwa na hewa yenye pressure ya juu, ikisaidia kuzuia restrikes. Vibofu vya air blast circuit breaker huwakilishwa kama external extinguishing energy type. Energy inayotumiwa kwa quenching arc hutolewa kwenye hewa yenye pressure ya juu, independent ya current iliyovunjika.

Aina za Vibofu vya Air Blast Circuit Breaker

Vibofu vyote vya air blast circuit breaker huendelea kwa sera ya kutenganisha contacts zao kwenye airflow yenye arc-forming inayotengenezwa kwa kufungua blast valve. Arc unaoonekana hutengenezwa kwa haraka kupitia nozzle, ambako unaezwa kwa urefu unaothibitika na subjected kwa maximum force ya airflow. Kulingana na direction ya compressed air blast chunguza contacts, vibofu vya air blast circuit breaker vinaweza kugunduliwa kwa tatu aina:

• Axial Blast Air Circuit Breaker: Katika aina hii, mzunguko wa hewa unategemea na arc, unafuata kwenye length lake. Axial blast air circuit breakers zinaweza kugunduliwa kama single-blast au double-blast. Baadhi ya double-blast arrangements, ambapo air blast unafuata radially kwenye nozzle au space chunguza contacts, mara nyingi huorodheshwa kama radial blast circuit breakers, ingawa concept ya axial-flow ni primary.

Muundo fundamental na uendelezi wa vibofu vya air blast circuit breaker vinavyoelezwa kwenye diagram hii. Kwa mazingira normal, fixed na moving contacts hurema katika hali ya futa, zinazopimwa kwa nguvu inayotolewa na springs. Tanki ya air reservoir inahusika kwenye arc chamber kupitia air valve. Valve hii inaamriwa kwa triple impulse mechanism, ambayo hutokana kwa opening yake wakati fault au haja ya kuvunja current inapatikana.

Wakati fault unapatikana katika mfumo wa umeme, tripping impulse unaweza kuwa catalyst wa action. Impulse hii hunyonyesha air valve ambayo hutokana kwa air reservoir na arc chamber, kuhusu kufungua. Kama hewa yenye pressure ya juu kutoka kwenye reservoir inafuata kwenye arc chamber, inaamri nguvu kubwa kwenye moving contacts. Mara tu pressure ya hewa ipaswi kwenye resistance unaoletwa kwa nguvu ya spring ambayo kawaida hutenga contacts closed, moving contacts zinapaza kuanza kujitenganisha, kuanza process ya kuvunja current ya umeme na kutoa arc.

Wakati contacts zinapaza kwa sababu ya pressure ya hewa yenye velocity ya juu, arc unaoonekana kati yao. Hewa, inayofuata kwa velocity ya juu axially kwenye length ya arc, inafanya kutoa heat kwenye periphery ya arc. Kama current inaporudi zero, heat extraction hii inatengeneza diameter ya arc kwa wingi. Mara tu current inaporudi zero, arc inapokosa kusaidia. Baada ya hii, fresh air, inayofuata kwenye nozzle, hutambuli space chunguza contacts. Mzunguko huu wa fresh air hutokomesha hot, ionized gases walio hapa katika contact space, kurejesha dielectric strength kati ya contacts na kuzuia re-ignition yoyote ya arc.

Cross Blast Air Circuit Breaker

Katika cross blast air circuit breaker, mechanism ya arc-extinguishing hutengenezwa tofauti. Hapa, arc blast unatengenezwa perpendicular kwenye arc. Figura ifuatayo hutolea schematic illustration ya cross blast principle iliyotumika kwenye aina hii ya vibofu. Wakati moving contact arm inaamriwa kwenye space confined, arc anaoonekana. Mara tu, transverse blast of air hutokomesha arc hii kwenye splitter plates. Splitter plates hutoa arc kwenye segments madogo, kutoa energy yake. Process hii inafanya arc iwe na energy chache, baada ya current inapopita zero, itakuwa hakuna energy ya kurestrike, kusaidia kuvunja electrical circuit.

Resistance Switching na Majanga ya Vibofu vya Air Blast Circuit Breaker

Resistance Switching

Kawaida, resistance switching si msingi unahitaji kwa vibofu vya air blast circuit breaker. Wakati arc inapokosa, inaleta resistance chache, ambacho linaweza kusaidia kumaliza transient restriking voltage. Hata hivyo, ikiwa resistance zaidi itaonekana ya faida kwa matumizi maalum, linaweza kuongezeka kwa kuunganisha resistor kwenye arc splitter section. Resistance hii zinazoungwa zinatoa layer zaidi ya control kwa voltage transient, kuongeza performance ya vibofu kwenye masharti maalum.

Majanga ya Vibofu vya Air Blast Circuit Breaker

Moja ya majanga makubwa ya vibofu vya air blast circuit breaker ni requirement strict ya supply continuous ya hewa imara kwenye pressure precise. Kuhakikisha availability hii, miundombinu kubwa zinahitaji mara nyingi, kwa kutumia compressors zaidi ya mbili. Kutunza compression plant hii ni kazi isiyotegemelea; inahitaji huduma za kila siku kusaidia compressors kuendelea kwa ufanisi na kusaidia kushughulikia majanga mekaniki yoyote yanayotokea.

Pia, leakage ya hewa kwenye pipe fittings ni tatizo lenye uzito. Hata leaks ndogo zinaweza kusababisha depletion gradual ya pressure ya hewa, kusababisha performance ya vibofu. Kudetekta na kuhakikisha leaks zinaweza kuwa time-consuming na labor-intensive. Challenges hizi za maintenance, pamoja na need ya sophisticated air supply system, zinazozingatia costs za operations.

Ingawa vibofu vya air blast circuit breaker zinaweza kuwa expensive sana kwa matumizi ya low-voltage. Infrastructure inayohitajika kwa generation ya hewa imara na expenses za maintenance zinazozozingatia zinaweza kuwa less cost-effective kwenye scenarios ambazo voltage chache zinapatikana, kusababisha utaratibu wao kwa wide kwenye contexts kama hayo.