वैक्यूम विरामक और हवा विरामक: महत्वपूर्ण अंतर

कम वोल्टेज एयर सर्किट ब्रेकर विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर: संरचना, प्रदर्शन और अनुप्रयोग

कम वोल्टेज एयर सर्किट ब्रेकर, जिन्हें यूनिवर्सल या मोल्डेड फ्रेम सर्किट ब्रेकर (MCCBs) के रूप में भी जाना जाता है, 380/690V एसी वोल्टेज और 1500V तक डीसी वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिनकी निर्धारित धारा 400A से 6300A या यहाँ तक कि 7500A तक हो सकती है। ये ब्रेकर आर्क-क्वेंचिंग मध्यम के रूप में हवा का उपयोग करते हैं। आर्क आर्क चूट (आर्क रनर) द्वारा आर्क की लंबाई, विभाजन और ठंडा करके नष्ट हो जाता है। ऐसे ब्रेकर 50kA, 80kA, 100kA, या यहाँ तक कि 150kA तक की छोट-सर्किट धारा को रोक सकते हैं।

मुख्य घटक और कार्यक्षमता

• ऑपरेटिंग मेकेनिज्म: ब्रेकर के सामने स्थित, यह संपर्क अलगाव और बंद करने के लिए आवश्यक गति प्रदान करता है। तेज संपर्क गति आर्क को खींचने और ठंडा करने में मदद करती है, जिससे नष्ट होने में सहायता मिलती है।

• इंटेलिजेंट ट्रिप यूनिट: ऑपरेटिंग मेकेनिज्म के बगल में स्थापित, यह कम वोल्टेज सर्किट ब्रेकर का "मस्तिष्क" है। यह सेंसरों द्वारा धारा और वोल्टेज सिग्नल प्राप्त करता है, विद्युत पैरामीटर की गणना करता है, और उन्हें पूर्वनिर्धारित LSIG सुरक्षा सेटिंग्स के साथ तुलना करता है:

• L: लंबी समय देरी (ओवरलोड सुरक्षा)

• S: छोटी समय देरी (छोट-सर्किट सुरक्षा)

• I: तत्काल (तत्काल ट्रिप)

• G: ग्राउंड फ़ॉल्ट सुरक्षा
  इन सेटिंग्स के आधार पर, ट्रिप यूनिट ओवरलोड या छोट-सर्किट के दौरान ब्रेकर खोलने के लिए मेकेनिज्म को संकेत देता है, जिससे व्यापक सुरक्षा प्रदान की जाती है।

• आर्क चैम्बर और टर्मिनल: ब्रेकर के पीछे स्थित, आर्क चैम्बर संपर्क और आर्क चूट शामिल करता है। निचले तीन-फेज आउटगोइंग टर्मिनल इनसे सुसज्जित होते हैं:

• इलेक्ट्रोनिक धारा सेंसर (ट्रिप यूनिट के लिए सिग्नल इनपुट के लिए)

• इलेक्ट्रोमैग्नेटिक धारा ट्रांसफार्मर (CTs) (ट्रिप यूनिट को ऑपरेटिंग ऊर्जा प्रदान करने के लिए)

ऑपरेटिंग मेकेनिज्म आमतौर पर 10,000 संचालनों से कम की यांत्रिक आयु होती है।

हवा से विराम तक का विकास

ऐतिहासिक रूप से, मध्य वोल्टेज एयर सर्किट ब्रेकर मौजूद थे, लेकिन वे भारी थे, सीमित विराम क्षमता थी, और वे महत्वपूर्ण आर्क फ्लैश (शून्य नहीं आर्क) उत्पन्न करते थे, जिससे वे असुरक्षित और अव्यावहारिक बन गए।

इसके विपरीत, विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर (VCBs) एक समान सामान्य ब्लूप्रिंट साझा करते हैं: ऑपरेटिंग मेकेनिज्म सामने, और विरामकर्ता पीछे। हालांकि, विरामकर्ता एक विराम विद्युत विरामकर्ता (या "विराम बोतल") का उपयोग करता है, जो एक इंकैंडेसेंट लाइट बल्ब - एक वायु या सिरामिक एनवलोप जो उच्च विराम तक खाली किया जाता है - के संरचनात्मक रूप से समान है।

विराम में:

• केवल एक छोटा संपर्क अंतराल आवश्यक है जिससे इन्सुलेशन और टोलरेंस वोल्टेज की आवश्यकताएं पूरी होती हैं।

• आर्क तेजी से नष्ट हो जाता है क्योंकि आयनीकरण योग्य माध्यम की कमी और धातु भाप के प्रभावी विस्तार के कारण।

विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर के अनुप्रयोग

विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर तेजी से विकसित हुए हैं और अब कम वोल्टेज, मध्य वोल्टेज, और उच्च वोल्टेज प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं:

• कम वोल्टेज VCBs: आमतौर पर 1.14kV पर रेट किए गए, जिनकी निर्धारित धारा 6300A तक और छोट-सर्किट विराम क्षमता 100kA तक हो सकती है।

• मध्य वोल्टेज VCBs: 3.6–40.5kV की सीमा में सबसे आम, जिनकी धारा 6300A तक और विराम क्षमता 63kA तक हो सकती है। 95% से अधिक मध्य वोल्टेज स्विचगियर अब विराम विद्युत विराम का उपयोग करते हैं।

• उच्च वोल्टेज VCBs: एकल-पोल विरामकर्ता 252kV तक पहुँच गए हैं, और 550kV विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर सीरीज-कनेक्टेड विरामकर्ताओं के माध्यम से प्राप्त किए गए हैं।

मुख्य डिजाइन अंतर

हवा सर्किट ब्रेकरों के विपरीत, जो संपर्क स्प्रिंग्स का उपयोग करते हैं, विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर ऑपरेटिंग मेकेनिज्म को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है:

• पर्याप्त खुलने और बंद करने की गति प्रदान करें

• पर्याप्त संपर्क दबाव सुनिश्चित करें

यह संपर्क दबाव तब भी पर्याप्त रहना चाहिए, जब 3mm तक संपर्क ध्वस्त हो जाए, ताकि निर्धारित धारा को विश्वसनीय रूप से ले जाया जा सके और दोषों के दौरान शीर्ष छोट-समय धारा को सहन किया जा सके।

विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर के लाभ

• उच्च विश्वसनीयता और सुरक्षा

• पर्यावरणीय स्थितियों (धूल, आर्द्रता, ऊंचाई) के प्रति प्रतिरोधी

• शून्य आर्क फ्लैश (बाहरी आर्किंग नहीं)

• संकुचित आकार और लंबे रखरखाव की अवधि

ये लाभ विराम ब्रेकरों को रासायनिक संयंत्रों, कोयला खदानों, तेल और गैस सुविधाओं जैसे खतरनाक परिवेशों में उपयोग करने के लिए आदर्श बनाते हैं, जहाँ विस्फोट की जोखिम और अग्निशमन सुरक्षा महत्वपूर्ण हैं।

वास्तविक दुनिया का मामला अध्ययन: दोष के तहत विराम और हवा ब्रेकर का प्रदर्शन

एक बड़ा रासायनिक संयंत्र दो सर्किट ब्रेकर - एक हवा सर्किट ब्रेकर और एक विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर - एक ही सर्किट कॉन्फ़िगरेशन में स्थापित किए गए थे और उन्हें एक ही दोष स्थितियों को दिखाया गया था।

सर्किट एक टाइ निर्माण था, जहाँ ब्रेकर के दोनों तरफ की शक्ति स्रोत एक दूसरे से संकल्पित नहीं थीं। यह नतीजा एक अस्थायी वोल्टेज था, जो संपर्क अंतराल पर दो गुना निर्धारित वोल्टेज के निकट था, जिससे ब्रेकर की विफलता हुई।

परिणाम:

• हवा सर्किट ब्रेकर:
  पूर्ण विनाश का सामना किया। ब्रेकर यूनिट का आवरण फट गया, और दोनों तरफ के आसपास की स्विचगियर गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो गई। व्यापक पुनर्निर्माण और प्रतिस्थापन की आवश्यकता थी।

• विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर:
  विफलता बहुत कम भयावह थी। विराम विरामकर्ता को बदलने और ब्रेकर और कंपार्टमेंट से आर्क उत्पाद (सोट) को साफ करने के बाद, स्विचगियर तेजी से सेवा में वापस लाया गया।

निष्कर्ष

विराम विद्युत सर्किट ब्रेकर हवा सर्किट ब्रेकर की तुलना में गंभीर अस्थायी ओवरवोल्टेज के तहत विफलता संयोजन, सुरक्षा और विश्वसनीयता में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। उनके बंद विराम विरामकर्ता आर्क विस्तार को रोकते हैं, जिससे क्षति और डाउनटाइम को न्यूनतम रखा जाता है।

रासायनिक संयंत्रों और कोयला खदानों जैसे विस्फोटक या ज्वलनशील परिवेशों में, विराम विद्युत सर्किट ब्रेकरों का आर्क-मुक्त संचालन और रोबस्ट प्रदर्शन तकनीकी और सुरक्षा के लिए स्पष्ट लाभ प्रदान करता है।