ویکیوئم کے مقابلے میں ہوا کے سرکٹ بریکرز: کلیدی تفاوتیں

کم وولٹیج ہوائی سرکٹ بریکرز کے مقابلے میں ویکیوئم سرکٹ بریکرز: ساخت، کارکردگی اور استعمال

کم وولٹیج ہوائی سرکٹ بریکرز، جو عام طور پر یونیورسل یا موڈلڈ فریم سرکٹ بریکرز (MCCBs) کے نام سے جانے جاتے ہیں، 380/690V کے متبادل ولٹیج اور 1500V تک کے مستقیم ولٹیج کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، جن کی مخصوص کرنٹ 400A سے 6300A یا ہوتا ہے 7500A تک ہو سکتا ہے۔ ان بریکرز میں ہوا آرک-کوئینچنگ میڈیم کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔ آرک کو آرک چوٹی (آرک رنر) کے ذریعے آرک کی لمبائی بڑھانے، تقسیم کرنے اور خنک کرنے سے ختم کیا جاتا ہے۔ ایسے بریکرز 50kA، 80kA، 100kA یا تک 150kA کی شارٹ سرکٹ کرنٹ کو قطع کر سکتے ہیں۔

اساسی کمپوننٹس اور کارکردگی

• آپریشنگ میکانزم: بریکر کے سامنے کی جانب واقع ہوتا ہے، یہ کنٹیکٹ کے الگ ہونے اور بند ہونے کے لیے ضروری رفتار فراہم کرتا ہے۔ تیز کنٹیکٹ ماؤشن آرک کو لمبا کرنا اور خنک کرنا مدد کرتا ہے، جس سے ختمی ممکن ہوتی ہے۔

• اینٹیلیجنٹ ٹرپ یونٹ: آپریشنگ میکانزم کے پہلوں پر منصوبہ بند ہوتا ہے، یہ کم وولٹیج سرکٹ بریکر کا "دماغ" ہوتا ہے۔ یہ سینسرز کے ذریعے کرنٹ اور ولٹیج کے سگنل دریافت کرتا ہے، برقی پیرامیٹرز کا حساب لگاتا ہے اور ان کو پری سیٹ LSIG حفاظتی سیٹنگ کے ساتھ موازنہ کرتا ہے:

• L: لمبے وقت کی دیری (اور لوڈ حفاظت)

• S: قصیر وقت کی دیری (شارٹ سرکٹ حفاظت)

• I: فوری (فوری ٹرپ)

• G: زمین کی خرابی کی حفاظت
  ان سیٹنگز کے بنیاد پر ٹرپ یونٹ اوورلوڈ یا شارٹ سرکٹ کے تحت بریکر کو کھولنے کا اشارہ دیتا ہے، جس سے مکمل حفاظت فراہم ہوتی ہے۔

• آرک کیمرہ اور ٹرمینل: بریکر کے پیچھے کی جانب واقع ہوتا ہے، آرک کیمرہ کنٹیکٹس اور آرک چوٹی کو شامل کرتا ہے۔ نیچے کے تین فیز کے آؤٹ گنگ ٹرمینلز میں یہ ہوتا ہے:

• الیکٹرانک کرنٹ سینسرز (ٹرپ یونٹ کے لیے سگنل کے ان پٹ کے لیے)

• الیکٹرو میگنیٹک کرنٹ ٹرانسفورمر (CTs) (ٹرپ یونٹ کو آپریشنگ پاور فراہم کرنے کے لیے)

آپریشنگ میکانزم کی مکینکل زندگی عام طور پر 10,000 آپریشنز سے کم ہوتی ہے۔

ہوا سے ویکیوئم کی طرف تکامل

تاریخی طور پر، میڈیم وولٹیج ہوائی سرکٹ بریکرز موجود تھے لیکن وہ بڑے حجم کے تھے، محدود بریکنگ کیپیسٹی کے ساتھ اور مثبت آرک فلاش (نون-زیرو آرک) پیدا کرتے تھے، جس سے وہ غیر محفوظ اور غیر عملی ہوتے تھے۔

مقابلے میں، ویکیوئم سرکٹ بریکرز (VCBs) کا کلیہ مشابہ ہوتا ہے: آپریشنگ میکانزم سامنے کی جانب، اور انٹریپٹر پیچھے کی جانب۔ لیکن انٹریپٹر ویکیوئم انٹریپٹر (یا "ویکیوئم بوٹل") کا استعمال کرتا ہے، جو ایک کیسیںڈنٹ لاٹ بلب کی طرح ہوتا ہے - ایک سیلڈ گلاس یا سرامک انولوپ جسے ایک بلند ویکیوئم تک خالی کیا گیا ہے۔

ویکیوئم میں:

• اینسولیشن اور تحمل ولٹیج کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے صرف ایک چھوٹا کنٹیکٹ گیپ درکار ہوتا ہے۔

• آرک کو جلدی سے ختم کیا جاتا ہے کیونکہ آئنائزبل میڈیم کی کمی ہوتی ہے اور میٹل ویپر کی کارکردگی کا فائدہ ہوتا ہے۔

ویکیوئم سرکٹ بریکرز کے استعمال

ویکیوئم سرکٹ بریکرز تیزی سے ترقی کر چکے ہیں اور اب کم وولٹیج، میڈیم وولٹیج، اور ہائی وولٹیج سسٹمز میں وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں:

• کم وولٹیج VCBs: عام طور پر 1.14kV پر ریٹڈ ہوتے ہیں، جن کی مخصوص کرنٹ 6300A تک ہو سکتی ہے اور شارٹ سرکٹ بریکنگ کیپیسٹی 100kA تک ہو سکتی ہے۔

• میڈیم وولٹیج VCBs: 3.6–40.5kV کے رینج میں عام ہوتے ہیں، جن کی کرنٹ 6300A تک ہو سکتی ہے اور بریکنگ کیپیسٹی 63kA تک ہو سکتی ہے۔ 95% سے زیادہ میڈیم وولٹیج سوئچ گیر ویکیوئم انٹریپشن کا استعمال کرتے ہیں۔

• ہائی وولٹیج VCBs: سنگل پول انٹریپٹرز 252kV تک پہنچ چکے ہیں، اور سیریز کنیکٹڈ انٹریپٹرز کے ذریعے 550kV ویکیوئم سرکٹ بریکرز کو حاصل کیا گیا ہے۔

ڈیزائن کے بنیادی فرق

ہوائی سرکٹ بریکرز کے مقابلے میں جو کنٹیکٹ سپرنگز کا استعمال کرتے ہیں، ویکیوئم سرکٹ بریکرز کو آپریشنگ میکانزم کو دریافت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے:

• کافی کھولنے اور بند کرنے کی رفتار فراہم کرنا

• کافی کنٹیکٹ دباؤ کا حفاظت کرنا

یہ کنٹیکٹ دباؤ 3mm تک کنٹیکٹ کے پہننے کے بعد بھی کافی رہنا چاہئے، تاکہ مخصوص کرنٹ کو باصلاحیت طور پر کیری کیا جا سکے اور فلٹ کے دوران پک پیک شارٹ ٹائم کرنٹ کو تحمل کیا جا سکے۔

ویکیوئم سرکٹ بریکرز کے فوائد

• بالا قابلیت اور سلامتی

• محیطی شرائط کے خلاف محفوظ ہوتا ہے (دھول، نمی، اونچائی)

• صفر آرک فلاش (بیرونی آرکنگ کی کمی)

• کم حجم اور لمبے صيانے کے انٹروال

یہ فوائد ویکیوئم بریکرز کو خطرناک محیطات مثلاً کیمیکل پلانٹس، کوئل کے کان، نفط و گیس کے منصوبوں میں استعمال کرنے کے لیے انتہائی موزوں بناتے ہیں، جہاں دھماکے کی خطرات اور آگ کی سلامتی کا اہم مقصد ہوتا ہے۔

واقعی کیس اسٹڈی: فلٹ کے تحت ویکیوئم اور ہوائی بریکر کی کارکردگی

ایک بڑا کیمیکل پلانٹ دو سرکٹ بریکرز - ایک ہوائی سرکٹ بریکر اور ایک ویکیوئم سرکٹ بریکر - کو ایک جیسی سرکٹ کنفیگریشن میں نصب کیا گیا تھا اور ان کو ایک جیسی فلٹ کی حالت کا سامنا کرنا پڑا تھا۔

سرکٹ ایک ٹائی کنفیگریشن تھا، جہاں بریکر کے دونوں طرف کے بجلی کے سرچشموں کو سنکرونائز کرنے کی کوشش کی گئی تھی۔ یہ بریکر کے کنٹیکٹ گیپ پر دوگنا مقررہ ولٹیج کے قریب ایک عارضی ولٹیج کا نتیجہ تھا، جس سے بریکر کی خرابی ہو گئی۔

نतیجہ:

• ہوائی سرکٹ بریکر:
  کامل تباہی کا سامنا کرنا پڑا۔ بریکر یونٹ کا کیسنگ پھٹ گیا، اور دونوں طرف کے ملحقہ سوئچ گیر کو بھی کافی نقصان پہنچا۔ وسیع تعمیر اور تبدیلی کی ضرورت تھی۔

• ویکیوئم سرکٹ بریکر:
  کیس کم تباہی کا سامنا کرنا پڑا۔ ویکیوئم انٹریپٹر کو تبدیل کرنے اور بریکر اور کمپارٹمنٹ سے آرک کے آثار (سوٹ) کو صاف کرنے کے بعد، سوئچ گیر کو تیزی سے سروس میں واپس کر دیا گیا۔

نتیجہ

ویکیوئم سرکٹ بریکرز کم وولٹیج بریکرز کے مقابلے میں فلٹ کی محتاطی، سلامتی اور قابلیت میں بلند ہوتے ہیں، خاص طور پر شدید عارضی اوورولٹیجز کے تحت۔ ان کے سیلڈ ویکیوئم انٹریپٹرز آرک کی پھیلاؤ کو روکتے ہیں، نقصان اور ڈاؤن ٹائم کو کم کرتے ہیں۔

کیمیکل پلانٹس اور کوئل کے کان جیسے دھماکہ خیز یا آتشزدہ محیطات میں، ویکیوئم سرکٹ بریکرز کی آرک-فری کارکردگی اور مضبوط کارکردگی ٹیکنالوجی اور سلامتی کا واضح فائدہ پیش کرتی ہے۔