जब वैक्यूम सर्किट ब्रेकर वैक्यूम खो देता है तो क्या होता है? वास्तविक परीक्षण के परिणाम सामने आएं

जब वैक्यूम इंटरप्टर अपना वैक्यूम खो देता है, तो क्या होता है?

अगर वैक्यूम इंटरप्टर अपना वैक्यूम खो देता है, तो निम्नलिखित संचालन परिदृश्यों को ध्यान में रखा जाना चाहिए:

• संपर्क खुलना

• बंद करने की संचालन

• बंद और सामान्य रूप से संचालित होना

• खुलना और सामान्य धारा को रोकना

• खुलना और फ़ॉल्ट धारा को रोकना

केस a, b और c अपेक्षाकृत सीधे-सीधे हैं। इन स्थितियों में, प्रणाली आम तौर पर वैक्यूम की हानि से प्रभावित नहीं होती।

हालांकि, केस d और e की आगे की चर्चा की जरूरत है।

मान लीजिए एक त्रिपार्श्वीय फीडर वैक्यूम सर्किट ब्रेकर का एक पोल में वैक्यूम खो गया है। अगर दोषपूर्ण ब्रेकर द्वारा सेवा दी गई लोड डेल्टा-संयोजित (अनग्राउंडेड) लोड है, तो स्विचिंग संचालन विफल नहीं होगा। वास्तव में, कुछ भी नहीं होता है। दो स्वस्थ फेज (उदाहरण के लिए, फेज 1 और फेज 2) सर्किट को सफलतापूर्वक रोकते हैं, और दोषपूर्ण फेज (फेज 3) में धारा स्वाभाविक रूप से रुक जाती है।

ग्राउंडेड लोड्स के साथ एक अलग स्थिति उत्पन्न होती है। इस मामले में, दो स्वस्थ फेजों द्वारा रोकने से दोषपूर्ण फेज में धारा प्रवाह नहीं रुकता। फेज 3 में एक आर्क बनी रहती है, जिसे बुझाने के लिए कुछ नहीं होता, और यह धारा बैकअप सुरक्षा संचालन तक जारी रहती है। परिणाम आम तौर पर ब्रेकर के विनाशकारी नुकसान का होता है।

क्योंकि 3-15 किलोवोल्ट की श्रेणी में वैक्यूम सर्किट ब्रेकर अधिकांशतः ग्राउंडेड प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं, हमने वर्षों पहले हमारे परीक्षण प्रयोगशाला में एक फेल इंटरप्टर के प्रभावों का अध्ययन किया था। हमने एक वैक्यूम इंटरप्टर को वायुमंडलीय दबाव ("फ्लैट") पर लाया और फिर ब्रेकर को एक पूर्ण शॉर्ट सर्किट इंटरप्टन परीक्षण के लिए विषय बनाया।

पूर्वानुमान के अनुसार, "फ्लैट" इंटरप्टर दोषपूर्ण फेज में दोष को साफ नहीं कर पाया और नष्ट हो गया। प्रयोगशाला का बैकअप ब्रेकर दोष को सफलतापूर्वक साफ करने में सफल रहा।

परीक्षण के बाद, ब्रेकर को स्विचगियर सेल से निकाल लिया गया। यह बहुत धुएं से भरा था लेकिन यांत्रिक रूप से अक्षुण्ण था। धुआं और धुएं को ब्रेकर और स्विचगियर से साफ किया गया, दोषपूर्ण यूनिट को बदल दिया गया, और ब्रेकर को फिर से कंपार्टमेंट में डाल दिया गया। उसी दिन के बाद, एक और शॉर्ट सर्किट परीक्षण सफलतापूर्वक किया गया। वर्षों के बाद का क्षेत्रीय अनुभव इन प्रयोगशाला परीक्षणों से प्राप्त खोजों की पुष्टि करता है।

हमारे एक ग्राहक, एक प्रमुख रसायन निर्माण कंपनी, दो अलग-अलग देशों में दो अलग-अलग सुविधाओं पर समान सर्किट विन्यास (एक एयर-मैग्नेटिक ब्रेकर, एक वैक्यूम ब्रेकर) पर अलग-अलग दोषों का अनुभव किया। दोनों ने एक सामान्य सर्किट विन्यास और दोष मोड साझा किया: एक टाइ सर्किट जहाँ ब्रेकर के दोनों तरफ के ऊर्जा स्रोत गैर-संगत थे, जो संपर्क अंतराल पर लगभग दोगुना विद्युत वोल्टेज लगाते थे। यह ब्रेकर विफलता का कारण बना।

ये दोष ANSI/IEEE दिशानिर्देशों के उल्लंघन के कारण हुए थे और ब्रेकर की डिजाइन रेटिंग से बहुत ऊपर थे। ये डिजाइन की खामी का संकेत नहीं देते हैं। हालांकि, नुकसान की गहराई शिक्षाप्रद है:

• एयर-मैग्नेटिक ब्रेकर के मामले में, यूनिट का एन्क्लोजर तीव्र रूप से फट गया। दोनों तरफ के निकटवर्ती स्विचगियर सेल्स ने व्यापक नुकसान उठाया, जिसके लिए बड़ी रीकंस्ट्रक्शन की आवश्यकता थी। ब्रेकर एक पूर्ण नुकसान था।

• वैक्यूम ब्रेकर के मामले में, विफलता बहुत कम तीव्र थी। दोषपूर्ण वैक्यूम इंटरप्टर को बदल दिया गया, आर्क उत्पाद (धुआं) को ब्रेकर और कंपार्टमेंट से साफ किया गया, और प्रणाली को सेवा में वापस लाया गया।

हमारे व्यापक प्रयोगशाला परीक्षण, जहाँ हम नियमित रूप से वैक्यूम इंटरप्टर्स को उनकी सीमाओं तक पहुंचाते हैं, इन वास्तविक-दुनिया के परिणामों का समर्थन करते हैं।

हाल ही में, हमारे प्रयोगशाला में "लीकिंग" वैक्यूम इंटरप्टर्स का उपयोग करके इंटरप्टन प्रयासों का मूल्यांकन करने के लिए कई उच्च शक्ति परीक्षण किए गए। इंटरप्टर हाउसिंग में एक छोटा छेद (~3 मिमी व्यास) किया गया था वैक्यूम हानि की नकल करने के लिए। परिणाम खुलासा करने वाले थे:

• एक 1,310 ए नॉर्मल धारा (रेटेड कंटिन्युअस धारा: 1,250 ए) वैक्यूम ब्रेकर के एक पोल द्वारा रोकी गई। धारा "दोषपूर्ण" ब्रेकर के माध्यम से 2.06 सेकंड तक प्रवाहित हुई जब तक प्रयोगशाला बैकअप ब्रेकर दोष को साफ नहीं कर लिया। कोई भाग निकाले नहीं गए, ब्रेकर नहीं फटा, और केवल इंटरप्टर हाउसिंग पर पेंट फट गया। कोई अन्य नुकसान नहीं हुआ।

• उसी ब्रेकर का दूसरा पोल 25 के ए (रेटेड ब्रेकिंग धारा: 25 के ए) को रोकने का प्रयास किया। आर्क 0.60 सेकंड तक चला जब तक प्रयोगशाला ब्रेकर दोष को साफ नहीं कर लिया। आर्क ने इंटरप्टर हाउसिंग के पार्श्व में एक छेद जलाया। कोई विस्फोट या उड़ने वाले टुकड़े नहीं हुए। गोल टुकड़े छेद से बाहर निकले, लेकिन कोई यांत्रिक घटक या आसपास के ब्रेकर नुकसान नहीं उठाए। सभी नुकसान फेल इंटरप्टर में सीमित था।

ये परीक्षण पुष्टि करते हैं कि वैक्यूम इंटरप्टर विफलता के परिणाम अन्य इंटरप्टिंग तकनीकों की तुलना में बहुत कम गंभीर होते हैं।

लेकिन वास्तविक प्रश्न नहीं है कि जब यह विफल होता है तो क्या होता है, बल्कि यह कितना संभावित है कि यह विफल हो?

वैक्यूम इंटरप्टर विफलता दर बहुत कम है। वैक्यूम हानि अब एक महत्वपूर्ण चिंता नहीं है।

1960 के दशक की शुरुआत में, वैक्यूम इंटरप्टर लीकों की शिकार थे—यह एक बड़ी समस्या थी। शुरुआती डिजाइन में विभिन्न सामग्रियों के बीच ब्रेज्ड या वेल्डेड जंक्शन थे, जिनमें कोई जैविक सामग्री नहीं थी। हाथ से बनाना सामान्य था, विशेष रूप से बोरोसिलिकेट ग्लास इंसुलेटरों के साथ, जो उच्च तापमान का सामना नहीं कर सकते थे।

आज, मशीन वेल्डिंग और बैच इंडक्शन फर्नेस ब्रेजिंग का उपयोग बहुत गंभीर प्रक्रिया नियंत्रण के साथ किया जाता है। वैक्यूम इंटरप्टर के अंदर केवल एक गतिशील हिस्सा होता है, जो तांबे का संपर्क होता है, जो स्टेनलेस स्टील बेलोस के माध्यम से एंड प्लेट से जुड़ा होता है। क्योंकि बेलोस के दोनों सिरे वेल्डेड होते हैं, इस गतिशील सील की विफलता दर बहुत कम है—आधुनिक वैक्यूम सर्किट ब्रेकर्स की उच्च विश्वसनीयता को दर्शाती है।

वास्तव में, आधुनिक वैक्यूम इंटरप्टर्स का MTTF (Mean Time To Failure) अब 57,000 वर्षों का अनुमान लगाया जा रहा है।

ग्राहकों की वैक्यूम हानि के बारे में चिंताएं 1960 के दशक में, जब वैक्यूम ब्रेकर विद्युत अनुप्रयोगों के लिए नए थे, तब वैध थीं। उस समय, वैक्यूम इंटरप्टर अक्सर लीक करते थे, और सर्ज प्रश्न सामान्य थे। केवल एक कंपनी वैक्यूम ब्रेकर प्रदान कर रही थी, और रिपोर्टों में अनेक समस्याएं दर्ज थीं।

1970 के दशक के मध्य तक, यूरोपीय विकसित वैक्यूम इंटरप्टर—जैसे कि आधुनिक सिमेंस डिजाइन—सामग्रियों और प्रक्रिया नियंत्रण में 1960 के दशक के मॉडलों से मूल रूप से अलग थे। तांबे-बिस्मथ संपर्क आज के क्रोमियम-तांबे इंटरप्टरों की तुलना में अधिक सर्ज-प्रवण थे। हाथ से बनाए गए इंटरप्टर आज के शुद्धता से निर्मित इकाइयों की तुलना में अधिक लीक-प्रवण थे।

आज, गंभीर प्रक्रिया नियंत्रण और ऑटोमेशन ने अधिकांश मानवीय भिन्नता को समाप्त कर दिया है। इस परिणामस्वरूप, आधुनिक वैक्यूम इंटरप्टर्स लंबे सेवा जीवन की पेशकश करते हैं, और जुड़े हुए उपकरणों पर उनका विद्युत तनाव ऐतिहासिक एयर-मैग्नेटिक या तेल सर्किट ब्रेकर्स की तुलना में कम या बराबर है।