
I. ਸ਼ੋਧ ਦਾ ਪੱਛੀਲਾ ਹਿਸ਼ਾ ਅਤੇ ਮੁੱਖ ਮੱਸਲੇ
1.1 ਸ਼ੋਧ ਦਾ ਪੱਛੀਲਾ ਹਿਸ਼ਾ
ਬਿਜਲੀ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦਾ ਲਗਾਤਾਰ ਵਿਸਥਾਰ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਆਕਾਰ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਦਾ ਬਾਧਕ ਹੋਣ ਨਾਲ, ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਿੰਗ ਪ੍ਰੋਟੈਕਸ਼ਨ ਉਪਕਰਣਾਂ 'ਤੇ ਉੱਚ ਆਵਸ਼ਿਕਤਾਵਾਂ ਲਗਦੀਆਂ ਹਨ। ਮੌਜੂਦਾ ਮੁੱਖ ਹੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਸੂਪਰਕੰਡਕਟਿਵ ਫਾਲਟ ਕਰੰਟ ਲਿਮਿਟਰ (SFCL), ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਕਰੰਟ-ਲਿਮਿਟਿੰਗ ਸਰਕਿਟ ਬ੍ਰੇਕਰ, ਅਤੇ ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਕਰੰਟ-ਲਿਮਿਟਿੰਗ ਫ੍ਯੂਜ਼ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਇਨਗੜ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਕਰੰਟ-ਲਿਮਿਟਿੰਗ ਫ੍ਯੂਜ਼ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਉੱਚ ਤਕਨੀਕੀ ਪ੍ਰਗਤੀ, ਲਾਗਤ-ਭਾਵੀ ਹੋਣ ਅਤੇ ਵਿਸਥਾਰਤਮ ਉਪਯੋਗ ਕਰਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬਾਜਾਰ ਦੀ ਪਸੰਦ ਬਣ ਗਏ ਹਨ।
ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮੌਜੂਦਾ ਤਕਨੀਕਾਂ ਦੇ ਦੋ ਮੱਖੀ ਸ਼ੋਰਾਂ ਹਨ:
• ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਪ੍ਰਕਾਰ: ਇਸ ਦੀ ਨਿਰੰਤਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਕੰਪੋਨੈਂਟਾਂ ਅਤੇ ਬਾਹਰੀ ਨਿਯੰਤਰਣ ਪਾਵਰ ਸੈਪਲੀ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਦੇ ਫੈਲੀਅੱਗ ਜਾਂ ਨਿਯੰਤਰਣ ਪਾਵਰ ਦੀ ਕਮੀ ਨਾਲ ਇਹ ਦੋਖਾਇਗੀ ਜਾਂ ਫੈਲੀ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੀ ਯੋਗਿਕਤਾ ਬਾਹਰੀ ਹਾਲਾਤਾਂ ਦੁਆਰਾ ਬੰਦੀ ਹੈ।
• ਅਰਕ-ਟ੍ਰਿਗਰਡ ਪ੍ਰਕਾਰ: ਜਦੋਂ ਇਹ ਸਧਾਰਨ ਢਾਂਚੇ, ਮਜ਼ਬੂਤ ਅਨਟੀ-ਅਫ਼ੈਕਟ ਯੋਗਿਕਤਾ, ਛੋਟੀ ਸਾਈਜ਼, ਅਤੇ ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਦੀਆਂ ਸ਼ਾਨਾਂ ਨਾਲ ਆਉਂਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਦਾ ਨਿਯਤ ਕਰੰਟ (ਅਕਸਰ ≤600A) ਅਤੇ ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ (ਅਕਸਰ ≤25kA) ਨਿਹਾਈ ਘੱਟ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਇਹ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਅਤੇ ਉੱਚ ਕਰੰਟ ਔਦੋਗਿਕ ਉਪਯੋਗਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਵੱਡੇ ਪੈਮਾਨੇ ਦਾ ਮੈਟਲਰਜੀ, ਕੈਮੀਕਲ ਪਲਾਂਟ, ਡੈਟਾ ਸੈਂਟਰ) ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮੁਸ਼ਕਲੀਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ।
1.2 ਮੁੱਖ ਵਿਰੋਧ
ਅਰਕ-ਟ੍ਰਿਗਰਡ ਫ੍ਯੂਜ਼ ਦੀ ਪ੍ਰਗਤੀ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਇਕ ਮੁੱਖ ਵਿਰੋਧ ਹੈ: ਜਲਦੀ ਕਾਰਵਾਈ ਅਤੇ ਕਰੰਟ-ਕੈਰੀਂਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਦੇ ਬਿਚ ਦਾ ਟ੍ਰੇਡ-ਓਫ। ਜਲਦੀ ਕਾਰਵਾਈ (ਘੱਟ ਪ੍ਰੀ-ਅਰਕਿੰਗ I²t ਮੁੱਲ) ਲਈ, ਫ੍ਯੂਜ਼ ਐਲੀਮੈਂਟ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਦੀ ਛੋਟੀ ਕ੍ਰੋਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਸਾਈਜ਼ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਵਿਪਰੀਤ ਵਿੱਚ, ਨਿਯਤ ਕਰੰਟ-ਕੈਰੀਂਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਦੀ ਵਧੋਂ ਲਈ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕ੍ਰੋਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਸਾਈਜ਼ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਕ੍ਰੋਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਸਾਈਜ਼ ਦੀ ਵਧੋਂ ਨਾਲ ਪ੍ਰੀ-ਅਰਕਿੰਗ I²t ਮੁੱਲ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸ਼ੋਰਟ-ਸਰਕਿਟ ਦੌਰਾਨ ਕਾਰਵਾਈ ਦੀ ਦੇਰੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਦੇਰੀ ਵਾਸਤਵਿਕ ਸ਼ੋਰਟ-ਸਰਕਿਟ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਖੀਰ ਵਿੱਚ ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਦੀ ਵਿਫਲੀਅਗ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
II. ਹੱਲ: ਮੁੱਖ ਤਕਨੀਕੀ ਬ੍ਰੇਕਥਰੂ ਅਤੇ ਨਵਾਂ ਡਿਜਾਇਨ
2.1 ਕਾਰਵਾਈ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ
ਇਹ ਹੱਲ ਅਰਕ ਟ੍ਰਿਗਰ ਨੂੰ ਮੁੱਖ ਸੈਂਸਿੰਗ ਅਤੇ ਟ੍ਰਿਗਰਿੰਗ ਯੂਨਿਟ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਉਪਯੋਗ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦਾ ਢਾਂਚਾ ਮੁੱਖ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਦੋ ਕੈਪ ਪਲੇਟਾਂ, ਇੱਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਚਾਂਦੀ ਦੇ ਫ੍ਯੂਜ਼ ਐਲੀਮੈਂਟ (ਖਾਸ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਦੇ ਨਾਲ), ਫਿਲਰ ਮੈਟੈਰੀਅਲ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਈਨਕਲੋਜ਼ਹ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਹੈ:
2.2 ਮੁੱਖ ਨਵਾਂਤਰ: ਉੱਚ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਦਾ ਡਿਜਾਇਨ
ਟ੍ਰਿਗਰ ਕਰੰਟ ਮੁੱਲ (I₁) ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਹੈ ਜੋ ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਦੀ ਕਾਮਿਆਤ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦਾ ਰਹਿਣਾ ਅਤੀਉੱਤਮ ਰੇਂਗ 8-15kA ਵਿੱਚ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਅਰਕ-ਟ੍ਰਿਗਰਡ ਡਿਜਾਇਨਾਂ ਲਈ, ਨਿਯਤ ਕਰੰਟ ਟ੍ਰਿਗਰ ਕਰੰਟ ਨਾਲ ਮਜ਼ਬੂਤ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ।
ਇਸ ਹੱਲ ਦਾ ਮੁੱਖ ਬ੍ਰੇਕਥਰੂ ਇੱਕ ਵਾਲਾ ਹੈ ਕਿ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਵਧਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਥਿਊਰੀਟਿਕਲ ਨਿਕਾਲ ਦੁਆਰਾ:
• ਟ੍ਰਿਗਰ ਕਰੰਟ ਮੁੱਲ I₁ ∝ (ਪ੍ਰੀ-ਅਰਕਿੰਗ I²t * di/dt)^(1/3)
• ਪ੍ਰੀ-ਅਰਕਿੰਗ I²t ਮੁੱਲ ∝ (ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕ੍ਰੋਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਸਾਈਜ਼ (S))²
ਨਿਕਾਲ: ਇੱਕ ਹੀ ਨਿਯਤ ਕਰੰਟ ਅਤੇ ਸ਼ੋਰਟ-ਸਰਕਿਟ ਦੀਆਂ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ, ਉੱਚ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਲਈ ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕ੍ਰੋਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਸਾਈਜ਼ (S) ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਪ੍ਰੀ-ਅਰਕਿੰਗ I²t ਮੁੱਲ ਘਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਸ਼ੋਰਟ-ਸਰਕਿਟ ਕਰੰਟ ਦੀ ਹਾਲਤ ਵਿੱਚ ਵੀ ਜਲਦੀ ਕਾਰਵਾਈ ਹੋਵੇਗੀ, ਭਰੋਸੀ ਦੀ ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾਵੇਗੀ। ਇਸ ਹੱਲ ਦਾ ਡਿਜਾਇਨ ਲਕਸ਼ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਸ ਮੈਟ੍ਰਿਕ ਨੂੰ ਵਰਤਮਾਨ ਉਤਪਾਦ ਦੇ ਲੈਵਲ ~1000 A/mm² ਤੋਂ ਉੱਤੇ 3000 A/mm² ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾਵੇ।
2.3 ਢਾਂਚਾ ਦੀ ਵਧੋਂ ਅਤੇ ਸਿਮੁਲੇਸ਼ਨ ਦੀ ਸਹੀਕਰਣ
• ਸਿਮੁਲੇਸ਼ਨ ਟੂਲ: ANSYS 11.0 ਸਾਫ਼ਟਵੇਅਰ ਦੀ ਉਪਯੋਗ ਕਰਕੇ APDL ਭਾਸ਼ਾ ਦੀ ਆਧਾਰੀ ਪੈਰਾਮੀਟਰਿਕ ਮੋਡਲਿੰਗ ਕੀਤੀ ਗਈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਫ੍ਯੂਜ਼ ਐਲੀਮੈਂਟ ਰੀਸਿਸਟੈਂਸ ਦਾ ਸਹੀ ਹਿਸਾਬ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਅਤੇ ਪ੍ਰੀ-ਅਰਕਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਸਿਮੁਲੇਸ਼ਨ ਕੀਤੀ ਗਈ।
• ਫ੍ਯੂਜ਼ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦਾ ਢਾਂਚਾ ਚੁਣਨਾ: ਪਾਰੰਪਰਿਕ ਰੌਂਡ ਹੋਲ ਡਿਜਾਇਨ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਅਤੇ ਇੱਕ ਰੈਕਟੈਂਗੁਲਰ ਹੋਲ ਢਾਂਚਾ ਚੁਣਿਆ ਗਿਆ। ਇਹ ਢਾਂਚਾ ਨਾਨ-ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਇਲਾਕਿਆਂ ਵਿੱਚ ਕਰੰਟ-ਕੈਰੀਂਗ ਸ਼ੇਅਰ ਦਾ ਅਤੀਉੱਤਮ ਇੱਕੀਕਰਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਹੀ ਵਾਲਿਊਮ ਵਿੱਚ ਘਟਾ ਰੀਸਿਸਟੈਂਸ ਅਤੇ ਵਧਿਆ ਕਰੰਟ-ਕੈਰੀਂਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਕਰੰਟ-ਕੈਰੀਂਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਅਤੇ ਗਤੀ ਦੇ ਵਿਰੋਧ ਨੂੰ ਸਹੀ ਕਰਦਾ ਹੈ।
• ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਦੀ ਵਧੋਂ: ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਵਿਸਥਾਰ (b), ਹੋਲ ਵਿਸਥਾਰ (c), ਸਪੇਸਿੰਗ (d), ਅਤੇ ਮੋਟਾਪਾ (h) ਜਿਹੜੇ ਮੁੱਖ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਸਹੀ ਹੋਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ, ਮੁਲਤੀ-ਡਾਇਮੈਨਸ਼ਨਲ ਸਿਮੁਲੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਇਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਵਧੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ। ਸਹੀ ਨਿਰਮਾਣ ਯੋਗਿਕਤਾ (ਜਿਵੇਂ ਐਲੀਮੈਂਟ ਦੀ ਟੁਟਣ ਜਾਂ ਵਿਕਾਰ ਦੀ ਰੋਕਥਾਮ) ਦੀ ਲੋੜ ਹੋਣ ਦੀ ਹਾਲਤ ਵਿੱਚ ਸਹੀ ਹੱਲ ਲਈ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਗਈ।
ਵਧੋਂ ਦਾ ਨਤੀਜਾ: ਅਖੀਰਕਾਰੀ ਡਿਜਾਇਨ ਨੇ ਫ੍ਯੂਜ਼ ਐਲੀਮੈਂਟ ਰੀਸਿਸਟੈਂਸ 15.2 μΩ ਅਤੇ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕ੍ਰੋਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਲ ਸਾਈਜ਼ 0.6 mm² ਦੇ ਨਾਲ ਸਹੀ ਹੋਣ ਦੀ ਲੋੜ 40 kA ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ ਦੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ।
III. ਪ੍ਰਗਤੀ ਦੀ ਸਹੀਕਰਣ ਅਤੇ ਟੈਸਟ ਦੇ ਨਤੀਜੇ
3.1 ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵਧੋਂ ਟੈਸਟ
• ਟੈਸਟ ਦੀਆਂ ਹਾਲਤਾਂ: 2000 A AC ਕਰੰਟ ਲਾਗੂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸਥਿਰ ਲਗਾਤਾਰ ਕਾਰਵਾਈ ਲਈ।
• ਟੈਸਟ ਦੇ ਨਤੀਜੇ:
o ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਠੰਡਾ ਰੀਸਿਸਟੈਂਸ 15.0 μΩ ਸਹੀ ਹੋਣ ਦੀ ਲੋੜ ਸਹੀ ਸਿਮੁਲੇਸ਼ਨ ਮੁੱਲ (15.2 μΩ) ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਸਹਿਜ਼ਦਾ ਸਹੀ ਹੋਣ ਦੀ ਲੋੜ, ਮੋਡਲ ਦੀ ਸਹੀਕਤਾ ਦੀ ਸਹੀਕਰਣ ਕੀਤੀ ਗਈ।
o ਮੁੱਖ ਇਲਾਕਿਆਂ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਸਥਾਪਤ ਮਾਨਦੰਡਾਂ ਨਾਲ ਮਿਲਦਾ ਹੈ (ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ, ਲਗਭਗ 85 K, ਟਰਮੀਨਲਾਂ, ਲਗਭਗ 47 K)।
o ਕਰੰਟ-ਕੈਰੀਂਗ ਕੈਪੈਸਿਟੀ 2000 A ਦੀ ਨਿਯਤ ਕਰੰਟ ਦੀ ਸਹੀਕਰਣ ਕੀਤੀ ਗਈ। ਗਣਿਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕੰਟ੍ਰਿਕਸ਼ਨ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ 3300 A/mm² ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਗਈ, ਜੋ ਸਮਾਨ ਦੇਸ਼ੀ ਅਤੇ ਵਿਦੇਸ਼ੀ ਉਤਪਾਦਾਂ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਵਧੀ ਹੈ।
3.2 ਸ਼ੋਰਟ-ਸਰਕਿਟ ਟ੍ਰਿਗਰ ਟੈਸਟ
• ਟੈਸਟ ਦੀਆਂ ਹਾਲਤਾਂ: ਇੱਕ ਸ਼ੋਧਿਤ ਸਰਕਿਟ ਸਥਾਪਤ ਕੀ