A megszakítók típusai és jelentőségük

Az elektromos és elektronikai világban sok esetben fordul elő baleset. Súlyos károkat okozhat az épületekben, irodákban, házakban, iskolákban, iparágakban stb. A megbízható feszültség és áram nem megfelelő, bár biztonsági intézkedéseket hoztak. A megszakítók telepítése után a feszültség és az áram hirtelen emelkedése vezérelhető. Segíteni fog minden balesetben. A megszakítók olyanok, mint az elektromos rendszer szíve. Különböző típusú megszakítók léteznek, ahol ezeket a rendszer besorolásának megfelelően telepítik. A házban különféle megszakítókat használnak, az ipar számára pedig egy másik típusú megszakítókat. Beszéljük meg részletesen a megszakítók különféle típusait és azok fontosságát.

Mi az a megszakító?

Az elektromos megszakító olyan kapcsolóeszköz, amely automatikusan vagy manuálisan működtethető a készülék védelme és vezérlése érdekében elektromos áramellátó rendszer . A modern áramellátó rendszerben a megszakító kialakítása megváltozott a hatalmas áramoktól és az ívtől való működés közbeni működés megakadályozásától függően.

Biztosíték

Az áram, amely a házakba, irodákba, iskolákba, iparokba vagy bármely más helyre érkezik az áramelosztó hálózatokból, nagy áramkört képez. Azokat a vezetékeket, amelyek az egyik végén kialakuló erőműhöz vannak csatlakoztatva, forró vezetéknek, a többi pedig a földdel összekötő vezetékeket másik végnek nevezzük. Amikor az elektromos töltés e két vonal között áramlik, potenciál alakul ki közöttük. A teljes áramkör számára a terhelések (készülékek) csatlakoztatása ellenáll a töltés áramlásának, és a házban vagy az iparágakon belül az egész elektromos rendszer zökkenőmentesen fog működni.

Zökkenőmentesen működnek, amíg a készülékek kellően ellenállóak és nem okoznak túláramot vagy feszültséget. A vezetékek fűtésének oka az, hogy túl sok áram áramlik át az áramkörön, vagy a rövidzárlat vagy a forró vég vezeték hirtelen csatlakoztatása a földelő vezetékhez felmelegíti a vezetékeket, és tüzet okoz. A megszakító megakadályozza az olyan helyzeteket, amelyek egyszerűen megszakítják a fennmaradó áramkört.

A megszakítók típusainak alapvető működése

Nos, tisztában vagyunk azzal, hogy mi a megszakító . Ez a szakasz elmagyarázza a megszakító működési elve .

Villamosmérnökként döntő fontosságú ismerni ennek az eszköznek a működését, nemcsak mérnök, hanem az egész ember számára is ez a terület, ennek tudatában kell lennie. A készülék tartalmaz egy pár elektródát, ahol az egyik statikus, a másik pedig mozgatható. Amikor a két érintkező kapcsolatba lép, az áramkör bezárul, és ha ezek az érintkezők nincsenek együtt, akkor az áramkör zárt állapotba kerül. Ez a művelet a munkavállaló szükségességétől függ, hogy az áramkörnek nyitva vagy ZÁR állapotban kell-e lennie a kezdeti fázisban.

1. feltétel: Tegyük fel, hogy az eszköz az első szakaszban zárva van egy áramkör létrehozása érdekében, ha bármilyen sérülés történik, vagy ha a munkavállaló azt gondolja, hogy NYITNI kell, akkor a logikai jelző stimulálja a kioldó relét, amely mindkét érintkezőt leválasztja azáltal, hogy mozgást biztosít az állandó tekercstől távol eső mozgatható tekercs.

Úgy tűnik, hogy ez a művelet olyan egyszerű és könnyű, de az igazi bonyodalom az, hogy amikor pár érintkezés egymással közel van, akkor néhány érintkezés között óriási ideiglenes potenciálváltozások lesznek, amelyek megkönnyítik a nagy elektronok áttérését a magasról az alacsony potenciálra. Míg ez az ideiglenes rés az érintkezők között dielektromos módon működik, hogy az elektronok az egyik elektródról a másikra mozogjanak.

Ha a potenciálváltozás meghaladja a dielektromos erő erejét, akkor az elektronok elmozdulnak az egyik elektródról a másikra. Ez ionizálja a dielektromos módot, amely az elektródák közötti hatalmas gyulladás kialakulásához vezethet. Ezt a gyújtást annak nevezik ÍV . Még ez a gyújtás is marad néhány mikroszekundumig, képes megsérteni az egész megszakító eszközt, ami károsíthatja az egész berendezést és a házat. Ennek a gyújtásnak a kiküszöbölése érdekében a két elektródát elválasztó dielektromos képességet ki kell elégíteni, mielőtt az áramkör megsérülne.

Íjjelenség

A megszakítók működése során az ívet kell egyértelműen megfigyelni. Így a ívjelenség a megszakítókban a hibás esetek idején történik. Például, amikor az érintkezőkön átáramló áram folyik, mielőtt a védekező megközelítés megtörténne, és elindítja az érintkezéseket.

Abban a pillanatban, amikor az érintkezők NYITOTT állapotban vannak, akkor az érintkezési terület gyorsan csökken, és az óriási SC áram miatt növekszik az áram sűrűsége. Ez a jelenség a hőmérséklet emelkedésére irányul, és ez a hőtermelés elegendő a megszakító közeg ionizálásához. Az ionizált közeg akkor teljesít, amikor a vezető és az ív megmarad az érintkezők között. Az ív minimális ellenállási utat hoz létre az érintkezők számára, és az ív fennállása alatt hatalmas áram áramlik. Ez az állapot károsítja a megszakító működését.

Miért történik Arc?

Az ívmegszakítási megközelítések ismerete előtt értékeljük azokat a paramétereket, amelyek elszámolhatók az ív bekövetkezésével. Ennek okai:

• A kapcsolatok közötti potenciális variáció
• Ionizált részecskék, amelyek az érintkezések között vannak

Ez a potenciálváltozás, amely az érintkezők között van, elegendő egy ív létezéséhez, mivel az érintkező távolsága minimális. Ezenkívül az ionizációs közeg képes megőrizni az ívet.

Ezek a az ív okai generáció.

A megszakítók osztályozása

A nagyfeszültségű megszakítók különféle típusai a következők

• Légkapcsoló
• SF6 megszakító
• Vákuum megszakító
• Olaj megszakító
• Légkapcsoló

A megszakítók típusai

Légkapcsoló

Ez a megszakító a levegőben fog működni, a kioltó közeg ív légköri nyomáson. Sok országban a levegő megszakítót olaj megszakító váltja fel. Az olaj megszakítóról a cikk későbbi részében fogunk megbeszélni. Így az ACB jelentősége továbbra is előnyben részesített megoldás egy 15 kV-os légkapcsoló megszakítójának használata esetén. Ennek oka, hogy az olajvédő megszakító kigyulladhat, ha 15 V-on használják.

Levegő típusú megszakító

A két típusú légkapcsoló megszakító

• Sima levegő megszakító
• Airblast megszakító

Sima levegő megszakító

A sima levegő megszakítóját kereszt-robbanásű megszakítónak is nevezik. Ebben a megszakító egy kamrával van ellátva, amely körülveszi az érintkezőket. Ezt a kamrát ívcsúszásnak nevezik.

Ez az ív arra szolgál, hogy haladjon benne. A levegő megszakító hűtésének elérésében egy íves csúszda segít. A tűzálló anyagból ívcsúcs készül. Az ívcsatorna belső falai úgy vannak kialakítva, hogy az ív nem kényszerül a közelségbe. Be fog hajtani a kanyargós csatornába, amelyet egy íves falra vetítenek.

Az ívcsatornának sok kicsi rekesze és sok osztása van, amelyek fémesen elválasztott lemezek. Itt mindegyik kis rekesz mini ívcsúcsként viselkedik, és a fém elválasztólemez ívfelosztóként viselkedik. Minden ívfeszültség magasabb lesz, mint a rendszerfeszültség, amikor az ív ívek sorozatára oszlik. Csak kisfeszültségű alkalmazásoknál előnyösebb.

Air Blast megszakító

Az Airblast megszakítókat 245 kV, 420 kV és még nagyobb rendszerfeszültségre használják. Az Airblast megszakítók kétféle típusúak:

• Axiális robbanásvédő
• Axiális robbanás csúszó mozgó érintkezővel.

Axiális robbanásvédő

Az axiális robbanó megszakítóban az axiális robbanó megszakító mozgó érintkezője érintkezésbe kerül. A fúvóka nyílása egy megszakító érintkezőjéhez van rögzítve, normál körülmények között zárt állapotban. Hiba történik, ha nagy nyomást vezetnek be a kamrába. A feszültség elegendő a nagynyomású levegő fenntartásához, amikor a fúvóka nyílásán keresztül áramlik.

Air Blast Type

Az Air-Blast áramköri főzőpohár előnyei

• Akkor használják, ahol a kisebb ívenergia miatt gyakori működésre van szükség.
• Tűzveszélyes.
• Kis méretű.
• Kevesebb karbantartást igényel.
• Az ívoltás sokkal gyorsabb
• A megszakító sebessége sokkal nagyobb.
• Az ív időtartama megegyezik az áram minden értékével.

Az Air-Blast megszakító hátrányai

• További karbantartást igényel.
• A levegő viszonylag alacsonyabb ívoltó tulajdonságokkal rendelkezik
• Nagy teljesítményű kompresszort tartalmaz.
• A légcső csomópontjától fennállhat a légnyomás szivárgásának esélye
• Nagy az esély az áram és a feszültség újbóli megszakadásának gyors növekedésére.

A légi megszakító alkalmazása és felhasználása

• Növények, elektromos gépek, transzformátorok, kondenzátorok és generátorok védelmére szolgál
• Légmegszakítót is használnak a villamosenergia-megosztó rendszerben és a GND körülbelül 15Kv
• Alacsony, valamint nagy áramú és feszültségű alkalmazásokban is használják.

SF6 megszakító

Az SF6 megszakítóban az áramvezető érintkezők kén-hexafluorid gázban működnek, SF6 megszakítóként ismertek. Kiváló szigetelő tulajdonság és nagy elektro-negativitás. Meg lehet érteni, hogy a szabad elektronok abszorpciójának nagy affinitása. A negatív ion akkor keletkezik, amikor egy szabad elektron ütközik az SF6 gázmolekulával, amelyet az a gázmolekula elnyel. Az elektronnak az SF6 gázmolekulákkal való kétféle kapcsolódási módja van

SF6 + e = SF6
SF6 + e = SF5- + F

A keletkező negatív ionok sokkal nehezebbek lesznek, mint egy szabad elektron. Ezért, összehasonlítva más gyakori gázokkal, a töltött részecske teljes mobilitása az SF6 gázban sokkal kisebb. A töltött részecskék mobilitása elsősorban felelős az áram gázon keresztül történő vezetéséért. Ennélfogva az SF6 gázban lévő nehezebb és kevésbé mozgékony töltésű részecskéknél nagyon nagy dielektromos szilárdságot nyer. Ez a gáz jó hőátadási tulajdonság az alacsony gáz-viszkozitás miatt. Az SF6 100-szor hatékonyabb az ívoltó közegben, mint a levegő megszakító. Közepes és nagyfeszültségű villamosenergia-rendszerekhez egyaránt használják 33KV-tól 800KV-ig.

SF6 megszakítók

Az SF6 megszakítók típusai

• Egy megszakító SF6 megszakító 220-ig
• Két megszakító SF6 megszakító 400-ig
• Négy SF6 megszakító 715V-ig

Vákuum megszakító

A vákuum megszakító olyan áramkör, amelyben vákuumot használnak az ív kioltására. Dielektromos visszanyerési jellege van, kiváló megszakítással, és megszakíthatja az ív instabilitásából adódó nagyfrekvenciás áramot, amely a vonali frekvenciaáramra kerül.

A VCB működési elvének két érintkezője lesz, az úgynevezett elektródák zárva maradnak normál üzemi körülmények között. Tegyük fel, hogy ha a rendszer bármely részében hiba lép fel, akkor a megszakító kioldótekercse feszültség alá kerül, végül pedig az érintkező elválik.

Vákuum megszakító

Abban a pillanatban, amikor a megszakító kontaktusai vákuumban kinyílnak, azaz 10-7 és 10-5 Torr közötti ív keletkezik az érintkezők között az érintkezők fémgőzének ionizálásával. Itt az ív gyorsan kialszik, ez azért történik, mert az ív során keletkező elektronok, fémes gőzök és ionok gyorsan kondenzálódnak a CB érintkezők felületén, ami a dielektromos szilárdság gyors helyreállítását eredményezi.

Előnyök

• A VCB-k megbízhatóak, kompaktak és hosszú élettartamúak
• Megszakíthatják bármelyik hibaáramot.
• Nem lesz tűzveszély.
• Nincs zaj
• Nagyobb dielektromos szilárdsággal rendelkezik.
• Kevesebb energiát igényel a vezérléshez.

Olaj megszakító

Az ilyen típusú áramkörökben megszakító olajat használnak, de előnyösebb az ásványi olaj. Jobban szigeteli a tulajdonságokat, mint a levegő. A mozgó érintkező és a rögzített érintkező a szigetelőolaj belsejébe merül. Amikor az áram elválasztása megtörténik, akkor a hordozó érintkezők az olajban, a megszakítóban az ív az érintkezők elválasztásának pillanatában inicializálódik, és emiatt az olajban az ív elpárolog és lebomlik hidrogéngázban, és végül egy hidrogénbuborék az ív körül.

Ez az erősen sűrített gázbuborék és az ív megakadályozza az ív újbóli beütését, miután az áram eléri a ciklus nulla kereszteződését. Az OCB a legrégebbi típusú megszakítók.

Különböző típusú megszakítók olajtípusban

• Ömlesztett olaj megszakító
• Minimális olaj megszakító

Ömlesztett olaj megszakító (BOCB)

A BOCB-ben olajat használnak a kioltó közeg ívéhez, valamint a megszakító és az áramot továbbító érintkezők földrészei közötti közegek szigeteléséhez. Ugyanezt a transzformátor szigetelő olajat használják.

A BOCB működési elve szerint ha az olajban lévő áramvezető érintkezők elválnak, akkor az elválasztott érintkezők között ív keletkezik. A létrehozott ív gyorsan növekvő gázbuborékot eredményez az ív körül. A mozgó érintkezők eltávolodnak az ív rögzített érintkezőjétől, és ez azt eredményezi, hogy az ív ellenállása megnő. Itt a megnövekedett ellenállás csökkenti a hőmérsékletet. Ezért a redukált gázalakzatok körülveszik az ívet.

Amikor az áram áthalad a nulla keresztezésen, az ívoltás a BOCB-ben történik. A teljesen légmentes tartályban a gázbuborék az olaj belsejében van. Az olajat nagy nyomás övezi a buborékon, ami erősen sűrített gázt eredményez az ív körül. A nyomás növelésével a gáz ionmentesítése is növekszik, ami ívoltást eredményez. A hidrogéngáz segít az ívoltás hűtésében az olaj megszakítóban.

Előnyök

• Jó hűtési tulajdonság a bomlás miatt
• Az olaj nagy dielektromos szilárdsággal rendelkezik
• Szigetelőként működik a föld és az élő részek között.
• Az itt használt olaj elnyeli az ívenergiát, miközben lebomlik

Hátrányok

• Ez nem teszi lehetővé a nagy sebességű megszakítást
• Ez hosszú ívelt időt vesz igénybe.

Minimális olaj megszakító

Ez egy megszakító, amely az olajat használja megszakító közegként. A minimális olajvédő megszakító a megszakító egységet egy hőszigetelő kamrába helyezi a feszültség alatt. De a megszakító kamrában szigetelőanyag áll rendelkezésre. Kevesebb olajmennyiséget igényel, ezért minimális olajmegszakítónak hívják.

Előnyök

• Kevesebb karbantartást igényel.
• Automatikus és kézi működtetésre egyaránt alkalmas.
• Kisebb helyet igényel
• Az MVA kapacitás-megszakítási költsége is alacsonyabb.

Hátrányok

• Az olaj a karbonizáció miatt romlik.
• Robbanás és tűz keletkezhet
• Mivel kisebb az olajmennyisége, nő a karbonizáció.
• Nagyon nehéz eltávolítani a gázokat az érintkezők közötti térből.

Ezenkívül a megszakítókat különböző típusok alapján osztályozzák, és ezek a következők:

Feszültségosztály alapján

A megszakítók kezdeti kategorizálása az alkalmazandó funkcionális feszültségtől függ. Főként kétféle feszültségalapú megszakító létezik: ezek:

• Nagyfeszültség - 1000 V-nál nagyobb feszültségszinteken kell megvalósítani. Ezeket további 75 kV és 123 kV eszközökre osztják.
• Alacsony feszültség - 1000 V alatti feszültségszinteken kell megvalósítani

A telepítés típusa alapján

Ezek az eszközök a telepítés helyétől függően szintén fel vannak osztva, ami zárt vagy szabadtéri helyeket jelent. Általában ezeket rendkívül magas feszültségszinteken működtetik. A zárt megszakítókat úgy tervezték, hogy az épületen belül vagy az időjárást nem átfogó vegyületekkel alkalmazzák. A döntő eltérés, amely e két típus között van, a csomagolási szerkezetek és vegyületek, míg a belső kialakítás, például a jelenlegi tartó berendezés és a funkcionalitás szinte hasonló.

A külső tervezés típusa alapján

A fizikai konstrukciótól függően a megszakítók ismét kétféle típusúak:

Holt tank típus - Itt a kapcsolóberendezés az edényben helyezkedik el az alappotenciálnál, és ezt az árnyékoló közeg és a megszakítók határolják. Ezeket többnyire az amerikai államokban használják.

Élő tartálytípus - Itt a kapcsolóberendezés az edényben található a maximális potenciálnál, és ezt az árnyékoló közeg és a megszakítók határolják. Ezeket többnyire Európában és az ázsiai államokban használják

A megszakító közeg típusa alapján

Ez a megszakítók döntő kategorizálása. Itt az eszközöket az ívrombolási megközelítés és a megszakító közeg függvényében osztályozzák. Általánosságban elmondható, hogy ezek mind a megszakítók gyártásának döntő paramétereként jelentek meg, és meghatározták a többi konstrukciós tényezőt. Leginkább az olajat és a levegőt használják megszakító közegként. Ezeken kívül kén-hexafluorid és vákuum is működik, mint megszakító közeg. Ez a kettő manapság a leginkább használt.

HVDC megszakítók

Ez egy kapcsolóeszköz, amely akadályozza az áram általános áramlását. Ha bármilyen sérülés következik be, a készülék mechanikai érintkezői között távolságot hoz létre, és így a megszakító NYITVA állapotba kerül. Itt az áramköri megszakítás némileg bonyolult, mivel az áram áramlása csak egyirányú és nem létezik null áram. Ennek az eszköznek a legfontosabb felhasználása az áramkör magas feszültségtartományának akadályozása. Míg a váltakozó áramkör zökkenőmentesen akadályozza az ívet a nulláram mellett, mert az energia elvezetése majdnem nulla. Az érintkezési távolságnak vissza kell állítania a dielektromos képességet, hogy kibírja a feszültség ideiglenes helyreállítási szintjét.

HVDC üzemeltetés

Az egyenáramú megszakító eszközök esetében a kérdés bonyolultabb, mivel a DC hullámnak nem lesz nullárama. A kötelező ívelzáródás óriási tranziens helyreállítási feszültségszintek kialakulásához vezet, ívelzáródás nélkül átalakul, és végső károsodást okoz a mechanikus érintkezőkben. A HVDC készülék gyártása során többnyire három problémát ellenálltak, amelyek a következők:

• Az ív átalakításának akadályozása
• A tárolt energia mértéktelensége
• Mesterséges nulláram létrehozása

Normál megszakítók

Ezek az eszközök alapvetően figyelik az eszköz funkcionalitását. Ezek a szabványos megszakítók egypólusúak és kettőspólusúak.

Egypólusú megszakítók

Ezek az eszközök megtartják a

• Leginkább háztartási alkalmazásokban használják
• Biztosítja az egyfeszültségű vezetéket
• Ezek csaknem 120 V feszültséget juttatnak az áramkörbe
• 15 és 30 amper közötti irányítási képességgel rendelkeznek
• Az egy pólusú megszakítók háromféle változatban kaphatók: teljes méretűek (szélességük 1 hüvelyk), félméretű (fél hüvelyk szélességű) és iker (egy hüvelykes szélességű, két kapcsolóból áll, és párat kezelnek) áramkörök).

Kétpólusú megszakítók

Ezek az eszközök megtartják a

• Ezek csaknem 120V / 240V feszültséget juttatnak az áramkörbe
• 15 és 30 amper közötti irányítási képességgel rendelkeznek
• Leginkább hatalmas alkalmazásokban használják, például fűtőberendezésekben és szárítókban
• Két feszültség alatt álló vezetéket véd

Ebben a cikkben a különféle típusú megszakítókat, azaz a levegő megszakítót, az SF6 megszakítót, a vákuumos megszakítót és az olaj megszakítót rövid részletesen megvitattuk, hogy megértsük a alapkoncepció ezekről a megszakítókról . És felosztásukat is megvitatják az előnyökkel és hátrányokkal együtt. Minden fogalmat nagyon világosan megvitattunk. Ha még nem értett egyik témához sem, úgy érzi, hogy hiányzik bármilyen információ, vagy ha bármilyen villamos projektet kíván megvalósítani a mérnöki hallgatók számára, nyugodtan tegye meg észrevételeit az alábbi szakaszban.