Elektros ir elektronikos pasaulyje yra daug atvejų, kai įvyksta nesėkmė. Tai sukels didelę žalą pastatams, biurams, namams, mokykloms, pramonei ir kt. Patikima įtampa ir srovė nėra teisingi, nors ir imamasi saugos priemonių. Sumontavus automatinius jungiklius, jis valdys staigų įtampos ir srovės padidėjimą. Tai padės nuo bet kokios avarijos. Automatiniai jungikliai yra tarsi elektros sistemos širdis. Yra skirtingi automatinių jungiklių tipai, kai jie yra sumontuoti atsižvelgiant į sistemos įvertinimą. Namuose naudojami įvairių rūšių automatiniai jungikliai, o pramonės šakoms - kitos rūšies automatiniai jungikliai. Išsamiai aptarkime skirtingus automatinių jungiklių tipus ir jų svarbą.
Kas yra automatinis jungiklis?
Elektrinis jungiklis yra perjungimo įtaisas, kurį galima valdyti automatiškai arba rankiniu būdu, siekiant apsaugoti ir valdyti elektros energijos sistema . Šiuolaikinėje maitinimo sistemoje automatinio jungiklio konstrukcija pasikeitė priklausomai nuo didžiulių srovių ir veikiant, kad būtų išvengta lanko.
Grandinės pertraukiklis
Iš namų skirstomųjų tinklų į namus ar biurus, mokyklas ar pramonės įmones ar kitas vietas patenkanti elektra sudaro didelę grandinę. Tos linijos, kurios yra sujungtos su elektrine, formuojančia viename gale, vadinamos karšta viela, o kitos linijos, jungiančios su žeme, sudaro kitą galą. Kai elektros krūvis teka tarp šių dviejų linijų, tarp jų atsiranda potencialas. Visai grandinei krovinių (prietaisų) prijungimas yra atsparus įkrovos srautui, o visa elektros sistema namo ar pramonės šakų viduje veiks sklandžiai.
Jie veikia sklandžiai tol, kol prietaisai yra pakankamai atsparūs ir nesukelia jokios srovės ar įtampos. Laidų kaitinimo priežastys yra per didelis krūvio tekėjimas per grandinę arba trumpasis jungimas arba staigus karšto galo laido prijungimas prie įžeminimo laido kaitintų laidus ir sukeltų gaisrą. Automatinis jungiklis išvengs tokių situacijų, kurios paprasčiausiai nutraukia likusią grandinę.
Pagrindiniai automatinių jungiklių tipų darbai
Na, mes žinome, kas yra automatinis jungiklis . Dabar šiame skyriuje paaiškinta toliau automatinio jungiklio veikimo principas .
Kaip elektros inžinierius, labai svarbu žinoti, kaip veikia šis įrenginys, ne tik inžinierius, bet ir visi žmonės yra šioje srityje, jie turi tai žinoti. Prietaisą sudaro pora elektrodų, kai vienas yra statiškas, o kitas - judamas. Kai du kontaktai užmezga kontaktą, grandinė uždaroma, o kai šie kontaktai nėra kartu, grandinė pereina į uždarą būseną. Ši operacija priklauso nuo darbuotojo būtinybės, ar pradiniame etape grandinė turi būti ATIDARYTA ar UŽDARYTA.
1 sąlyga: Tarkime, kad prietaisas yra uždarytas pirmajame etape, kad būtų sukurta grandinė, kai įvyksta kokių nors pažeidimų arba kai darbuotojas galvoja ATIDARYTI, tada loginis indikatorius stimuliuoja išjungimo relę, kuri atjungia abu kontaktus, suteikdama judesį kilnojamoji ritė, esanti toliausiai prie nuolatinės ritės.
Atrodo, kad ši operacija yra tokia paprasta ir lengva, tačiau tikroji komplikacija yra ta, kad kai pora kontaktų yra toli kartu, tada tarp poros kontaktų gali atsirasti didžiulis laikinas potencialo pokytis, kuris palengvina didelių elektronų perėjimą iš didelio į mažą potencialą. Kadangi šis laikinas tarpas tarp kontaktų veikia dielektriku, kad elektronai judėtų iš vieno į kitą.
Kai potencialų kitimas yra didesnis nei dielektrinės jėgos jėga, tada elektronai judės nuo vieno elektrodo prie kito. Tai jonizuoja dielektrinį režimą, kuris gali nukreipti didžiulį uždegimą tarp elektrodų. Šis uždegimas yra vadinamas ARC . Net šis uždegimas išlieka kelias mikrosekundes, jis sugeba sugadinti visą pertraukiklio įtaisą ir sugadinti visą įrangą bei korpusą. Norint pašalinti šį užsidegimą, prieš sugedus grandinei, reikia išnykti dielektrinis gebėjimas, skiriantis du elektrodus.
Lanko reiškinys
Veikiant automatams, lankas yra tas, kurį reikia aiškiai stebėti. Taigi lanko reiškinys automatiniuose jungikliuose vyksta ydingų atvejų metu. Pavyzdžiui, kai prieš pradedant gynybinį metodą ir pradedant kontaktus, kontaktuose yra didelis srovės srautas.
Tuo momentu, kai kontaktai yra ATIDARYTI, kontaktų plotas greitai sumažėja ir dėl didžiulės SC srovės padidėja srovės tankis. Šis reiškinys nukreiptas į temperatūros kilimą ir šios šilumos generavimo pakanka jonizuojančiai pertraukimo terpei. Jonizuota terpė veikia, kai laidininkas ir lankas laikosi tarp kontaktų. Lankas sukuria minimalų kontaktų pasipriešinimo kelią ir visą lanko laiką bus didžiulės srovės srautas. Ši sąlyga pažeidžia automatinio jungiklio veikimą.
Kodėl įvyksta lankas?
Prieš žinodami lanko nutraukimo būdus, įvertinkime parametrus, kurie yra atsakingi už lanko įvykį. Priežastys yra šios:
- Potencialus kontaktų skirtumas
- Jonizuotos dalelės, esančios tarp kontaktų
Šio potencialo varianto, esančio tarp kontaktų, pakanka lankui egzistuoti, nes kontakto atstumas yra minimalus. Be to, jonizacijos terpė turi galimybę išsaugoti lanką.
Tai yra lanko priežastys karta.
Grandinių pertraukiklių klasifikacija
Įvairių tipų aukštos įtampos automatinių jungiklių tipai yra šie
- Oro grandinės pertraukiklis
- SF6 grandinės pertraukiklis
- Vakuuminis jungiklis
- Alyvos grandinės pertraukiklis
- Oro grandinės pertraukiklis
Grandinių pertraukiklių tipai
Oro grandinės pertraukiklis
Šis automatinis jungiklis veiks ore, kurio gesinimo terpė yra lankas, esant atmosferos slėgiui. Daugelyje šalių oro grandinės pertraukiklį keičia alyvos pertraukiklis. Apie alyvos pertraukiklį aptarsime vėliau straipsnyje. Taigi ACB svarba vis dar yra tinkamiausias pasirinkimas naudoti oro grandinės pertraukiklį iki 15KV. Taip yra dėl to, kad tepalo grandinės pertraukiklis gali užsidegti, kai naudojamas esant 15 V įtampai.
Oro tipo automatinis jungiklis
Dviejų tipų oro automatiniai jungikliai yra
- Paprasto oro grandinės pertraukiklis
- „Airblast“ grandinės pertraukiklis
Paprasto oro grandinės pertraukiklis
Paprasto oro grandinės pertraukiklis dar vadinamas „Cross-Blast“ grandinės pertraukikliu. Tuo automatiniame jungiklyje yra kamera, kuri supa kontaktus. Ši kamera yra žinoma kaip lanko latakas.
Šis lankas sukurtas juo važiuoti. Norint aušinti oro grandinės pertraukiklį, padės lanko latakas. Iš ugniai atsparios medžiagos padaroma lankinė lataka. Lankinio latako vidinės sienos yra suformuotos taip, kad lankas nebūtų priverstas artėti. Jis važiuos į apvijos kanalą, suprojektuotą ant lankinės latako sienos.
Lanko latakas turės daug mažų skyrių ir turi daug pertvarų, kurios yra metalinės atskirtos plokštės. Čia kiekvienas mažas skyrius elgiasi kaip mini lanko latakas, o metalinė atskyrimo plokštė veikia kaip lanko skirstytuvai. Kai lankas bus padalytas į lankų seriją, visos lanko įtampos bus didesnės už sistemos įtampą. Tai geriau tik žemos įtampos programoms.
„Air Blast“ grandinės pertraukiklis
„Airblast“ jungikliai naudojami esant 245 kV, 420 kV ir dar didesnei sistemos įtampai. „Airblast“ jungikliai yra dviejų tipų:
- Ašinis sprogimo pertraukiklis
- Ašinis sprogimas su slenkančiu judančiu kontaktu.
Ašinis sprogimo pertraukiklis
Ašinio sprogiklio pertraukiklyje judės ašinio sprogiklio pertraukiklis. Purkštuko anga yra pritvirtinta prie pertraukiklio kontakto, esant įprastai uždarytai būsenai. Gedimas įvyksta į kamerą įvedus aukštą slėgį. Įtampa yra pakankama palaikyti aukšto slėgio orą, kai jis teka per purkštuko angą.
„Air-Blast“ grandinės stiklinės privalumai
- Jis naudojamas ten, kur reikia dažnai veikti dėl mažesnės lanko energijos.
- Jame nėra gaisro pavojaus.
- Mažo dydžio.
- Tai reikalauja mažiau priežiūros.
- Lanko gesinimas yra daug greitesnis
- Grandinės pertraukiklio greitis yra daug didesnis.
- Lanko trukmė yra vienoda visoms srovės reikšmėms.
„Air-Blast Circuit Breaker“ trūkumai
- Tai reikalauja papildomos priežiūros.
- Oras turi palyginti mažesnes lanko gesinimo savybes
- Jame yra didelės talpos oro kompresorius.
- Iš oro vamzdžių sandūros gali būti oro slėgio nuotėkio tikimybė
- Yra tikimybė, kad greitai padidės srovės ir įtampos kapojimas.
Oro jungiklio taikymas ir naudojimas
- Jis naudojamas augalų, elektrinių mašinų, transformatorių, kondensatorių ir generatorių apsaugai
- Oro jungiklis taip pat naudojamas elektros energijos dalijimosi sistemoje ir GND apie 15Kv
- Taip pat naudojamas žemos, taip pat didelės srovės ir įtampos programoms.
SF6 grandinės pertraukiklis
SF6 jungiklyje srovę nešantys kontaktai veikia sieros heksafluorido dujose, vadinamuose SF6 jungikliu. Tai puiki izoliacinė savybė ir didelis elektros neigiamas poveikis. Galima suprasti, kad didelis laisvųjų elektronų absorbavimo afinitetas. Neigiamas jonas susidaro laisvam elektronui susidūrus su SF6 dujų molekule, kurią absorbuoja ta dujų molekulė. Du skirtingi elektrono prijungimo su SF6 dujų molekulėmis būdai yra
SF6 + e = SF6
SF6 + e = SF5- + F
Susidarę neigiami jonai bus daug sunkesni už laisvąjį elektroną. Todėl, palyginti su kitomis įprastomis dujomis, bendras įkrautos dalelės judrumas SF6 dujose yra daug mažesnis. Įkrautų dalelių judrumas daugiausia lemia srovės praleidimą per dujas. Vadinasi, sunkesnėms ir mažiau judrioms dalelėms SF6 dujose jis įgauna labai didelę dielektrinę jėgą. Ši dujos turi gerą šilumos perdavimo savybę dėl mažo dujinio klampumo. SF6 yra 100 kartų efektyvesnis lanko gesinimo terpėse nei oro grandinės pertraukiklis. Jis naudojamas tiek vidutinės, tiek aukštos įtampos elektros energijos sistemoms nuo 33KV iki 800KV.
SF6 grandinės pertraukikliai
Grandinių pertraukiklių tipai SF6
- Vieno pertraukiklio SF6 automatinis jungiklis, įjungtas iki 220
- Du pertraukikliai SF6 automatinis jungiklis įjungtas iki 400
- Keturi SF6 grandinės pertraukikliai įjungiami iki 715V
Vakuuminis jungiklis
Vakuuminis jungiklis yra grandinė, kurioje vakuumas naudojamas lankui užgesinti. Jis turi dielektrinį atkūrimo pobūdį, puikų pertraukimą ir gali nutraukti aukšto dažnio srovę, atsirandančią dėl lanko nestabilumo, uždedamo ant linijos dažnio srovės.
VCB veikimo principas turės du kontaktus, vadinamus elektrodais, normaliomis darbo sąlygomis liks uždaryti. Tarkime, kai bet kurioje sistemos dalyje įvyksta gedimas, grandinės pertraukiklio įjungimo ritė įsijungia ir galiausiai kontaktas atsiskiria.
Tuo momentu, kai pertraukiklio kontaktai atidaromi vakuume, t. Y. Nuo kontaktų metalizuojant garus, tarp kontaktų susidaro lankas. Čia lankas greitai užgęsta, taip nutinka todėl, kad lanko metu susidarę elektronai, metaliniai garai ir jonai greitai kondensuojasi ant CB kontaktų paviršiaus, todėl greitai atsigauna dielektrinė jėga.
Privalumai
- VCB yra patikimi, kompaktiški ir ilgaamžiai
- Jie gali nutraukti bet kokią gedimo srovę.
- Gaisro pavojaus nebus.
- Nėra triukšmo
- Jis turi didesnę dielektrinę jėgą.
- Valdymui reikia mažiau energijos.
Alyvos grandinės pertraukiklis
Šio tipo grandinėse naudojama pertraukiklių alyva, tačiau geriau naudoti mineralinę alyvą. Tai geriau izoliuoja turtą nei oras. Judantis kontaktas ir fiksuotas kontaktas panardinami į izoliacinės alyvos vidų. Kai vyksta srovės atskyrimas, tada nešiklio kontaktai alyvoje, lankas grandinės pertraukiklyje inicijuojamas kontaktų atskyrimo momentu, todėl dėl šio lanko alyvoje garuojamos ir skaidomos vandenilio dujos ir galiausiai sukuriamas vandenilio burbulas aplink lanką.
Šis labai suspaustas dujų burbulas aplink ir lankas neleidžia pakartotinai užfiksuoti lanko, kai srovė pasiekia nulinę ciklo sankirtą. OCB yra seniausias automatinių jungiklių tipas.
Skirtingi automatinių jungiklių tipai alyvos tipo
- Tūrinis alyvos jungiklis
- Mažiausias alyvos grandinės pertraukiklis
Tūrinis naftos grandinės pertraukiklis (BOCB)
BOCB alyva naudojama lankui užgesinti, taip pat izoliuojant terpę tarp grandinės pertraukiklio įžeminimo dalių ir srovę nešančių kontaktų. Naudojama ta pati transformatoriaus izoliacinė alyva.
BOCB veikimo principas sako, kad kai alyvoje yra srovę nešantys kontaktai, tada tarp atskirtų kontaktų susidaro lankas. Dėl nustatyto lanko aplink lanką susidarys greitai augantis dujų burbulas. Judantys kontaktai nutolsta nuo fiksuoto lanko kontakto, todėl padidėja lanko pasipriešinimas. Čia padidėjęs atsparumas sumažins temperatūrą. Taigi lanką supa sumažintos dujų formacijos.
Kai srovė praeina per nulį kertančią lanką, užgesinamas BOCB. Visiškai hermetiškame inde dujų burbulas uždarytas alyvos viduje. Alyva supus dideliu slėgiu ant burbulo, todėl aplink lanką susidaro labai suspaustos dujos. Padidinus slėgį, padidėja ir dujų dejonizavimas, dėl kurio užgęsta lankas. Vandenilio dujos padės aušinti lanko gesinimą alyvos pertraukiklyje.
Privalumai
- Gera aušinimo savybė dėl skilimo
- Aliejus pasižymi dideliu dielektriniu stiprumu
- Jis veikia kaip izoliatorius tarp žemės ir veikiančių dalių.
- Čia naudojama alyva sugers lanko energiją irdama
Trūkumai
- Tai neleis dideliu greičiu pertraukti
- Tai užima daug laiko.
Minimalus alyvos grandinės pertraukiklis
Tai yra automatinis jungiklis, kuris naudoja alyvą kaip pertraukiančią terpę. Mažiausias alyvos grandinės pertraukiklis įjungia pertraukimo įtaisą į izoliacinę kamerą, kurioje yra įtampa. Bet pertraukiamojoje kameroje yra izoliacinės medžiagos. Tam reikia mažiau alyvos, todėl jis vadinamas minimaliu automatiniu jungikliu.
Privalumai
- Tai reikalauja mažiau priežiūros.
- Tai tinka tiek automatiniam valdymui, tiek rankiniam valdymui.
- Tam reikia mažesnės vietos
- MVA nutraukimo pajėgumų kaina taip pat yra mažesnė.
Trūkumai
- Nafta blogėja dėl karbonizacijos.
- Yra sprogimo ir gaisro tikimybė
- Kadangi jame yra mažesnis naftos kiekis, didėja karbonizacija.
- Labai sunku pašalinti dujas iš vietos tarp kontaktų.
Be to, automatiniai jungikliai yra klasifikuojami pagal skirtingus tipus:
Pagal įtampos klasę
Pradinis automatinių jungiklių skirstymas priklauso nuo funkcinės įtampos, kuri bus naudojama. Yra daugiausia dviejų tipų įtampa pagrįstų automatinių jungiklių tipai:
- Aukšta įtampa - turi būti įgyvendinta esant didesnei nei 1000 V įtampai. Jie dar skirstomi į 75 kV ir 123 kV įtaisus.
- Žemoji įtampa - turi būti įgyvendinta esant žemesnei nei 1000 V įtampos lygiui
Pagal diegimo tipą
Šie įrenginiai taip pat skirstomi atsižvelgiant į montavimo vietą, kuri reiškia uždaras arba atviras vietas. Paprastai jie veikia esant labai aukštai įtampai. Uždari automatiniai jungikliai suprojektuoti taip, kad juos būtų galima naudoti pastate arba tuose, kurie neturi oro sąlygų. Esminis šių dviejų rūšių skirtumas yra pakavimo konstrukcijos ir junginiai, o vidinis dizainas, pvz., Dabartinė laikymo įranga ir funkcionalumas, yra beveik panašūs.
Remiantis išorinio dizaino tipu
Priklausomai nuo fizinės konstrukcijos, grandinės pertraukikliai vėl yra dviejų tipų:
Negyvo bako tipas - Čia perjungimo įranga yra inde, esant baziniam potencialui, ir ją uždaro ekranavimo terpė ir pertraukikliai. Jie dažniausiai naudojami JAV valstijose.
Tiesioginio rezervuaro tipas - Čia perjungimo įranga yra laive esant maksimaliam potencialui ir ją uždaro ekranavimo terpė ir pertraukikliai. Jie dažniausiai naudojami Europoje ir Azijos valstybėse
Remiantis pertraukiančios terpės tipu
Tai yra esminis automatinių jungiklių skirstymas į kategorijas. Čia prietaisai klasifikuojami priklausomai nuo lanko sunaikinimo požiūrio ir nuo pertraukimo terpės. Apskritai, abu jie pasirodė kaip esminiai parametrai gaminant automatinius jungiklius, ir jie valdė kitus konstrukcijos veiksnius. Dažniausiai kaip pertraukimo terpės naudojama nafta ir oras. Be jų, taip pat yra sieros heksafluoridas ir vakuumas, veikiantys kaip pertraukimo terpės. Šios dvi yra labiausiai naudojamos šiais laikais.
HVDC automatiniai jungikliai
Tai yra perjungimo įtaisas, trukdantis bendram srovės srautui grandinėje. Kai įvyksta kokių nors pažeidimų, tarp mechaninių kontaktų įrenginyje atsiranda atstumas, todėl automatinis jungiklis pereina į ATIDARYTA būseną. Čia grandinės pertraukimas yra šiek tiek komplikuotas, nes srovės srautas yra tik vienakryptis ir neegzistuoja nulinės srovės. Esminis šio prietaiso naudojimas yra trukdyti aukštos įtampos nuolatinės srovės diapazonui grandinėje. Nors kintamosios srovės grandinė sklandžiai trukdo lankui esant nulinei srovei, nes energijos išsklaidymas yra beveik nulis. Kontaktinis atstumas turi atgauti dielektrinį sugebėjimą ištverti laikiną įtampos atstatymo lygį.
HVDC veikimas
Nuolatinės srovės grandinių pertraukimo įtaisų atveju problema yra sudėtingesnė, nes nuolatinės srovės bangos nulinės srovės nebus. Privalomas lanko obstrukcija lemia didžiulį trumpalaikį atstatomosios įtampos lygį ir pertvarko neturėdamas lanko kliūčių ir galutinai pažeidžia mechaninius kontaktus. Kuriant HVDC įrenginį, dažniausiai vienas atlaikė tris problemas:
- Lanko pertvarkymo kliūtis
- Sukauptos energijos nesaikingumas
- Dirbtinės nulinės srovės generavimas
Standartiniai automatiniai jungikliai
Šie prietaisai iš esmės stebi prietaiso funkcionalumą. Šie standartiniai automatiniai jungikliai yra vienpoliai ir dvigubi.
Vienpoliai automatiniai jungikliai
Šie įrenginiai turi
- Dažniausiai naudojamas buityje
- Apsaugo vieną įtampos laidą
- Jie tiekia beveik 120 V įtampą į grandinę
- Jie turi galimybę valdyti nuo 15 iki 30 amperų
- Vieno poliaus pertraukikliai yra trijų rūšių ir yra pilno dydžio (1 colio pločio), pusės dydžio (pusės colio pločio) ir dviviečiai (vieno colio pločio, susidedantys iš dviejų jungiklių ir valdantys porą) grandinių).
Dvipoliai automatiniai jungikliai
Šie įrenginiai turi
- Jie tiekia beveik 120 V / 240 V įtampą į grandinę
- Jie turi galimybę valdyti nuo 15 iki 30 amperų
- Dažniausiai naudojamas didžiulėse reikmėse, tokiose kaip šildytuvai ir džiovyklos
- Apsaugo du įtampos laidus
Šiame straipsnyje trumpai aptarti skirtingų tipų automatiniai jungikliai, t. Y. Oro grandinės pertraukiklis, SF6 jungiklis, vakuuminis jungiklis ir tepalo jungiklis. pagrindinė šių automatinių jungiklių koncepcija . Taip pat aptariamas jų padalijimas kartu su privalumais ir trūkumais. Mes labai aiškiai aptarėme kiekvieną koncepciją. Jei nesupratote nė vienos iš temų, manote, kad trūksta jokios informacijos, arba jei norite įgyvendinti bet kokius inžinerijos studentų elektros projektus, nedvejodami pakomentuokite toliau pateiktame skyriuje.
