वैक्यूम सर्किट ब्रेकर कैसे काम करते हैं?

वैक्यूमपरिपथ तोड़ने वालेइन्हें अक्सर घर के विद्युत पैनल में ब्रेकर के समान कार्य करने के लिए उच्च वोल्टेज विद्युत प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। वैक्यूम सर्किट ब्रेकर का मुख्य कार्य शॉर्ट सर्किट या विद्युत खराबी के मामले में विद्युत आउटलेट में बिजली काटना है ताकि सर्किट को मैन्युअल रूप से डिस्कनेक्ट किया जा सके ताकि उनकी मरम्मत की जा सके। वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि उनमें खाली स्थान होते हैं।

ब्रेकर मूल बातें

समझ मेंवैक्यूम सर्किट ब्रेकर कैसे काम करते हैं, पहले यह समझना महत्वपूर्ण है कि सामान्य सर्किट ब्रेकर कैसे काम करते हैं। बेसिक सर्किट ब्रेकर दो धातु संपर्कों से बने होते हैं जो एक स्प्रिंग-लोडेड तंत्र द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं जो ट्रिप के रूप में कार्य करता है।

स्प्रिंग-लोडेड ट्रिप मैकेनिज्म में एक मैकेनिकल हीट सेंसर होता है जो विद्युत आउटलेट से गुजरने वाली बिजली के स्तर की निगरानी करता है। जब विद्युत कंडक्टरों पर ओवरलोडिंग के कारण तापमान का स्तर बढ़ता है तो मैकेनिकल हीट सेंसर ब्रेकर से बंद हो जाता है।

शॉर्ट सर्किट की स्थिति में स्प्रिंग लोडेड ट्रिप मैकेनिज्म पर एक चुंबकीय सेंसर ब्रेकर से बाहर हो जाता है। ट्रिप मैकेनिज्म सर्किट में बिजली के प्रवाह को रोकने के लिए संपर्कों को अलग करके ओवरलोड और शॉर्ट सर्किट को नियंत्रित करने में मदद करता है।

VS1-श्रृंखला वैक्यूम सर्किट ब्रेकर

वैक्यूम पावर

जैसा कि नाम से पता चलता है, वैक्यूम सर्किट ब्रेकर में संपर्कों के बीच एक वैक्यूम होता है। निर्वात केवल एक खाली जगह है जिसमें कोई ठोस, तरल या गैस नहीं होती है। वैक्यूम उपलब्ध सर्वोत्तम इंसुलेटरों में से एक है। यह आर्किंग के लिए जगह प्रदान नहीं करता है और बिजली वैक्यूम से नहीं गुजर सकती है। इसलिए, वैक्यूम एक उपयुक्त चाप-बुझाने वाला माध्यम है। कुछ उच्च वोल्टेज ब्रेकर चापों को अलग करने के लिए उच्च दबाव वाली हवा के विस्फोट का उपयोग करते हैं। अन्य में विशेष तेल भरा होता है जो फटने से बचाता है। एयर ब्लास्ट ब्रेकरों का एक बड़ा दोष यह है कि वे अत्यधिक जटिल होते हैं। दूसरी ओर, तेल से भरे ब्रेकर ज्वलनशील होते हैं और तेल लीक होने की स्थिति में अत्यधिक जहरीले होते हैं।

आर्किंग समस्या

परिपथ तोड़ने वालेअक्सर संपर्कों के बीच कुछ माइक्रोसेकंड के लिए टकराव होता है जब वे विद्युत संपर्कों को खींचकर अलग कर देते हैं। सर्किट ब्रेकर का आर्किंग हवा को आयनित कर सकता है और इसे बिजली का संचालन कर सकता है या बिजली को ब्रेकर से आगे जाने के लिए एक मार्ग प्रदान कर सकता है। यह मुख्य कारणों में से एक है कि उच्च वोल्टेज सिस्टम वैक्यूम सर्किट ब्रेकर का उपयोग करते हैं क्योंकि उन्हें ब्रेकर से आगे जाने के लिए बिजली के लिए मार्ग प्रदान करने के लिए आयनित नहीं किया जा सकता है। यद्यपि निर्वातपरिपथ तोड़ने वालेआर्किंग का भी अनुभव होता है, संपर्क एक दूसरे से दूर होने से पहले बिजली ब्रेकर से आगे नहीं जा सकती।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर कार्य सिद्धांत

की तुलना में इसका निर्माण बहुत सरल हैएयर सर्किट ब्रेकरया तेल सर्किट ब्रेकर। वैक्यूम सर्किट ब्रेकर (वीसीबी) में करंट ले जाने वाले संपर्क वैक्यूम में अलग हो जाते हैं। संपर्कों का पृथक्करण और चाप में रुकावट वीसीबी में एक निर्वात कक्ष में होती है, जिसे निर्वात अवरोधक के रूप में जाना जाता है।

वैक्यूम इंटरप्टर का बाहरी आवरण सामान्यतः कांच का बना होता है क्योंकि कांच का आवरण बाहर से ब्रेकर की जांच की सुविधा प्रदान करता है। आमतौर पर स्टेनलेस स्टील से बनी एक स्पटर शील्ड को संपर्कों और लिफाफे के बीच रखा जाता है ताकि धातु के वाष्प को लिफाफे तक पहुंचने से रोका जा सके क्योंकि यह संपर्कों के बीच टूटने की ताकत को कम कर देता है।

स्पटर शील्ड के अंदर, वीसीबी में एक स्थिर और एक गतिशील संपर्क होता है। ऑपरेटिंग वोल्टेज के आधार पर संपर्कों के बीच की दूरी 5 से 10 मिमी के बीच रखी जाती है।

निचले संपर्क को हिलाने के लिए स्टेनलेस स्टील से बने धातुई धौंकनी का उपयोग किया जाता है। कॉपर-बिस्मथ, कॉपर-सीसा और कॉपर-क्रोमियम कुछ मिश्र धातुएं हैं जिनका उपयोग संपर्क सामग्री के रूप में किया जाता है।

ब्रेकर का निचला सिरा स्प्रिंग-संचालित या सोलनॉइड संचालित तंत्र से जुड़ा होता है ताकि वैक्यूम इंटरप्रेटर कक्ष के अंदर धातु की धौंकनी को बंद करने और खोलने के संचालन के दौरान क्रमशः ऊपर और नीचे की ओर ले जाया जा सके।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर के कार्य सिद्धांत को समझने के लिए वीसीबी के आर्क को समझना बहुत आवश्यक है। अन्य मेंपरिपथ तोड़ने वालेसंपर्कों के बीच माध्यम में कणों के आयनीकरण के कारण चाप बनता है। लेकिन एक निर्वात चाप इसकी सतह सामग्री को वाष्पित करके बनता है और अगले वर्तमान शून्य क्षण तक जारी रहता है।

वर्तमान शून्य क्षण पर, चाप बुझ जाता है, और संपर्क धातु वाष्प फिर से संपर्क सतह पर संघनित हो जाता है। वैक्यूम की उच्च ढांकता हुआ ताकत के कारण, वैक्यूम आर्क को बहुत छोटे संपर्क अंतराल के भीतर बुझाया जा सकता है।

धारा को शून्य धारा तत्काल पर बाधित किया जाना चाहिए; अन्यथा, करंट में कटौती के कारण उच्च वोल्टेज क्षणिक प्रेरित होंगे। इसलिए, सफल चाप व्यवधान के लिए, इसे वर्तमान शून्य क्षण से पहले स्थिर होना चाहिए।

चाप की स्थिरता बहुत हद तक संपर्क सामग्री पर निर्भर करती है। इस प्रकार वीसीबी में आर्क विलुप्त होने की प्रक्रिया संपर्कों की सामग्री और आकार और धातु वाष्प को संघनित करने में उपयोग की जाने वाली विधि से संबंधित है। संपर्क सतह को इस प्रकार डिज़ाइन किया गया है कि चाप जड़ चलती रहती है ताकि संपर्क पर एक बिंदु पर तापमान बहुत अधिक मूल्य प्राप्त न कर सके।

अनुप्रयोग

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर, एयर ब्लास्ट ब्रेकर, और तेल से भरे ब्रेकर सभी ट्रांसमिशन लाइनों में असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करते हैं क्योंकि ये विद्युत प्रणालियाँ बहुत बार ट्रिप नहीं होती हैं। इसके अलावा, ट्रांसमिशन लाइन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने पर तीन प्रकार के ब्रेकरों को न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है। हालाँकि, वैक्यूम सर्किट ब्रेकर लाइन स्पाइक्स और सर्जेस को संभालने में अन्य दो प्रकार के ब्रेकरों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं। इसके अलावा, वैक्यूम ब्रेकर उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में बहुत बेहतर प्रदर्शन करते हैं जिनके लिए विद्युत प्रणालियों के लगातार कनेक्शन और डिस्कनेक्ट की आवश्यकता होती है।

परिपथ तोड़ने वालेआवश्यक विद्युत घटक हैं क्योंकि वे विद्युत फिक्स्चर पर तापमान और बिजली वृद्धि के प्रभाव को कम करने में मदद करते हैं।