Sähkö- ja elektroniikkamaailmassa on monia tapauksia, joissa tapahtuu vahinko. Se johtaa vakaviin vaurioihin rakennuksissa, toimistoissa, taloissa, kouluissa, teollisuudessa jne. Luotettava jännite ja virta eivät ole oikein, vaikka turvatoimenpiteitä toteutetaan. Kun katkaisijat on asennettu, se hallitsee jännitteen ja virran äkillistä nousua. Se auttaa kaikista onnettomuuksista. Katkaisijat ovat kuin sähköjärjestelmän sydän. Katkaisijoita on erityyppisiä, jos ne asennetaan järjestelmän luokituksen mukaan. Talossa käytetään erilaisia katkaisijoita, ja teollisuudelle käytetään toisen tyyppisiä katkaisijoita. Keskustelkaamme erityyppisistä katkaisijoista ja niiden tärkeydestä.

Mikä on virrankatkaisin?

Sähkökatkaisija on kytkinlaite, jota voidaan käyttää automaattisesti tai manuaalisesti sähköjärjestelmä . Nykyaikaisessa sähköjärjestelmässä virrankatkaisijan muotoilu on muuttunut valtavien virtojen mukaan ja kaaren estämiseksi käytön aikana.

Katkaisija

Sähkö, joka tulee taloihin tai toimistoihin, kouluihin tai teollisuudenaloihin tai mihin tahansa muuhun paikkaan sähkönjakeluverkosta, muodostaa suuren piirin. Niitä johtoja, jotka on kytketty toiseen päähän muodostuvaan voimalaitokseen, kutsutaan kuumaksi johtimeksi ja muita maata yhdistäviksi linjoiksi, jotka muodostavat toisen pään. Aina kun sähkövaraus virtaa näiden kahden linjan välillä, se kehittää potentiaalia niiden välillä. Koko virtapiiriä varten kuormien (laitteiden) liittäminen tarjoaa vastuksen latausvirralle ja koko talon tai teollisuuden sähköjärjestelmä toimii sujuvasti.

Ne toimivat sujuvasti, kunhan laitteet ovat riittävän kestäviä eivätkä aiheuta ylivirtaa tai jännitettä. Johtimien lämmityksen syyt ovat piirin läpi virtaava liikaa varausta tai kuumapään johdon oikosulku tai äkillinen liitäntä maadoitusjohtoon lämmittäisi johtoja aiheuttaen tulipalon. Katkaisija estää sellaiset tilanteet, jotka yksinkertaisesti katkaisevat jäljellä olevan piirin.

Katkaisijoiden tyyppien perustyö

No, olemme tietoisia siitä, mikä on katkaisija . Nyt tämä osa selittää katkaisijan toimintaperiaate .

Sähköinsinöörinä on ensiarvoisen tärkeää tietää tämän laitteen toiminta, paitsi insinööri, myös koko ihminen on tällä alalla, heidän on oltava tietoisia siitä. Laite sisältää parin elektrodeja, joista toinen on staattinen ja toinen liikkuva. Kun molemmat koskettimet muodostavat kontaktin, piiri sulkeutuu ja kun nämä koskettimet eivät ole yhdessä, piiri siirtyy suljettuun tilaan. Tämä toimenpide riippuu työntekijän tarpeesta, onko piirin oltava alkuvaiheessa AUKI- tai KIINNI-tilassa.

Ehto 1: Oletetaan, että laite on suljettu ensimmäisessä vaiheessa virtapiirin luomiseksi, kun vaurioita tapahtuu tai kun työntekijä ajattelee AUKI, tällöin looginen ilmaisin stimuloi laukaisureleä, joka irrottaa molemmat koskettimet tarjoamalla liikettä liikkuva kela, joka on kaukana jatkuvasta kelasta.

Tämä toimenpide näyttää olevan niin yksinkertainen ja helppo, mutta todellinen monimutkaisuus on se, että kun pari kosketinta on kaukana toistensa välillä, parin koskettimen välillä on valtava väliaikainen potentiaalivaihtelu, joka helpottaa suurten elektronien siirtymistä suuresta pieneen potentiaaliin. Tämä koskettimien välinen väliaikainen rako toimii dielektrisesti, jotta elektronit voivat siirtyä elektrodista toiseen.

Kun potentiaalivaihtelu on enemmän kuin dielektrisen voiman voima, tapahtuu elektronien liike elektrodista toiseen. Tämä ionisoi dielektrisen moodin, joka saattaa johtaa valtavan sytytyksen syntymiseen elektrodien välillä. Tätä sytytystä kutsutaan ARC . Jopa tämä sytytys kestää muutaman mikrosekunnin, sillä on kyky vahingoittaa koko katkaisijalaitetta vahingoittamalla koko laitetta ja koteloa. Tämän sytytyksen eliminoimiseksi dielektrinen kyky, joka erottaa kaksi elektrodia, on sammutettava etukäteen siitä, että piiri vahingoittuu.

“kuinka rakentaa akkulaturi ”

Arc-ilmiö

Katkaisijoiden toiminnan aikana valokaari on se, jota on tarkkailtava selvästi. Joten kaari-ilmiö katkaisimissa tapahtuu viallisten tapausten aikana. Esimerkiksi, kun koskettimien läpi kulkee laaja virta ennen kuin puolustava lähestymistapa tapahtuu ja aloittaa kontaktit.

Hetkellä, jolloin koskettimet ovat AUKI-tilassa, kontaktipinta-ala pienenee nopeasti ja virtatiheys lisääntyy valtavan SC-virran takia. Tämä ilmiö suuntautuu lämpötilan nousuun ja tämä lämmöntuotto riittää ionisoimaan keskeytysväliainetta. Ionisoitu väliaine toimii, kun johdin ja valokaari pysyvät kosketuksissa. Kaari luo pienen vastusreitin koskettimille ja valtavaa virtaa kulkee koko kaaren olemassaolon ajan. Tämä ehto vahingoittaa katkaisijan toimintaa.

Miksi Arc tapahtuu?

Ennen kuin tiedämme kaaren päättymismenetelmiä, meidän on arvioitava parametrit, jotka ovat vastuussa kaaren tapahtumisesta. Syyt ovat:

Kontaktien välinen mahdollinen vaihtelu
Ionisoidut hiukkaset, jotka ovat kontaktien välillä

Tämä kontaktien välinen potentiaalivaihtelu riittää kaaren olemassaoloon, koska koskettimen etäisyys on minimaalinen. Lisäksi ionisaatioväliaineella on kyky säilyttää kaari.

Nämä ovat kaaren syyt sukupolvi.

Katkaisijoiden luokitus

Erilaiset suurjännitekatkaisijat sisältävät seuraavat

Ilmavirtakatkaisin
SF6-katkaisija
Tyhjiökatkaisija
Öljyn katkaisija
Ilmavirtakatkaisin

Katkaisijoiden tyypit

Ilmavirtakatkaisin

Tämä katkaisija toimii ilmassa, jonka sammutusaine on kaari ilmakehän paineessa. Monissa maissa ilmakatkaisija korvataan öljykatkaisimella. Öljyn katkaisijasta keskustelemme myöhemmin artikkelissa. Näin ollen ACB: n merkitys on edelleen edullinen valinta käyttää enintään 15KV: n ilmakatkaisijaa. Tämä johtuu siitä, että öljykatkaisija voi syttyä palamaan, kun sitä käytetään 15 V: n jännitteellä.

Ilmatyyppinen katkaisija

Kahden tyyppiset ilmakatkaisijat ovat

Tavallinen ilmakatkaisija
Airblast-katkaisija

Tavallinen ilmakatkaisija

Tavallinen ilmakatkaisija kutsutaan myös Cross-Blast-katkaisijaksi. Tässä katkaisija on varustettu kammilla, joka ympäröi koskettimia. Tämä kammio tunnetaan kaarevana.

Tämä kaari on tarkoitettu ajamaan siinä. Ilmakatkaisijan jäähdytyksen saavuttamiseksi valokaari auttaa. Tulenkestävästä materiaalista tehdään kaaren kouru. Valokaaren sisäseinät on muotoiltu siten, että valokaarta ei pakoteta läheisyyteen. Se ajaa kaarevaan seinään heijastetulle käämityskanavalle.

Valokaaressa on monia pieniä osastoja ja siinä on monia jakoja, jotka ovat metallisesti erotettuja levyjä. Tässä kukin pienistä osastoista käyttäytyy minikaarikouruna ja metallinen erotuslevy toimii kuin kaarenjakajat. Kaikki kaarijännitteet ovat suurempia kuin järjestelmän jännitteet, kun kaari jakautuu kaarisarjaksi. Se on suositeltavaa vain pienjännitesovelluksissa.

Air Blast -katkaisija

Airblast-katkaisijoita käytetään 245 kV: n, 420 kV: n ja jopa enemmänkin järjestelmän jännitteisiin. Airblast-katkaisijoita on kahta tyyppiä:

Aksiaalinen räjähdyssuoja
Aksiaalinen räjähdys liukuvalla liikkuvalla koskettimella.

Aksiaalinen räjähdyssuoja

Aksiaalisessa räjäytyskatkaisimessa aksiaalisen räjähdyksen katkaisijan liikkuva kosketin on kosketuksessa. Suuttimen aukko on kiinnitetty katkaisijan koskettimeen normaalisti suljetussa tilassa. Vika tapahtuu, kun kammioon syötetään korkea paine. Jännite on riittävä ylläpitämään korkeapaineista ilmaa, kun se virtaa suuttimen aukon läpi.

Ilmapuhallustyyppi

Air-Blast -piirilasin dekantterin edut

Sitä käytetään silloin, kun tarvitaan kaarikäyttöä pienemmän valokaaren takia.
Se on vaaraton tulipalosta.
Pieni koko.
Se vaatii vähemmän huoltoa.
Valokaaren sammutus on paljon nopeampaa
Katkaisijan nopeus on paljon suurempi.
Kaaren kesto on sama kaikille virran arvoille.

Air-Blast-katkaisijan haitat

Se vaatii ylimääräistä huoltoa.
Ilmassa on suhteellisen alhaiset kaaren sammutusominaisuudet
Se sisältää suuren kapasiteetin ilmakompressorin.
Ilmaputken risteyksestä saattaa olla mahdollisuus ilmapaineen vuotamiseen
On mahdollista, että virta ja jännitteen katkaisu nousevat nopeasti.

Ilmakatkaisijan käyttö ja käyttö

Sitä käytetään kasvien, sähkökoneiden, muuntajien, kondensaattoreiden ja generaattoreiden suojaamiseen
Ilmakatkaisijaa käytetään myös sähkönjakojärjestelmässä ja GND noin 15Kv
Käytetään myös matalissa, suurissa virroissa ja jännitesovelluksissa.

SF6-katkaisija

SF6-katkaisimessa virtaa johtavat koskettimet toimivat rikkiheksafluoridikaasussa, joka tunnetaan SF6-katkaisijana. Se on erinomainen eristävä ominaisuus ja korkea sähkönegatiivisuus. Voidaan ymmärtää, että vapaiden elektronien absorboinnin korkea affiniteetti. Negatiivinen ioni muodostuu, kun vapaa elektroni törmää SF6-kaasumolekyyliin, jonka kyseinen kaasumolekyyli absorboi. Kaksi erilaista tapaa kiinnittää elektroni SF6-kaasumolekyyleihin ovat

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

Muodostuvat negatiiviset ionit ovat paljon raskaampia kuin vapaa elektroni. Siksi verrattuna muihin yleisiin kaasuihin varatun hiukkasen kokonaisliikkuvuus SF6-kaasussa on paljon pienempi. Varautuneiden hiukkasten liikkuvuus on pääasiassa vastuussa virran johtamisesta kaasun läpi. Näin ollen raskaammille ja vähemmän liikkuville varatuille hiukkasille SF6-kaasussa se saavuttaa erittäin suuren dielektrisen lujuuden. Tämä kaasu on hyvä lämmönsiirtoominaisuus matalan kaasumaisen viskositeetin takia. SF6 on 100 kertaa tehokkaampi valokaaren sammutusaineissa kuin ilmakatkaisija. Sitä käytetään sekä keski- että suurjänniteverkkojärjestelmässä välillä 33KV - 800KV.

SF6-katkaisijat

Katkaisijoiden tyypit SF6: ssa

Yhden katkaisijan SF6-katkaisija, jota käytetään 220: een saakka
Kaksi SF6-katkaisijaa katkaisijaan 400 saakka
Neljä SF6-katkaisinta 715 V: n jännitteeseen

Tyhjiökatkaisija

Tyhjiökatkaisija on piiri, jossa tyhjiötä käytetään kaaren sammuttamiseen. Sillä on dielektrinen palautumiskyky, erinomainen keskeytys ja se voi keskeyttää suurtaajuisen virran, joka syntyy valokaaren epävakaudesta päällekkäin linjan taajuusvirralla.

VCB: n toimintaperiaatteella on kaksi kosketinta, joita kutsutaan elektrodeiksi, jotka pysyvät suljettuina normaaleissa käyttöolosuhteissa. Oletetaan, että jos jossakin järjestelmän osassa tapahtuu vika, virrankatkaisimen laukaisukäämi saa virran ja lopuksi kosketin erottuu.

Tyhjiökatkaisija

Katkaisijan hetkelliset kontaktit avautuvat tyhjiössä, ts. 10-7 - 10-5 Torr kaaren muodostuu koskettimien välille koskettimien metallihöyryjen ionisaation avulla. Tällöin kaari sammuu nopeasti, tämä tapahtuu, koska kaaren aikana syntyvät elektronit, metallihöyryt ja ionit kondensoituvat nopeasti CB-koskettimien pinnalle, mikä johtaa dielektrisen voiman nopeaan palautumiseen.

Edut

VCB: t ovat luotettavia, pienikokoisia ja pitkäikäisiä
Ne voivat keskeyttää minkä tahansa vikavirran.
Tulipalovaaroja ei ole.
Melua ei kuulu
Sillä on suurempi dielektrinen lujuus.
Se vaatii vähemmän virtaa ohjaukseen.

Öljyn katkaisija

Tämän tyyppisessä piirissä käytetään katkaisijaöljyä, mutta mineraaliöljy on edullinen. Se toimii paremmin eristämällä omaisuutta kuin ilma. Liikkuva kosketin ja kiinteä kosketin upotetaan eristysöljyn sisälle. Kun virta erotetaan, kantajakoskettimet öljyssä, katkaisijan kaari alustetaan koskettimien erotushetkellä, ja öljyssä olevan tämän kaaren takia höyrystyy ja hajoaa vetykaasussa ja lopulta luo vetykuplan kaaren ympäri.

Tämä erittäin tiivistetty kaasukupla ja kaari estävät valokaaren uudelleen iskemisen sen jälkeen, kun virta saavuttaa syklin nolla rajan. OCB on vanhin virrankatkaisija.

Eri tyyppiset johdonsuojakatkaisijat öljytyypissä

Öljyn katkaisija
Pienin öljykatkaisija

Öljyn katkaisija (BOCB)

BOCB: ssä öljyä käytetään sammutusaineen valokaareen ja myös väliaineiden eristämiseen katkaisijan ja virtaa johtavien koskettimien maadoitusosien välillä. Samaa muuntajan eristysöljyä käytetään.

BOCB: n toimintaperiaate kertoo, että kun öljyssä olevat virtauskontaktit erotetaan, erillisten koskettimien välille syntyy kaari. Vakiintunut kaari tuottaa nopeasti kasvavan kaasukuplan kaaren ympärille. Liikkuvat koskettimet siirtyvät pois kaaren kiinteästä koskettimesta, mikä johtaa kaaren vastukseen. Tällöin lisääntynyt vastus aiheuttaa lämpötilan laskun. Siksi pienennetyt kaasumuodostumat ympäröivät kaarta.

Kun virta kulkee nollan ylityksen läpi, kaaren sammutus tapahtuu BOCB: ssä. Täysin ilmatiiviissä astiassa kaasukupla on suljettu öljyn sisään. Öljy ympäröi kuplaa korkealla paineella, mikä johtaa erittäin tiivistettyyn kaasuun kaaren ympäri. Kun paine kasvaa, myös kaasun deionisaatio kasvaa, mikä johtaa kaaren sammuttamiseen. Vetykaasu auttaa jäähdyttämään kaaren sammutusta öljykatkaisimessa.

Edut

Hyvä jäähdytysominaisuus hajoamisen takia
Öljyllä on suuri dielektrinen lujuus
Se toimii eristeenä maan ja jännitteisten osien välillä.
Tässä käytetty öljy absorboi valokaaren hajoamisen aikana

Haitat

Se ei salli suurta keskeytystä
Se vie pitkän valokaaren.

Pienin öljykatkaisija

Se on virrankatkaisija, joka käyttää öljyä keskeytysaineena. Pienin öljykatkaisija sijoittaa keskeytysyksikön eristyskammioon jännitteelle. Mutta eristysmateriaalia on saatavana keskeytyskammiossa. Se vaatii vähemmän öljyä, joten sitä kutsutaan vähimmäisöljykatkaisijaksi.

Edut

Se vaatii vähemmän huoltoa.
Se soveltuu sekä automaattiseen käyttöön että manuaaliseen käyttöön.
Se vaatii pienemmän tilan
MVA: n rikkoutumiskustannukset ovat myös pienemmät.

Haitat

Öljy heikkenee hiiltymisen vuoksi.
On mahdollista räjähdys ja tulipalo
Koska siinä on pienempi määrä öljyä, hiiltyminen lisääntyy.
Koskettimien välisestä tilasta on erittäin vaikea poistaa kaasuja.

Lisäksi katkaisijat luokitellaan eri tyyppien perusteella, ja ne ovat:

Perustuu jänniteluokkaan

Katkaisijoiden alkuperäinen luokittelu riippuu käytettävästä jännitteestä. Katkaisijoita on pääasiassa kahden tyyppisiä jänniteperusteisia, ja nämä ovat:

Korkea jännite - Toteutetaan yli 1000 V: n jännitetasoilla. Nämä on jaettu edelleen 75 kV: n ja 123 kV: n laitteisiin.
Pienjännite - Toteutetaan alle 1000 V: n jännitetasoilla

Perustuu asennustyyppiin

Nämä laitteet on myös jaettu asennuspaikan mukaan, mikä tarkoittaa joko suljettuja tai ulkoilma-paikkoja. Yleensä näitä käytetään erittäin korkeilla jännitteillä. Koteloidut katkaisijat on suunniteltu käytettäviksi rakennuksen sisällä tai sellaisissa, joissa on säänkestäviä yhdisteitä. Keskeinen vaihtelu näiden kahden tyyppien välillä on pakkausrakenteet ja -yhdisteet, kun taas sisäinen rakenne, kuten nykyinen pitolaite ja toiminnallisuus, on melkein samanlainen.

Perustuu ulkoisen suunnittelun tyyppiin

Fyysisestä rakennesuunnittelusta riippuen katkaisijat ovat jälleen kahden tyyppisiä:

Kuolleen säiliön tyyppi - Tässä kytkentälaitteisto sijaitsee aluksessa peruspotentiaalissa, ja sen ympäröivät suojausvälineet ja katkaisijat. Nämä ovat enimmäkseen käytössä Yhdysvaltain osavaltioissa.

Live-säiliötyyppi - Tässä kytkentälaitteisto sijaitsee aluksessa maksimipotentiaalilla, ja sen ympäröivät suojausvälineet ja katkaisijat. Nämä ovat enimmäkseen käytössä Euroopassa ja Aasian valtioissa

Perustuu keskeytysväliaineen tyyppiin

Tämä on keskeinen katkaisijoiden luokittelu. Tässä laitteet luokitellaan kaaren tuhoutumismenetelmän ja keskeytysväliaineen mukaan. Yleensä nämä molemmat näyttivät keskeisiltä parametreilta katkaisijoiden rakentamisessa ja ne hallitsivat muita rakenteellisia tekijöitä. Enimmäkseen öljyä ja ilmaa käytetään keskeytysvälineinä. Näiden lisäksi on myös rikkiheksafluoridia ja tyhjiötä, jotka toimivat keskeytysvälineinä. Nämä kaksi ovat eniten käytössä näinä päivinä.

HVDC-katkaisijat

Se on kytkinlaite, joka estää virran yleisen virtauksen piirissä. Kun tapahtuu vaurioita, se luo etäisyyden laitteen mekaanisten koskettimien välille, joten katkaisija siirtyy AUKI-tilaan. Tässä katkaisu on jonkin verran monimutkaista, koska virran virtaus on vain yksisuuntainen eikä siinä ole nollavirtaa. Tämän laitteen keskeinen käyttö on estää piirin korkeajännitealue. Vaikka vaihtovirtapiiri estää saumattomasti valokaaren nollavirran tilassa, koska energian hajaantuminen on melkein nolla. Kosketusetäisyyden on palautettava dielektrinen kyky kestää jännitteen väliaikainen palautumistaso.

“kuinka testata kondensaattori piirissä ”

HVDC-käyttö

DC-piirikatkaisijoiden tapauksessa ongelma on monimutkaisempi, koska DC-aallolla ei ole nollavirtoja. Ja pakollinen valokaaren tukkeutuminen johtaa valtavien ohimenevien palautumisjännitetasojen kehittymiseen, ja se muuttuu ilman valokaaren esteitä ja aiheuttaa lopullisia vaurioita mekaanisille koskettimille. HVDC-laitteen rakentamisessa on useimmiten kestänyt kolme ongelmaa, jotka ovat:

Kaaren rakenneuudistuksen este
Varastetun energian maltillisuus
Keinotekoisen nollavirran muodostaminen

Vakiovirtakatkaisijat

Nämä laitteet seuraavat ratkaisevasti laitteen toimivuutta. Nämä tavalliset katkaisijat ovat yksi- ja kaksinapaisia.

Yksinapaiset johdonsuojakatkaisijat

Nämä laitteet pitävät sisällään

Käytetään enimmäkseen kotitalouskäyttöön
Suojaa yhden jännitteisen johdon
Nämä toimittavat piiriin lähes 120 V: n jännitteen
Heillä on kyky hallita 15 - 30 ampeeria
Yksinapaisia katkaisijoita on kolmea lajiketta ja ne ovat täysikokoisia (leveys 1 tuumaa), puolikokoisia (joiden leveys on puoli tuumaa) ja kaksinkertaisia (joiden tuuman leveys koostuu kahdesta kytkimestä ja jotka hallitsevat paria piirejä).

Kaksinapaiset johdonsuojakatkaisijat

Nämä laitteet pitävät sisällään

Nämä toimittavat piiriin lähes 120 V / 240 V jännitettä
Heillä on kyky hallita 15 - 30 ampeeria
Käytetään enimmäkseen valtavissa sovelluksissa, kuten lämmittimissä ja kuivausrumpuissa
Suojaa kaksi jännitteistä johtoa

Tässä artikkelissa erityyppisiä virrankatkaisijoita, ts. Ilmakatkaisijaa, SF6-katkaisijaa, tyhjiökatkaisinta ja öljykatkaisinta on käsitelty lyhyesti yksityiskohtaisesti vain ymmärtääkseen näiden katkaisijoiden peruskäsite . Ja heidän alajakoaan keskustellaan myös etujen ja haittojen kanssa. Olemme keskustelleet kaikista käsitteistä hyvin selvästi. Jos et ole ymmärtänyt mitään aiheista, sinusta tuntuu, että mitään tietoa puuttuu, tai jos haluat toteuttaa sähköprojekteja insinööriopiskelijoille, voit kommentoida alla olevassa osassa.