I den elektriske og elektroniske verdenen er det mange tilfeller der uhell finner sted. Det vil føre til alvorlige skader på bygninger, kontorer, hus, skoler, næringer osv. Stoler på spenning og strøm er ikke riktig, selv om sikkerhetstiltak er tatt. Når strømbrytere er installert, vil den kontrollere den plutselige økningen i spenning og strøm. Det vil hjelpe fra enhver ulykke. Strømbrytere er som hjertet i det elektriske systemet. Det finnes forskjellige typer strømbrytere der disse er installert i henhold til klassifiseringen av systemet. I huset brukes forskjellige typer strømbrytere, og for industrier brukes en annen type strømbryter. La oss diskutere de forskjellige typene strømbrytere og deres betydning i detalj.

Hva er en effektbryter?

En elektrisk strømbryter er en bryterenhet som kan betjenes automatisk eller manuelt for å beskytte og kontrollere elektrisk kraftsystem . I det moderne kraftsystemet har designen til strømbryteren endret seg avhengig av de store strømmer og for å forhindre lysbuen mens den er i drift.

Strømbryter

Elektrisiteten som kommer til husene eller kontorene, skolene eller industrien eller andre steder fra strømfordelingsnettene, danner en stor krets. De ledningene som er koblet til kraftverket som danner i den ene enden, kalles varm ledning og de andre ledningene som forbinder til bakken og danner en annen ende. Hver gang den elektriske ladningen strømmer mellom disse to linjene, utvikler den potensialet mellom dem. For hele kretsen gir tilkobling av laster (apparater) motstand mot strømmen, og hele det elektriske systemet i huset eller industrien vil fungere greit.

De fungerer greit så lenge apparatene er tilstrekkelig motstandsdyktige og ikke forårsaker overstrøm eller spenning. Årsakene til oppvarming av ledningene er for mye ladning som strømmer gjennom kretsen eller kortslutning eller plutselig tilkobling av varmeledningen til jordledningen vil varme opp ledningene og forårsake brann. Strømbryteren vil forhindre slike situasjoner som bare kutter av den gjenværende kretsen.

Grunnleggende bearbeiding av typer effektbrytere

Vel, vi er klar over hva som er en strømbryter . Denne delen forklarer nå arbeidsprinsipp for strømbryteren .

Som elektroingeniør er det avgjørende å kjenne til bruken av denne enheten, ikke bare ingeniører, men for hele folket er dette området, de må være klar over dette. Enheten inkluderer et par elektroder der den ene er statisk og den andre er bevegelig. Når de to kontaktene lager kontakt, blir kretsen lukket, og når disse kontaktene ikke er sammen, beveger kretsen seg i lukket tilstand. Denne operasjonen er avhengig av arbeidstakerens nødvendighet om kretsen må være i ÅPEN eller STENG tilstand i den innledende fasen.

Tilstand 1: Anta at enheten er lukket på første trinn for å skape en krets, når det oppstår skader eller når arbeideren tenker å ÅPNE, så stimulerer den logiske indikatoren turreléet som kobler fra begge kontaktene ved å gi bevegelse til den bevegelige spolen som er langt fra den konstante spolen.

Denne operasjonen ser ut til å være så enkel og enkel, men den virkelige komplikasjonen er at når et par kontakter er langt sammen, vil det være enorm midlertidig potensiell variasjon mellom et par kontakter som muliggjør stor elektronovergang fra høyt til lavt potensial. Mens dette midlertidige gapet mellom kontaktene driver ad-dielektrikum for elektronene å bevege seg fra en til en annen elektrode.

Når den potensielle variasjonen er mer enn kraften av dielektrisk styrke, vil det være en bevegelse av elektroner fra en elektrode til en annen. Dette ioniserer den dielektriske modusen som kan lede til dannelsen av enorm tenning mellom elektrodene. Denne tenningen betegnes som en BUE . Selv denne tenningen holder seg i noen mikrosekunder, den har muligheten til å skade hele bryterenheten og forårsake skade på hele utstyret og huset. For å eliminere denne tenningen, må den dielektriske evnen som skiller de to elektrodene slukkes på forhånd for at kretsen skal bli skadet.

“hva brukes en buefeilbryter til ”

Arc Phenomenon

Under driften av strømbrytere er buen den som må observeres tydelig. Så lysbue fenomen i effektbrytere finner sted på tidspunktet for feilsaker. For eksempel når det er en omfattende strøm av strøm over kontaktene før den defensive tilnærmingen finner sted og starter kontaktene.

Øyeblikket når kontaktene er i ÅPEN tilstand, blir kontaktområdet raskt redusert og det skjer økning i strømtettheten på grunn av den enorme SC-strømmen. Dette fenomenet leder til temperaturstigningen, og denne generasjonen av varme er nok til ioniserende avbruddsmedium. Det ioniserte mediet fungerer når leder og lysbue holdes opp mellom kontaktene. Buen skaper en minimal motstandsvei for kontaktene, og det vil være en strøm av enorm strøm gjennom hele tiden buen eksisterer. Denne tilstanden skader strømbryteren.

Hvorfor Arc skjer?

Før vi kjenner til buetermineringsmetoder, la oss evaluere parametrene som er ansvarlige for at buen skjer. Årsakene er:

Den potensielle variasjonen som eksisterer mellom kontakter
Ioniserte partikler som er mellom kontaktene

Denne potensielle variasjonen som er mellom kontaktene er nok for eksistensen av en bue, da kontaktavstanden er minimal. I tillegg har ioniseringsmediet muligheten til å bevare lysbuen.

Dette er grunner til buen generasjon.

Klassifisering av effektbrytere

De forskjellige typene høyspenningsbrytere inkluderer følgende

Luftstrømbryter
SF6 effektbryter
Vakuumbryter
Oljevernbryter
Luftstrømbryter

Typer av effektbrytere

Luftstrømbryter

Denne strømbryteren vil fungere i luften, og slokkemiddelet er en lysbue ved atmosfærisk trykk. I mange land erstattes luftstrømbryteren med en oljevernbryter. Om oljevernbryteren vil vi diskutere senere i artikkelen. Dermed er betydningen av ACB fortsatt et foretrukket valg å bruke en luftstrømsbryter opp til 15KV. Dette er fordi oljevernbryteren kan ta fyr når den brukes ved 15V.

Luftbryter

De to typene luftbrytere er

Vanlig luftbryter
Airblast effektbryter

Vanlig luftbryter

En vanlig luftbryter kalles også en kryssbryter. I dette er strømbryteren utstyrt med et kammer som omgir kontaktene. Dette kammeret er kjent som buesjakten.

Denne buen er laget for å kjøre i den. For å oppnå kjøling av luftbryteren, vil en buesjakt hjelpe. Fra det ildfaste materialet lages en lysbue. De indre veggene i buesjakten er formet på en slik måte at buen ikke blir tvunget til nærhet. Den vil kjøre inn i den svingete kanalen som er projisert på en buesjaktvegg.

Buesjakten vil ha mange små rom og har mange inndelinger som er separate metallplater. Her oppfører hver av de små rommene seg som en mini-buesjakt, og den metalliske separasjonsplaten fungerer som lysbueskillere. Alle buespenningene vil være høyere enn systemspenningen når buen vil dele seg i en serie med buer. Det er bare å foretrekke for applikasjoner med lav spenning.

Air Blast effektbryter

Airblast-effektbrytere brukes til en systemspenning på 245 kV, 420 kV, og også enda mer. Airblast-effektbrytere er av to typer:

Aksial eksplosjonsbryter
Aksial eksplosjon med glidende bevegelig kontakt.

Axial Blast Breaker

I den aksiale sprengningsbryteren vil den bevegelige kontakten til den aksiale sprengningsbryteren være i kontakt. Dyseåpningen er festet til kontakten til en bryter i normalt lukket tilstand. En feil oppstår når høyt trykk blir ført inn i kammeret. Spenningen er tilstrekkelig til å opprettholde høytrykksluft når den strømmer gjennom dysen.

Luftblåsingstype

Fordeler med Air-Blast Circuit Beaker

Den brukes der hyppig drift er nødvendig på grunn av mindre lysbuenergi.
Det er risikofritt for brann.
Liten i størrelse.
Det krever mindre vedlikehold.
Slokking av buen er mye raskere
Strømbryteren er mye høyere.
Bueens varighet er den samme for alle verdier av strømmen.

Ulemper ved Air-Blast Circuit Breaker

Det krever ekstra vedlikehold.
Luften har relativt lavere lysbueegenskaper
Den inneholder en luftkompressor med høy kapasitet.
Fra luftrørskrysset kan det være en sjanse for lufttrykklekkasje
Det er sjansen for en høy økning i gjentatt strøm- og spenningshakking.

Anvendelse og bruk av luftbryter

Den brukes til beskyttelse av planter, elektriske maskiner, transformatorer, kondensatorer og generatorer
En luftbryter brukes også i elektrisitetsdelingssystemet og GND ca 15Kv
Brukes også i applikasjoner med både lave og høye strømmer og spenninger.

SF6 effektbryter

I SF6-bryteren opererer de strømførende kontaktene i svovelheksafluoridgass som en SF6-bryter. Det er en utmerket isolasjonsegenskap og høy elektro-negativitet. Det kan forstås at den høye affiniteten til absorberende frie elektroner. Det negative ionet dannes når et fritt elektron kolliderer med SF6-gassmolekylet, det absorberes av det gassmolekylet. De to forskjellige måtene å feste elektron på SF6-gassmolekyler er

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

De negative ionene som dannes vil være mye tyngre enn et fritt elektron. Derfor sammenlignet med andre vanlige gasser er den totale mobiliteten til den ladede partikkelen i SF6-gassen mye mindre. Mobiliteten til ladede partikler er hovedansvarlig for å lede strøm gjennom en gass. Derfor, for tyngre og mindre mobile ladede partikler i SF6-gass, får den svært høy dielektrisk styrke. Denne gass gode varmeoverføringsegenskapen på grunn av lav gassformig viskositet. SF6 er 100 ganger mer effektivt i bueslukkende medier enn en luftbryter. Den brukes til både mellom- og høyspenningssystem fra 33KV til 800KV.

SF6 effektbrytere

Typer av effektbrytere i SF6

Enkeltbryter SF6 strømbryter brukt opp til 220
To brytere SF6 strømbryter påført opptil 400
Fire brytere SF6 strømbryter påført opptil 715V

Vakuumbryter

En vakuumbryter er en krets der et vakuum brukes til å slukke lysbuen. Den har dielektrisk gjenopprettingskarakter, utmerket avbrudd, og kan avbryte høyfrekvent strøm som skyldes bueinstabilitet, lagt på linjefrekvensstrømmen.

Prinsippet for drift av VCB vil ha to kontakter kalt elektroder vil forbli lukket under normale driftsforhold. Anta at når det oppstår en feil i en hvilken som helst del av systemet, blir strømspolen til strømbryteren aktivert og til slutt blir kontakten separert.

Vakuumbryter

I det øyeblikket kontaktene til bryteren åpnes i et vakuum, dvs. 10-7 til 10-5 Torr, blir en lysbue produsert mellom kontaktene ved ionisering av metallgasser fra kontaktene. Her slukkes lysbuen raskt, dette skjer fordi elektronene, metalliske dampene og ionene som produseres under lysbuen, kondenserer raskt på overflaten av CB-kontaktene, noe som resulterer i rask gjenoppretting av dielektrisk styrke.

Fordeler

VCB er pålitelige, kompakte og har lang levetid
De kan avbryte enhver feilstrøm.
Det vil ikke være noen brannfare.
Det produseres ingen støy
Den har en høyere dielektrisk styrke.
Det krever mindre strøm for kontrolldrift.

Oljevernbryter

I denne typen krets brukes bryterolje, men mineralolje er å foretrekke. Det fungerer bedre isolerende eiendom enn luft. Den bevegelige kontakten og den faste kontakten senkes ned i isolasjonsoljen. Når separasjonen av strøm skjer, så bærer kontaktene i oljen, lysbuen i strømbryteren initialiseres i øyeblikket for separasjon av kontaktene, og på grunn av denne buen i oljen fordampes og spaltes i hydrogengass og til slutt skaper en hydrogenboble rundt buen.

Denne høyt komprimerte gassboblen rundt og buen forhindrer gjentagelse av lysbuen etter at strømmen når null kryss av syklusen. OCB er den eldste typen strømbryter.

Ulike typer effektbrytere i oljetype

Motoroljebryter
Minimum oljevernbryter

Bulk oljevernbryter (BOCB)

I BOCB brukes olje til å bue slukkemediet og også til å isolere medier mellom jorddeler av strømbryteren og strømførende kontakter. Den samme transformatorisolasjonsoljen brukes.

Arbeidsprinsippet til BOCB sier at når de strømførende kontaktene i oljen skilles, genereres en lysbue mellom de atskilte kontaktene. Buen som etableres vil produsere en raskt voksende gassboble rundt buen. De bevegelige kontaktene vil bevege seg bort fra den faste kontakten til buen, og dette resulterer i at motstanden til buen økes. Her vil den økte motstanden føre til at temperaturen senkes. Derfor omgir buen de reduserte formasjonene av gasser.

Når strømmen går gjennom nullkryssing, skjer lysbuen i BOCB. I det helt lufttette fartøyet er gassboblen lukket inne i oljen. Oljen vil omringes med høyt trykk på boblen, noe som resulterer i høyt komprimert gass rundt buen. Når trykket økes øker også avioniseringen av gassen, noe som resulterer i lysbueslukking. Hydrogengassen vil hjelpe til med å avkjøle lysbuen i oljestrømbryteren.

Fordeler

God kjøleegenskap på grunn av nedbrytning
Olje har høy dielektrisk styrke
Den fungerer som en isolator mellom jorden og de levende delene.
Oljen som brukes her vil absorbere lysbueenergi mens den brytes ned

Ulemper

Det tillater ikke høy hastighet på avbrudd
Det tar lang buetid.

Minimum oljevernbryter

Det er en strømbryter som bruker olje som det avbrytende mediet. Minste oljevernbryter vil plassere avbryterenheten i et isolasjonskammer ved strømspenningen. Men isolasjonsmateriale er tilgjengelig i avbruddskammeret. Det krever mindre mengde olje, så det kalles en minimum oljevernbryter.

Fordeler

Det krever mindre vedlikehold.
Den er egnet for både automatisk drift og manuell.
Det krever mindre plass
Kostnaden for å bryte kapasitet i MVA er også mindre.

Ulemper

Olje forverres på grunn av karbonisering.
Det er en mulighet for eksplosjon og brann
Siden det har en mindre mengde olje, øker karboniseringen.
Det er veldig vanskelig å fjerne gasser fra rommet mellom kontaktene.

Videre er effektbrytere klassifisert basert på forskjellige typer, og de er:

Basert på spenningsklasse

Den første kategoriseringen av effektbrytere er avhengig av funksjonsspenningen som skal brukes. Det finnes hovedsakelig to typer spenningsbaserte typer strømbrytere, og de er:

Høy spenning - Skal implementeres ved spenningsnivåer over 1000V. Disse er videre delt inn i 75kV og 123kV enheter.
Lavspenning - Skal implementeres ved spenningsnivåer under 1000V

Basert på installasjonstype

Disse enhetene er også delt avhengig av installasjonsstedet, noe som betyr enten lukkede eller utendørs steder. Generelt drives disse på et ekstremt høyt spenningsnivå. Lukkede strømbrytere er designet for å brukes internt i bygningen eller de som har værgjennomtrengelige forbindelser. Den avgjørende variasjonen mellom disse to typene er emballasjekonstruksjonene og forbindelsene, mens den interne utformingen, slik som det nåværende holdeapparatet og funksjonaliteten, er nesten likt.

Basert på type ekstern design

Avhengig av den fysiske konstruksjonsdesignen er strømbryterne igjen av to typer:

Dead Tank Type - Her er koblingsutstyret plassert i fartøyet ved basepotensialet, og dette er omsluttet av skjermingsmediet og avbryterne. Disse er for det meste i bruk i amerikanske stater.

Live tank type - Her er koblingsutstyret plassert i fartøyet ved maksimalt potensial, og dette er omsluttet av skjermingsmediet og avbryterne. Disse er mest i bruk i Europa og asiatiske stater

Basert på type avbruddsmedium

Dette er den avgjørende kategoriseringen av strømbrytere. Her er enhetene klassifisert avhengig av lysbueødeleggelsesmetoden og avbruddsmediet. Generelt fremsto disse som de avgjørende parametrene i konstruksjonen av strømbrytere, og de styrte de andre konstruksjonsfaktorene. For det meste brukes olje og luft som avbruddsmedier. Bortsett fra disse er det også svovelheksafluorid og vakuum som fungerer som avbruddsmedier. Disse to er mest i bruk i disse dager.

HVDC effektbrytere

Det er en koblingsenhet som hindrer den generelle strømmen i kretsen. Når det oppstår skader, skaper det avstand mellom de mekaniske kontaktene i enheten, og strømbryteren beveger seg i ÅPEN tilstand. Her er kretsbrytingen noe komplisert da strømmen bare er ensrettet og ikke eksisterer nullstrøm. Den avgjørende bruken av denne enheten er å hindre høyspenningsområdet for DC i kretsen. Mens vekselstrømskretsen sømløst hindrer lysbuen ved nullstrømens tilstand fordi energispredningen er nesten null. Kontaktavstanden må gjenvinne den dielektriske evnen til å tåle det midlertidige spenningsgjenopprettingsnivået.

HVDC-drift

Når det gjelder likestrømsbrytere, er problemet mer komplisert, ettersom DC-bølgen ikke har nullstrøm. Og forpliktet buesperring fører til utvikling av enorme forbigående gjenopprettingsspenningsnivåer, og det hindrer ikke å ha noen buesperring og forårsaker endelig skade på de mekaniske kontaktene. I konstruksjonen av HVDC-enhet har det meste motstått tre problemer, og de er:

Hindring av arc's restriking
Overmåte av lagret energi
Generasjon av kunstig nullstrøm

Standard strømbrytere

Disse enhetene følger avgjørende funksjonaliteten til enheten. Disse standardbryterne er av enpolet og dobbeltpolet.

Enpolede effektbrytere

Disse enhetene har funksjonene til

Brukes mest i husholdningsapplikasjoner
Beskytter enkeltstrømsledning
Disse leverer nesten 120V spenning til kretsen
De har muligheten til å klare 15 ampere til 30 ampere
Enpolede brytere er i tre varianter og er i full størrelse (med en bredde på 1 tomme), halv størrelse (med en bredde på en halv tomme) og tvilling (med en tomme bredde som består av to brytere og administrerer et par av kretser).

Dobbelpolede effektbrytere

Disse enhetene har funksjonene til

“hva måler et ammeter ”

Disse leverer nesten 120V / 240V spenning til kretsen
De har muligheten til å klare 15 ampere til 30 ampere
Brukes mest i store applikasjoner som varmeovner og tørketrommel
Beskytter to strømførende ledninger

I denne artikkelen har de forskjellige typene effektbrytere, dvs. luftstrømbryter, SF6 effektbryter, vakuumbryter og oljevernbryter blitt diskutert i en kort detalj bare for å forstå grunnleggende konsept om disse effektbryterne . Og underavdelingen deres blir også diskutert sammen med fordeler og ulemper. Vi har diskutert hvert konsept veldig tydelig. Hvis du ikke har forstått noen av emnene, føler du at det mangler informasjon, eller for å gjennomføre elektriske prosjekter for ingeniørstudenter, er du velkommen til å kommentere i delen nedenfor.