Automātisko slēdžu veidi un to nozīme

Elektriskajā un elektroniskajā pasaulē ir daudz gadījumu, kad notiek nelaime. Tas radīs nopietnus postījumus ēkām, birojiem, mājām, skolām, rūpniecībai utt. Uzticamais spriegums un strāva nav pareizi, lai gan tiek veikti drošības pasākumi. Kad slēdži ir uzstādīti, tas kontrolēs pēkšņu sprieguma un strāvas pieaugumu. Tas palīdzēs no jebkura negadījuma. Automātiskie slēdži ir kā elektriskās sistēmas sirds. Pastāv dažādi automātisko slēdžu veidi, kur tie ir uzstādīti atbilstoši sistēmas vērtējumam. Mājā tiek izmantoti dažādi automātiskie slēdži, un rūpniecībai tiek izmantots cita veida automātiskais slēdzis. Ļaujiet mums detalizēti apspriest dažādus automātiskos slēdžus un to nozīmi.

Kas ir automātiskais slēdzis?

Elektriskais automātiskais slēdzis ir komutācijas ierīce, kuru var automātiski vai manuāli darbināt, lai aizsargātu un kontrolētu elektroenerģijas sistēma . Mūsdienu energosistēmā automātiskā slēdža dizains ir mainījies atkarībā no milzīgajām strāvām un darbības laikā, lai novērstu loka darbību.

Automātiskais slēdzis

Elektroenerģija, kas nāk no mājām, birojiem, skolām vai rūpniecības nozarēm vai jebkurām citām vietām no elektroenerģijas sadales tīkliem, veido lielu ķēdi. Tās līnijas, kas savienotas ar elektrostaciju, kas veidojas vienā galā, sauc par karsto vadu, bet pārējās līnijas, kas savienojas ar zemi, veido otru galu. Ikreiz, kad elektriskā lādiņa plūst starp šīm divām līnijām, starp tām rodas potenciāls. Visai ķēdei kravu (ierīču) savienošana nodrošina izturību pret lādiņa plūsmu, un visa elektriskā sistēma mājas vai rūpniecības iekšienē darbosies nevainojami.

Tie darbojas nevainojami, kamēr ierīces ir pietiekami izturīgas un nerada pārmērīgu strāvu vai spriegumu. Vada sildīšanas iemesli ir pārāk liels lādiņš, kas plūst caur ķēdi, vai īssavienojums vai pēkšņs karstā gala vada savienojums ar zemējuma vadu silda vadus, izraisot ugunsgrēku. Automātiskais slēdzis novērsīs tādas situācijas, kas vienkārši pārtrauc atlikušo ķēdi.

Automātisko slēdžu veidu pamatdarbība

Nu, mēs zinām, kas ir automātiskais slēdzis . Tagad šajā sadaļā ir paskaidrots automātiskā slēdža darbības princips .

Kā elektroinženierim ir svarīgi zināt šīs ierīces darbību. Šajā jomā viņiem ir jāapzinās ne tikai inženieris, bet arī cilvēki kopumā. Ierīcē ir elektrodu pāris, kur viens ir statisks, bet otrs - kustīgs. Kad abi kontakti izveido kontaktu, ķēde tiek slēgta un, kad šie kontakti nav kopā, ķēde pāriet slēgtā stāvoklī. Šī darbība ir atkarīga no darba ņēmēja nepieciešamības, vai ķēdei sākotnējā fāzē jābūt stāvoklī ATVĒRTS vai AIZVĒRTS.

1. nosacījums. Pieņemsim, ka ierīce ir slēgta pirmajā posmā, lai izveidotu ķēdi, ja rodas kādi bojājumi vai kad darbinieks domā ATVĒRT, tad loģiskais indikators stimulē brauciena releju, kas atvieno abus kontaktus, nodrošinot kustību uz kustīgā spole, kas atrodas tālu no nemainīgās spoles.

Šķiet, ka šī darbība ir tik vienkārša un vienkārša, taču patiesā sarežģītība ir tāda, ka tad, kad pāris kontaktu atrodas tālu kopā, tad starp pāris kontaktiem būs milzīgas īslaicīgas potenciāla variācijas, kas atvieglo lielu elektronu pāreju no augsta uz zemu potenciālu. Tā kā šī īslaicīgā atstarpe starp kontaktiem darbojas ad dielektriski, lai elektroni varētu pārvietoties no viena elektroda uz otru.

Kad potenciālās variācijas ir lielākas par dielektriskās izturības spēku, notiks elektronu kustība no viena elektroda uz otru. Tas jonizē dielektrisko režīmu, kas var novest pie milzīgas aizdegšanās radīšanas starp elektrodiem. Šī aizdedze tiek saukta par ARC . Pat šī aizdedze paliek dažas mikrosekundes, tā saglabā iespēju sabojāt visu slēdža ierīci, radot bojājumus visai iekārtai un korpusam. Lai novērstu šo aizdegšanos, pirms ķēdes sabojāšanas ir jādzēš dielektriskā spēja, kas atdala abus elektrodus.

Loka parādība

Automātisko slēdžu darbības laikā loka ir tā, kas skaidri jāievēro. Tātad, loka parādība automātiskajos slēdžos notiek kļūdainu lietu laikā. Piemēram, kad pirms aizsardzības pieejas un kontaktu ierosināšanas notiek plaša strāvas plūsma pāri kontaktiem.

Brīdī, kad kontakti ir ATVĒRTĀ stāvoklī, kontakta laukums ātri samazinās, un milzīgās SC strāvas dēļ notiek strāvas blīvuma palielināšanās. Šī parādība vērsta uz temperatūras paaugstināšanos, un šī siltuma paaudze ir pietiekama, lai jonizētu pārtraukuma vidi. Jonizētā vide darbojas, kad vadītājs un loka tiek turēti starp kontaktiem. Loka kontaktiem rada minimālu pretestības ceļu, un loka pastāvēšanas laikā būs milzīga strāva. Šis nosacījums sabojā automātiskā slēdža darbību.

Kāpēc notiek Arc?

Pirms zināt loka pārtraukšanas pieejas, novērtēsim parametrus, kas ir atbildīgi par loka rašanos. Iemesli ir:

• Potenciālās variācijas, kas pastāv starp kontaktiem
• Jonizētās daļiņas, kas atrodas starp kontaktiem

Šī potenciālā variācija, kas atrodas starp kontaktiem, ir pietiekama loka pastāvēšanai, jo kontakta attālums ir minimāls. Turklāt jonizācijas vide saglabā spēju saglabāt loku.

Tie ir loka iemesli paaudze.

Automātisko slēdžu klasifikācija

Dažādi augstsprieguma automātisko slēdžu veidi ietver sekojošo

• Gaisa ķēdes pārtraucējs
• SF6 automātiskais slēdzis
• Vakuuma automātiskais slēdzis
• Eļļas ķēdes pārtraucējs
• Gaisa ķēdes pārtraucējs

Automātisko slēdžu veidi

Gaisa ķēdes pārtraucējs

Šis automātiskais slēdzis darbosies gaisā, kur dzesēšanas vide ir loka atmosfēras spiedienā. Daudzās valstīs gaisa automātisko slēdzi aizstāj ar eļļas automātisko slēdzi. Par eļļas automātisko slēdzi mēs to apspriedīsim vēlāk rakstā. Tādējādi ACB nozīme joprojām ir vēlama izvēle izmantot gaisa strāvas slēdzi līdz 15KV. Tas ir tāpēc, ka eļļas ķēdes pārtraucējs var aizdegties, ja to lieto pie 15 V.

Gaisa tipa automātiskais slēdzis

Divu veidu gaisa slēdži ir

• Vienkāršais gaisa ķēdes pārtraucējs
• Airblast automātiskais slēdzis

Vienkāršais gaisa ķēdes pārtraucējs

Parastā gaisa slēdžu sauc arī par šķērssprādziena automātisko slēdzi. Šajā gadījumā automātiskais slēdzis ir aprīkots ar kameru, kas ieskauj kontaktus. Šī kamera ir pazīstama kā loka tekne.

Šī loka ir paredzēta, lai tajā brauktu. Lai panāktu gaisa ķēdes pārtraucēja dzesēšanu, palīdzēs loka tekne. No ugunsizturīgā materiāla tiek izgatavota loka tekne. Loka teknes iekšējās sienas ir veidotas tā, ka loka nav jāpiespiež tuvumā. Tas iebrauks tinumu kanālā, kas projicēts uz loka teknes sienas.

Loka teknei būs daudz mazu nodalījumu, un tajā būs daudz sadalījumu, kas ir no metāla atdalītas plāksnes. Šeit katrs mazais nodalījums izturas kā mini loka tekne, un metāla atdalīšanas plāksne darbojas kā loka sadalītāji. Kad loka sadalīsies loku virknē, visi loka spriegumi būs lielāki par sistēmas spriegumu. Tas ir vēlams tikai zema sprieguma lietojumiem.

Gaisa strūklas automātiskais slēdzis

Airblast automātiskie slēdži tiek izmantoti sistēmas spriegumam 245 kV, 420 kV un arī vēl lielākam. Airblast automātiskie slēdži ir divu veidu:

• Aksiālais sprādziena pārtraucējs
• Aksiāls sprādziens ar bīdāmu kustīgu kontaktu.

Aksiālais sprādziena pārtraucējs

Aksiālajā spridzinātājā aksiālā sprādziena kustīgais kontakts būs saskarē. Sprauslas atvere ir piestiprināta pie slēdža kontakta normāli slēgtā stāvoklī. Bojājums rodas, ja kamerā tiek ievadīts augsts spiediens. Spriegums ir pietiekams, lai uzturētu augstspiediena gaisu, kad tas plūst caur sprauslas atveri.

Gaisa sprādziena tips

Gaisa strūklas ķēdes vārglāzes priekšrocības

• To lieto vietās, kur loka enerģijas samazināšanās dēļ nepieciešama bieža darbība.
• Tas ir bez ugunsgrēka.
• Maza izmēra.
• Tas prasa mazāku apkopi.
• Loka dzēšana notiek daudz ātrāk
• Automātiskā slēdža ātrums ir daudz lielāks.
• Loka ilgums visām strāvas vērtībām ir vienāds.

Gaisa sprādziena slēdža trūkumi

• Tam nepieciešama papildu apkope.
• Gaisam ir salīdzinoši zemākas loka dzēšanas īpašības
• Tas satur lielas jaudas gaisa kompresoru.
• No gaisa cauruļu mezgla var būt gaisa spiediena noplūdes iespēja
• Pastāv liela ātruma atkārtotas strāvas un sprieguma sasmalcināšanas iespēja.

Gaisa ķēdes pārtraucēja pielietojums un izmantošana

• To izmanto augu, elektrisko mašīnu, transformatoru, kondensatoru un ģeneratoru aizsardzībai
• Gaisa slēdžs tiek izmantots arī elektroenerģijas sadales sistēmā un GND apmēram 15Kv
• Izmanto arī zemas, kā arī lielas strāvas un sprieguma lietojumos.

SF6 automātiskais slēdzis

SF6 slēdžā strāvu nesošie kontakti darbojas sēra heksafluorīda gāzē, kas pazīstams kā SF6 automātiskais slēdzis. Tas ir lielisks izolācijas īpašums un augsta elektroinegativitāte. Var saprast, ka augsto afinitāti absorbē brīvie elektroni. Negatīvais jons veidojas, kad brīvais elektrons saduras ar SF6 gāzes molekulu, kuru tā absorbē šī gāzes molekula. Divi dažādi elektrona piesaistes veidi ar SF6 gāzes molekulām ir

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

Izveidotie negatīvie joni būs daudz smagāki nekā brīvais elektrons. Tāpēc, salīdzinot ar citām parastajām gāzēm, kopējā lādētās daļiņas mobilitāte SF6 gāzē ir daudz mazāka. Uzlādēto daļiņu mobilitāte galvenokārt ir atbildīga par strāvas padevi caur gāzi. Tādējādi smagākām un mazāk pārvietojamām daļiņām SF6 gāzē tā iegūst ļoti lielu dielektrisko izturību. Šī gāze ir laba siltuma pārneses īpašība zemas gāzveida viskozitātes dēļ. SF6 ir 100 reizes efektīvāks loka dzēšanas vidē nekā gaisa strāvas slēdzis. To lieto gan vidēja, gan augstsprieguma elektroenerģijas sistēmai no 33KV līdz 800KV.

SF6 automātiskie slēdži

Automātisko slēdžu veidi SF6

• Atsevišķs pārtraucējs SF6 automātiskais slēdzis, kas piemērots līdz 220
• Divi pārtraucēji SF6 automātiskais slēdzis ir uzlikts līdz 400
• Četri pārtraucēji SF6 automātiskais slēdzis tiek darbināts līdz 715V

Vakuuma automātiskais slēdzis

Vakuuma automātiskais slēdzis ir ķēde, kurā loka dzēšanai tiek izmantots vakuums. Tam ir dielektriskā atjaunošanās raksturs, lielisks pārtraukums un tas var pārtraukt augstas frekvences strāvu, kas rodas loka nestabilitātes dēļ, kas novietota uz līnijas frekvences strāvas.

VCB darbības principam būs divi kontakti, kurus sauc par elektrodiem, kas normālos darbības apstākļos paliks slēgti. Pieņemsim, ka, ja kādā no sistēmas daļām rodas kļūme, ķēdes pārtraucēja spole tiek aktivizēta un, visbeidzot, kontakts tiek atdalīts.

Vakuuma automātiskais slēdzis

Brīdī, kad pārtraucēja kontakti tiek atvērti vakuumā, t.i., no 10-7 līdz 10-5 Toriem loka starp kontaktiem rodas, jonizējot kontaktu metāla tvaikus. Šeit loka ātri nodziest, tas notiek tāpēc, ka loka laikā radītie elektroni, metāla tvaiki un joni ātri kondensējas uz CB kontaktu virsmas, kā rezultātā ātri atjaunojas dielektriskā izturība.

Priekšrocības

• VCB ir uzticami, kompakti un ilgi kalpo
• Viņi var pārtraukt jebkuru bojājuma strāvu.
• Uguns briesmas nebūs.
• Troksnis nerodas
• Tam ir lielāka dielektriskā izturība.
• Vadības darbībai tas prasa mazāk enerģijas.

Eļļas ķēdes pārtraucējs

Šāda veida ķēdēs tiek izmantota slēdžu eļļa, bet vēlama ir minerāleļļa. Tas labāk izolē īpašumu nekā gaiss. Kustīgais kontakts un fiksētais kontakts ir iegremdēti izolācijas eļļas iekšpusē. Kad notiek strāvas atdalīšana, tad nesēja kontakti eļļā, loka ķēdes pārtraucējā tiek inicializēti kontaktu atdalīšanas brīdī, un šī loka dēļ eļļā iztvaiko un sadalās ūdeņraža gāzē un visbeidzot rada ūdeņraža burbulis ap loka.

Šis ļoti saspiestais gāzes burbulis apkārt un loka novērš loka atkārtotu pārspiešanu pēc tam, kad strāva sasniedz nulles cikla šķērsojumus. OCB ir vecākais automātisko slēdžu veids.

Dažādi automātisko slēdžu veidi eļļas tipā

• Eļļas automātiskais slēdzis
• Minimālais eļļas ķēdes pārtraucējs

Lielgabarīta eļļas ķēdes pārtraucējs (BOCB)

BOCB eļļu izmanto, lai izliektu dzesēšanas līdzekli, kā arī izolē barotni starp automātiskā slēdža un strāvu nesošo kontaktu zemējuma daļām. Tiek izmantota tā pati transformatora izolācijas eļļa.

BOCB darbības princips nosaka, ka, atdalot strāvu vadošos kontaktus eļļā, starp atdalītajiem kontaktiem tiek izveidota loka. Izveidotais loks ap loka radīs strauji augošu gāzes burbuli. Kustīgie kontakti attālināsies no loka fiksētā kontakta, kā rezultātā palielināsies loka pretestība. Šeit paaugstinātā pretestība izraisīs temperatūras pazemināšanos. Līdz ar to loku ieskauj samazinātās gāzu formas.

Kad strāva iet caur nulles šķērsošanu, notiek loka dzēšana BOCB. Pilnīgi hermētiskā traukā gāzes burbulis ir noslēgts eļļas iekšpusē. Eļļu ieskauj augsts spiediens uz burbuli, kā rezultātā loka apkārtnē ir ļoti saspiesta gāze. Palielinot spiedienu, palielinās arī gāzes dejonizācija, kā rezultātā notiek loka dzēšana. Ūdeņraža gāze palīdzēs dzesēt loka dzēšanu eļļas slēdžā.

Priekšrocības

• Laba atdzesēšanas īpašība sadalīšanās dēļ
• Eļļai ir augsta dielektriskā izturība
• Tas darbojas kā izolators starp zemi un strāvas daļām.
• Šeit izmantotā eļļa absorbē loka enerģiju, sadaloties

Trūkumi

• Tas nepieļaus lielu traucējumu ātrumu
• Tas prasa ilgu lokēšanas laiku.

Minimālais eļļas ķēdes pārtraucējs

Tas ir automātiskais slēdzis, kas kā pārtraucošo vielu izmanto eļļu. Minimālais eļļas automātiskais slēdzis pārtraucošo ierīci ievietos izolācijas kamerā pie dzīvā potenciāla. Bet pārtraucošajā kamerā ir pieejams izolācijas materiāls. Tam nepieciešams mazāks eļļas daudzums, tāpēc to sauc par minimālo eļļas slēdžu.

Priekšrocības

• Tas prasa mazāku apkopi.
• Tas ir piemērots gan automātiskai darbībai, gan manuālai darbībai.
• Tam nepieciešama mazāka vieta
• Arī jaudas pārrāvuma izmaksas MVA ir mazākas.

Trūkumi

• Eļļa pasliktinās karbonizācijas dēļ.
• Pastāv eksplozijas un ugunsgrēka iespēja
• Tā kā tajā ir mazāks eļļas daudzums, palielinās karbonizācija.
• Ir ļoti grūti noņemt gāzes no vietas starp kontaktiem.

Automātiskie slēdži tiek klasificēti, pamatojoties uz dažādiem tipiem, un tie ir:

Pamatojoties uz sprieguma klasi

Automātisko slēdžu sākotnējā kategorija ir atkarīga no funkcionālā sprieguma, kas jāizmanto. Pastāv galvenokārt divu veidu sprieguma automātiskie slēdži un tie ir:

• Augstspriegums - jāievieš pie sprieguma līmeņiem, kas pārsniedz 1000 V. Tās tālāk iedala 75 kV un 123 kV ierīcēs.
• Zems spriegums - jāievieš pie sprieguma līmeņiem zem 1000 V

Pamatojoties uz instalācijas veidu

Šīs ierīces ir sadalītas arī atkarībā no uzstādīšanas vietas, kas nozīmē vai nu slēgtas, vai arī brīvdabas vietas. Parasti tos darbina ar ļoti augstu sprieguma līmeni. Slēgtie automātiskie slēdži ir paredzēti izmantošanai ēkā vai ēkās, kurās ir laika apstākļus necaurlaidīgi savienojumi. Izšķirošā atšķirība starp šiem diviem veidiem ir iepakojuma konstrukcijas un savienojumi, turpretī iekšējais dizains, piemēram, pašreizējais turēšanas aprīkojums un funkcionalitāte, ir gandrīz līdzīgs.

Pamatojoties uz ārējā dizaina veidu

Atkarībā no fiziskā konstrukcijas, automātiskie slēdži atkal ir divu veidu:

Dead Tank tips - Šeit komutācijas aprīkojums atrodas traukā pie bāzes potenciāla, un to norobežo ekranēšanas vide un pārtraucēji. Tie galvenokārt tiek izmantoti ASV štatos.

Tiešās tvertnes tips - Šeit komutācijas aprīkojums atrodas kuģī ar maksimālo potenciālu, un to norobežo ekranēšanas vide un pārtraucēji. Tie galvenokārt tiek izmantoti Eiropā un Āzijas valstīs

Pamatojoties uz pārtraucoša materiāla veidu

Šī ir izšķirošā automātisko slēdžu klasifikācija. Šeit ierīces tiek klasificētas atkarībā no loka iznīcināšanas pieejas un no pārrāvuma vides. Kopumā šie abi parādījās kā izšķirošie parametri automātisko slēdžu konstrukcijā, un tie noteica pārējos konstrukcijas faktorus. Pārsvarā eļļu un gaisu izmanto kā traucējumu nesējus. Bez tiem ir arī sēra heksafluorīds un vakuums, kas darbojas kā pārtraucoši līdzekļi. Šīs divas mūsdienās tiek visvairāk izmantotas.

HVDC automātiskie slēdži

Tā ir komutācijas ierīce, kas kavē vispārējo strāvas plūsmu ķēdē. Kad notiek kādi bojājumi, tiek izveidots attālums starp ierīces mehāniskajiem kontaktiem, un tāpēc automātiskais slēdzis pārvietojas stāvoklī ATVĒRTS. Šeit ķēdes pārtraukums ir nedaudz sarežģīts, jo strāvas plūsma ir tikai vienvirziena un nepastāv nulles strāva. Šīs ierīces izšķirošais lietojums ir traucēt ķēdes augstsprieguma diapazonu. Kamēr maiņstrāvas ķēde nemanāmi kavē loka stāvokli nulles strāvas stāvoklī, jo enerģijas izkliede ir gandrīz nulle. Kontakta attālumam jāatgūst dielektriskā spēja izturēt īslaicīgu sprieguma atjaunošanās līmeni.

HVDC darbība

Līdzstrāvas ķēdes pārtraucēju ierīču gadījumā jautājums ir sarežģītāks, jo līdzstrāvas vilnim nebūs nulles strāvu. Obligāta loka obstrukcija noved pie milzīga pārejoša atjaunošanās sprieguma līmeņa attīstības, un tā pārveidojas bez loka aizsprostojuma un galīgi bojā mehāniskos kontaktus. HVDC ierīces konstrukcijā galvenokārt ir izturējusi trīs problēmas, un tās ir:

• Loka pārstrukturēšanas šķērslis
• Uzkrātās enerģijas nesavaldība
• Mākslīgās nulles strāvas ģenerēšana

Standarta automātiskie slēdži

Šīs ierīces būtiski ievēro ierīces funkcionalitāti. Šie standarta slēdži ir vienpola un divpola.

Viena pola automātiskie slēdži

Šīs ierīces satur

• Pārsvarā tiek izmantots mājsaimniecības vajadzībām
• Aizsargā vienu strāvas vadu
• Tie piegādā ķēdei gandrīz 120 V spriegumu
• Viņiem ir iespēja pārvaldīt no 15 līdz 30 ampēriem
• Viena pola pārtraucēji ir trīs šķirņu, un tie ir pilna izmēra (ar platumu 1 collas), pusi izmēra (ar platumu pus collu) un dvīņu (ar vienu collu platumu, kas sastāv no diviem slēdžiem un pārvalda pāris ķēdes).

Divpolu automātiskie slēdži

Šīs ierīces satur

• Tie piegādā ķēdei gandrīz 120V / 240V spriegumu
• Viņiem ir iespēja pārvaldīt no 15 līdz 30 ampēriem
• Pārsvarā tiek izmantots milzīgos lietojumos, piemēram, sildītājos un žāvētājos
• Aizsargā divus strāvas vadus

Šajā rakstā dažāda veida automātiskie slēdži, t.i., gaisa ķēdes pārtraucējs, SF6 automātiskais slēdzis, vakuuma automātiskais slēdzis un eļļas automātiskais slēdzis ir apspriesti īsi, lai saprastu pamatkoncepcija par šiem automātiskajiem slēdžiem . Tiek apspriesta arī viņu apakšnodaļa, kā arī priekšrocības un trūkumi. Mēs ļoti skaidri esam apsprieduši katru koncepciju. Ja neesat sapratis nevienu no tēmām, jūs uzskatāt, ka trūkst informācijas, vai lai īstenotu elektrotehnikas projektus inženierzinātņu studentiem, lūdzu, nekautrējieties komentēt tālāk sniegtajā sadaļā.