U svijetu električne i elektronike postoji mnogo slučajeva kada se dogodi nesreća. Dovest će do ozbiljne štete na zgradama, uredima, kućama, školama, industriji itd. Povjerenje u napon i struju nije točno, premda su poduzete sigurnosne mjere. Jednom instalirani prekidači kontrolirat će nagli porast napona i struje. Pomoći će u bilo kojoj nesreći. Prekidači su poput srca električnog sustava. Postoje različite vrste prekidača u kojima se ugrađuju prema ocjeni sustava. U kući se koriste različite vrste prekidača, a za industriju se koristi druga vrsta prekidača. Detaljno ćemo razgovarati o različitim vrstama prekidača i njihovoj važnosti.

Što je prekidač?

Električni prekidač je sklopni uređaj kojim se može upravljati automatski ili ručno radi zaštite i upravljanja uređajem elektroenergetski sustav . U suvremenom elektroenergetskom sustavu dizajn prekidača promijenio se ovisno o velikim strujama i kako bi se spriječio luk tijekom rada.

Osigurač

Električna energija koja dolazi iz kuća, ureda, škola ili industrije ili na bilo koja druga mjesta iz distribucijskih mreža čini veliki krug. Oni vodovi koji su na jednom kraju povezani s elektranom nazivaju se vruća žica, a drugi vodovi koji se spajaju na tlo čineći drugi kraj. Kad god električni naboj teče između ove dvije linije, on razvija potencijal između njih. Za kompletan krug, spoj opterećenja (uređaja) pruža otpor protoku naboja i cijeli će električni sustav u kući ili industriji raditi glatko.

Rade glatko sve dok su uređaji dovoljno otporni i ne uzrokuju prekomjernu struju ili napon. Razlozi zagrijavanja žica su preveliki naboj koji struji kroz krug ili bi kratki spoj ili iznenadni spoj žice vrućeg kraja na žicu za uzemljenje zagrijali žice, što bi uzrokovalo požar. Prekidač će spriječiti takve situacije koje jednostavno isključe preostali krug.

Osnovni rad tipova prekidača

Pa, svjesni smo što je prekidač . Sada, ovaj odjeljak objašnjava princip rada prekidača .

Kao elektroinženjeru, ključno je znati rad ovog uređaja, ne samo inženjer, već i ljudi koji su u ovoj domeni, toga moraju biti svjesni. Uređaj uključuje par elektroda gdje je jedna statična, a druga pokretna. Kad dva kontakta uspostave kontakt, krug se zatvori, a kad ti kontakti nisu zajedno, krug se pomakne u zatvoreno stanje. Ova operacija ovisi o potrebi radnika da li krug mora biti u OTVORENOM ili ZATVORENOM stanju u početnoj fazi.

Uvjet 1: Pretpostavimo da je uređaj zatvoren u prvoj fazi kako bi stvorio strujni krug, kad dođe do oštećenja ili kad radnik misli OTVORITI, tada logični indikator stimulira relej za isključivanje koji prekida oba kontakta pružajući kretanje pokretna zavojnica koja je udaljena od konstantne zavojnice.

Čini se da je ova operacija tako jednostavna i lagana, ali stvarna je komplikacija u tome što će, kad je nekoliko kontakata daleko zajedno, doći do ogromnih privremenih potencijalnih razlika između nekoliko kontakata koji olakšavaju prijelaz velikog elektrona iz visokog u mali potencijal. Dok ovaj privremeni razmak između kontakata djeluje ad dielektrično za prelazak elektrona s jedne na drugu elektrodu.

Kada je varijacija potencijala veća od sile dielektrične čvrstoće, tada će doći do kretanja elektrona s jedne elektrode na drugu. Ovo jonizira dielektrični način rada koji bi mogao usmjeriti na stvaranje velikog paljenja između elektroda. Ovo paljenje naziva se LUK . Čak i ovo paljenje ostaje nekoliko mikrosekundi, ima sposobnost oštećenja cijelog prekidača uzrokujući oštećenje cijele opreme i kućišta. Da bi se eliminiralo ovo paljenje, dielektrična sposobnost koja razdvaja dvije elektrode mora se ugasiti prije nego što se krug ošteti.

“kako izgraditi punjač litij -ionskih baterija ”

Fenomen luka

Tijekom rada prekidača, luk je taj koji treba jasno promatrati. Dakle, fenomen luka u prekidačima odvija se u vrijeme neispravnih slučajeva. Na primjer, kada postoji veliki protok struje kroz kontakte prije nego što se dogodi obrambeni pristup i pokrene kontakte.

U trenutku kada su kontakti u OTVORENOM stanju, tada se područje kontakta brzo smanjuje i događa se prirast gustoće struje zbog velike SC struje. Ova pojava usmjerava se na porast temperature i ova generacija topline dovoljna je ionizirajućem mediju za prekidanje. Jonizirani medij djeluje kao vodič i luk koji se drže između kontakata. Luk stvara minimalan put otpora za kontakte i bit će protok velike struje tijekom cijelog vremena postojanja luka. Ovo stanje oštećuje rad prekidača.

Zašto se luk događa?

Prije poznavanja pristupa završetka luka, procijenimo parametre koji su odgovorni za zbivanje luka. Razlozi su:

Potencijalne razlike između kontakata
Ionizirane čestice koje se nalaze između kontakata

Ova potencijalna varijacija između kontakata dovoljna je za postojanje luka jer je udaljenost kontakta minimalna. Uz to, ionizacijski medij ima sposobnost očuvanja luka.

Ovo su razlozi luka generacija.

Klasifikacija prekidača

Različite vrste visokonaponskih prekidača uključuju sljedeće

Prekidač zraka
SF6 prekidač
Vakuumski prekidač
Uljni prekidač
Prekidač zraka

Vrste prekidača

Prekidač zraka

Ovaj će prekidač raditi u zraku, medij za gašenje je luk pod atmosferskim tlakom. U mnogim zemljama zračni prekidač zamjenjuje se uljnim. O prekidaču ulja, razmotrit ćemo kasnije u članku. Stoga je važnost ACB-a i dalje poželjan izbor za upotrebu zračnog prekidača do 15KV. To je zato što se uljni prekidač može zapaliti kada se koristi na 15V.

Prekidač zračnog tipa

Dvije su vrste zračnih prekidača

Automatski osigurač
Prekidač zračnog udara

Prekidač za obični zrak

Prekidač s običnim zrakom naziva se i zaštitnim prekidačem. U tome je prekidač opremljen komorom koja okružuje kontakte. Ova je komora poznata kao lučni vod.

Ovaj je luk stvoren da se u njemu vozi. U postizanju hlađenja zračnog prekidača pomoći će lučni vod. Od vatrostalnog materijala izrađuje se lučni žljeb. Unutarnje stijenke žljeba za oblikovanje luka oblikovane su tako da luk ne bude prisiljen na blizinu. Zabit će se u kanal za navijanje projiciran na zid lučnog žlijeba.

Lučni žljeb imat će mnogo malih odjeljaka i ima mnogo dijelova koji su metalno odvojene ploče. Ovdje se svaki mali odjeljak ponaša kao mini luk, a metalna ploča za odvajanje djeluje poput razdjelnika luka. Svi naponi luka bit će veći od napona sustava kada se luk podijeli u niz luka. Poželjno je samo za niskonaponske primjene.

Prekidač zračne eksplozije

Automatski osigurači Airblast koriste se za sistemski napon od 245 kV, 420 kV, pa čak i više. Automatski osigurači Airblast su dvije vrste:

Aksijalni razbijač eksplozije
Aksijalna eksplozija s kliznim pokretnim kontaktom.

Aksijalni razbijač eksplozije

U aksijalnom razbijaču, kontaktni aksijalni prekidač eksplozije bit će u kontaktu. Otvor mlaznice učvršćen je na kontakt prekidača u normalno zatvorenom stanju. Kvar nastaje kada se u komoru uvede visoki tlak. Napon je dovoljan da zadrži zrak pod visokim tlakom kada teče kroz otvor mlaznice.

Tip zračne eksplozije

Prednosti čaše za zračni udar

Koristi se tamo gdje je potreban čest rad zbog manje energije luka.
Bez rizika je od požara.
Male veličine.
Zahtijeva manje održavanja.
Gašenje lukom je mnogo brže
Brzina prekidača je mnogo veća.
Vremensko trajanje luka jednako je za sve vrijednosti struje.

Mane prekidača zraka-eksplozije

Zahtijeva dodatno održavanje.
Zrak ima relativno manja svojstva gašenja luka
Sadrži kompresor zraka velikog kapaciteta.
Iz spoja zračne cijevi može postojati vjerojatnost istjecanja tlaka zraka
Postoji šansa za visok porast ponovnog udaranja struje i napona.

Primjena i uporaba zračnog prekidača

Koristi se za zaštitu biljaka, električnih strojeva, transformatora, kondenzatora i generatora
Zračni prekidač se također koristi u sustavu za dijeljenje električne energije i oko 15Kv
Također se koristi u primjenama slabe i jake struje i napona.

SF6 prekidač

U SF6 prekidaču, strujni kontakti djeluju u sumpornom heksafluoridnom plinu poznat kao SF6 prekidač. Izvrsno je izolacijsko svojstvo i velika elektronegativnost. To se može razumjeti, visok afinitet apsorpcije slobodnih elektrona. Negativni ion nastaje kad se slobodni elektron sudari s molekulom SF6 plina koju apsorbira ta molekula plina. Dva su različita načina vezivanja elektrona s molekulama plina SF6

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

Stvoreni negativni ioni bit će puno teži od slobodnog elektrona. Stoga je u usporedbi s ostalim uobičajenim plinovima ukupna pokretljivost nabijene čestice u plinu SF6 mnogo manja. Pokretljivost nabijenih čestica uglavnom je odgovorna za provođenje struje kroz plin. Stoga za teže i manje pokretne nabijene čestice u SF6 plinu stječe vrlo visoku dielektričnu čvrstoću. Ovaj plin ima dobro svojstvo prijenosa topline zbog niske plinovite viskoznosti. SF6 je 100 puta učinkovitiji u sredstvima za gašenje luka od zračnog prekidača. Koristi se za elektroenergetski sustav srednjeg i visokog napona od 33KV do 800KV.

SF6 prekidači

Vrste prekidača u SF6

Automatski osigurač SF6 s jednim prekidačem primijenjen do 220
Dva prekidača SF6 prekidača primijenjena do 400
Četiri prekidača SF6 prekidača primijenjena do 715V

Vakuumski prekidač

Vakuumski prekidač je sklop u kojem se vakuum koristi za izumiranje luka. Ima dielektrični karakter oporavka, izvrstan prekid i može prekinuti visokofrekventnu struju koja je posljedica nestabilnosti luka, prekrivenu strujom linijske frekvencije.

Načelo rada VCB-a imat će dva kontakta zvana elektrode i ostat će zatvoreni u normalnim radnim uvjetima. Pretpostavimo da se u bilo kojem dijelu sustava dogodi kvar, tada se zavojnica okidača prekidača uključi i napokon se kontakt odvoji.

Vakuumski prekidač

U trenutku otvaranja kontakata prekidača u vakuumu, tj. 10-7 do 10-5 Torr, ionizacijom metalnih para kontakata stvara se luk između kontakata. Ovdje se luk brzo gasi, to se događa jer se elektroni, metalne pare i ioni koji nastaju tijekom luka brzo kondenziraju na površini CB kontakata, što rezultira brzim povratom dielektrične čvrstoće.

Prednosti

VCB su pouzdani, kompaktni i dugog vijeka trajanja
Oni mogu prekinuti bilo koju struju kvara.
Neće biti opasnosti od požara.
Ne stvara se buka
Ima veću dielektričnu čvrstoću.
Za upravljanje zahtijeva manje snage.

Uljni prekidač

U ovoj vrsti kruga koristi se ulje prekidača, ali poželjno je mineralno ulje. Djeluje bolje izolacijsko svojstvo od zraka. Pokretni kontakt i fiksni kontakt uronjeni su u izolacijsko ulje. Kada se dogodi odvajanje struje, tada se kontakti nosača u ulju, luk u prekidaču pokreće u trenutku razdvajanja kontakata, i zbog toga se luk u ulju isparava i raspada u plinovitom vodiku i na kraju stvara mjehur vodika oko luka.

“digitalni signali imaju dva parametra, amplitudu i frekvenciju. ”

Ovaj visoko komprimirani mjehurić plina oko i luka sprječava ponovno udaranje luka nakon što struja dosegne nula prelaza ciklusa. OCB je najstarija vrsta prekidača.

Različite vrste prekidača u tipu ulja

Automatski osigurač za ulje
Minimalni prekidač ulja

Automatski osigurač za ulje (BOCB)

U BOCB-u ulje se koristi za lučenje medija za gašenje, a također i za izolaciju medija između uzemljenih dijelova prekidača i strujnih kontakata. Koristi se isto izolacijsko ulje transformatora.

Načelo rada BOCB kaže da kada se odvoje strujni kontakti u ulju, tada se stvara luk među odvojenim kontaktima. Luk koji se uspostavi proizvest će brzo rastući mjehurić plina oko luka. Pokretni kontakti odmaknut će se od fiksnog kontakta luka, a to rezultira povećanjem otpora luka. Ovdje će povećani otpor uzrokovati snižavanje temperature. Stoga reducirane tvorbe plinova okružuju luk.

Kad struja prolazi kroz nulu, dolazi do gašenja luka u BOCB. U potpuno hermetičnoj posudi, mjehurić plina zatvoren je unutar ulja. Ulje će okružiti visoki pritisak na mjehur, što rezultira visoko komprimiranim plinom oko luka. Kada se poveća pritisak, deionizacija plina također se povećava, što rezultira gašenjem luka. Vodikov plin pomoći će u hlađenju gašenja luka u uljnom prekidaču.

Prednosti

Dobro svojstvo hlađenja zbog raspadanja
Ulje ima visoku dielektričnu čvrstoću
Djeluje kao izolator između zemlje i dijelova pod naponom.
Ovdje korišteno ulje apsorbirat će energiju luka dok se razgrađuje

Mane

Neće dopustiti veliku brzinu prekida
Potrebno je dugo lučno vrijeme.

Minimalni prekidač ulja

To je prekidač koji koristi ulje kao prekidajući medij. Minimalni uljni prekidač smjestit će prekidnu jedinicu u izolacijsku komoru na potencijal pod naponom. Ali u prekidnoj komori dostupan je izolacijski materijal. Potrebna je manja količina ulja pa se naziva minimalnim prekidačem ulja.

Prednosti

Zahtijeva manje održavanja.
Pogodan je i za automatski rad i za ručni rad.
Zahtijeva manji prostor
Troškovi prekidne sposobnosti u MVA također su manji.

Mane

Nafta propada zbog karbonizacije.
Postoji mogućnost eksplozije i požara
Kako ima manju količinu ulja, tako se i karbonizacija povećava.
Vrlo je teško ukloniti plinove iz prostora između kontakata.

Nadalje, prekidači su klasificirani na temelju različitih vrsta, a to su:

Na temelju klase napona

Početna kategorizacija prekidača ovisi o funkcionalnom naponu koji se koristi. Postoje uglavnom dvije vrste prekidača zasnovanih na naponu, a to su:

Visoki napon - Primjenjuje se na naponskim razinama većim od 1000V. Oni se dalje dijele na uređaje od 75 kV i 123 kV.
Niski napon - Primjenjuje se na naponskim razinama ispod 1000V

Na temelju vrste instalacije

Ovi su uređaji također podijeljeni, ovisno o mjestu ugradnje, što znači ili zatvoreni ili otvoreni prostori. Općenito, oni rade na izuzetno visokoj razini napona. Zatvoreni prekidači dizajnirani su za internu upotrebu u zgradi ili onima koji imaju vremenski nepropusne spojeve. Ključna varijacija između ove dvije vrste su ambalažne konstrukcije i smjese, dok je unutarnji dizajn poput trenutne opreme i funkcionalnosti nosača gotovo sličan.

Na temelju vrste vanjskog dizajna

Ovisno o fizičkoj konstrukciji, prekidači su opet dvije vrste:

Tip mrtvih tenkova - Ovdje se sklopna oprema nalazi u posudi na osnovnom potencijalu i ona je zatvorena zaštitnim medijem i prekidačima. To se uglavnom koristi u američkim državama.

Vrsta spremnika uživo - Ovdje se sklopna oprema nalazi u posudi s najvećim potencijalom i ona je zatvorena zaštitnim medijem i prekidačima. To se uglavnom koristi u Europi i azijskim državama

Na temelju vrste prekidajućeg medija

Ovo je presudna kategorizacija prekidača. Ovdje su uređaji klasificirani ovisno o pristupu uništavanju luka i o medijumu prekida. Općenito, obojica su se pojavila kao presudni parametri u konstrukciji prekidača i vladala su ostalim građevinskim čimbenicima. Kao prekidajući medij uglavnom se koriste ulje i zrak. Osim njih, postoje i sumporni heksafluorid i vakuum koji djeluju kao prekidajući mediji. Ovo dvoje se danas najviše koristi.

Prekidači HVDC

To je sklopni uređaj koji ometa opći protok struje u krugu. Kada dođe do oštećenja, stvara se udaljenost između mehaničkih kontakata u uređaju i tako se prekidač prelazi u stanje OTVORENO. Ovdje je prekidanje strujnog kruga donekle komplicirano jer je protok struje samo jednosmjeran i ne postoji nulta struja. Ključna je upotreba ovog uređaja zaprečiti visokonaponski opseg istosmjerne struje u krugu. Iako krug izmjenične struje neometano ometa luk u stanju nulte struje jer je rasipanje energije gotovo nula. Kontaktna udaljenost treba povratiti dielektričnu sposobnost da podnese privremenu razinu oporavka napona.

HVDC rad

U slučaju uređaja za prekidanje istosmjernog kruga, problem je složeniji jer istosmjerni val neće imati nultu struju. A obvezna opstrukcija luka dovodi do razvoja ogromnih prijelaznih razina napona oporavka i ponovno nastaje bez opstrukcije luka i uzrokuje konačna oštećenja mehaničkih kontakata. U konstrukciji HVDC uređaja uglavnom je jedan podnio tri problema, a to su:

Ometanje restrikinga luka
Neumjerenost uskladištene energije
Stvaranje umjetne nulte struje

Standardni prekidači

Ovi uređaji presudno promatraju funkcionalnost uređaja. Ovi standardni prekidači su jednopolni i dvopolni.

Jednopolni prekidači

Ovi uređaji imaju značajke

Uglavnom se koristi u kućanskim aplikacijama
Štiti jednosmjernu žicu
Oni isporučuju gotovo 120V napona u krug
Imaju sposobnost upravljanja od 15 do 30 ampera
Jednopolni prekidači su u tri varijante i u punoj su veličini (širine 1 inča), pola veličine (širine pola inča) i dvostruki (imaju širinu od jednog inča koja se sastoji od dva prekidača i upravlja sa par krugova).

Dvopolni prekidači

Ovi uređaji imaju značajke

Oni isporučuju gotovo 120V / 240V napona u krug
Imaju sposobnost upravljanja od 15 do 30 ampera
Uglavnom se koristi u velikim primjenama poput grijača i sušilica
Štiti dvije naponske žice

U ovom su članku ukratko razmatrane različite vrste prekidača, npr. Zračni prekidač, SF6 prekidač, vakuumski prekidač i uljni prekidač, kako bi se razumjelo osnovni koncept o ovim prekidačima . Također se raspravlja o njihovoj podjeli zajedno s prednostima i nedostacima. O svakom smo konceptu raspravljali vrlo jasno. Ako niste razumjeli nijednu temu, smatrate da nedostaju bilo kakve informacije ili za provedbu bilo kakvih električnih projekata za studente inženjerstva, slobodno komentirajte u donjem odjeljku.