मुझे याद है कि मैं पहली बार वर्षों पहले एक प्लांट दौरे के दौरान एक बड़े एयर सर्किट ब्रेकर के सामने खड़ा था। यह एक छोटे रेफ्रिजरेटर के आकार का था, और इलेक्ट्रीशियन ने मुझे दिखाते हुए कहा, "यह चीज़ एक छोटे शहर को रोशन करने के लिए पर्याप्त करंट को बाधित कर सकती है। लेकिन अंदर से, यह वास्तव में सिर्फ एक फैंसी स्विच है जो जानता है कि कब हार माननी है।"
वह गलत नहीं था. इसके हृदय में,एक एयर सर्किट ब्रेकर- या एसीबी जैसा कि हममें से अधिकांश इसे कहते हैं - वही करता है जो कोई भी सर्किट ब्रेकर करता है: जब चीजें सामान्य होती हैं तो यह करंट प्रवाहित करता है, और जब चीजें गलत हो जाती हैं तो यह करंट रोक देता है। लेकिन यह ऐसा कैसे करता है, खासकर औद्योगिक सेटिंग में हम जिस तरह की धाराओं के बारे में बात कर रहे हैं, वह समझने लायक है।
बुनियादी काम
एसीबी को कम वोल्टेज कार्य के लिए डिज़ाइन किया गया है, आमतौर पर 600 वोल्ट से कम, हालांकि आप उन्हें सभी प्रकार के अनुप्रयोगों में देखेंगे। वे स्विचगियर की दुनिया में बड़े लड़के हैं, जो कुछ मामलों में कुछ सौ एम्पीयर से लेकर 6300 एम्पीयर तक के करंट को संभालते हैं। आप उन्हें ट्रांसफार्मर, जनरेटर, मुख्य वितरण बोर्डों की सुरक्षा करते हुए पाएंगे - वे स्थान जहां यदि कोई चीज विफल हो जाती है, तो आप चाहते हैं कि वह सुरक्षित रूप से विफल हो जाए।
नाम का "वायु" भाग आपको बताता है कि संपर्क खुलने पर आर्क को बुझाने के लिए ब्रेकर किस माध्यम का उपयोग करता है। अन्य सामग्रियों का उपयोग करने वाले तेल या एसएफ 6 ब्रेकरों के विपरीत, एसीबी वायुमंडलीय दबाव पर सादे हवा में अपना काम करते हैं।
अंदर क्या है ये मायने रखता है
इससे पहले कि हम काम शुरू करें, आइए इस बारे में बात करें कि वास्तव में इनमें से किसी एक चीज़ के अंदर क्या है।
मुख्य संपर्क वे हैं जो सामान्य ऑपरेशन के दौरान करंट प्रवाहित करते हैं। वे चांदी टंगस्टन या इसी तरह के मिश्र धातुओं से बने होते हैं जो वेल्डिंग और क्षरण का विरोध करते हैं। जब ब्रेकर बंद होता है, तो ये संपर्क स्प्रिंग दबाव द्वारा एक साथ दबाए जाते हैं, और करंट प्रवाहित होता है।
इन मुख्य संपर्कों के ऊपर या आसपास, आपको उभरे हुए संपर्क मिलेंगे। इन्हें ब्रेकर खुलने पर होने वाले नुकसान का खामियाजा भुगतने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे मेन बंद होने से पहले संपर्क बनाते हैं और मेन खुलने के बाद अलग हो जाते हैं, इसलिए मुख्य धारा ले जाने वाली सतहों के बजाय उन पर चाप बनता है। स्मार्ट डिज़ाइन.
फिर आर्क शूट है - धातु की प्लेटों का एक ढेर व्यवस्थित किया गया है ताकि इसमें खींचा गया आर्क छोटे खंडों में विभाजित हो जाए और तब तक ठंडा हो जाए जब तक कि यह खुद को बनाए न रख सके। इसे एक भूलभुलैया की तरह समझें जिससे चाप को गुजरना है, और जब तक यह अंत तक पहुंचता है, तब तक इसकी ऊर्जा खत्म हो जाती है।
ऑपरेटिंग तंत्र वह है जो हर चीज़ को संचालित करता है। बड़े एसीबी में, यह अक्सर एक संग्रहीत ऊर्जा तंत्र होता है - स्प्रिंग्स जो या तो मैन्युअल रूप से या एक छोटी मोटर द्वारा चार्ज किए जाते हैं, संपर्कों को बंद करने या लगातार गति से खोलने के लिए तैयार होते हैं, भले ही ऑपरेटर हैंडल को कैसे भी घुमाए।
सामान्य ऑपरेशन - बस करंट प्रवाहित करना
जब सब कुछ ठीक चल रहा होता है, तो एसीबी वहीं बैठकर अपना काम करती है। करंट एक टर्मिनल से आता है, संपर्कों से होकर गुजरता है, और दूसरी तरफ से निकल जाता है। ट्रिप यूनिट - चाहे वह थर्मल, चुंबकीय, या इलेक्ट्रॉनिक हो - लगातार करंट की निगरानी करती है।
थर्मल -चुंबकीय ब्रेकरों में, एक द्विधात्विक पट्टी होती है जो प्रवाहित धारा के आधार पर गर्म होती है। सामान्य धारा इसे गर्म तो रखती है लेकिन इतनी नहीं कि मुड़ सके। इसमें एक चुंबकीय कुंडल भी है जो धारा के समानुपाती चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक ट्रिप इकाइयों में, प्रत्येक चरण पर वर्तमान ट्रांसफार्मर एक माइक्रोप्रोसेसर को सिग्नल फ़ीड करते हैं जो परेशानी पर नजर रखता है। ये अधिक सटीक हैं और विभिन्न यात्रा वक्रों और कार्यों के लिए समायोजित किए जा सकते हैं।
जब चीजें गलत हो जाती हैं - यात्रा क्रम
यहीं पर यह दिलचस्प हो जाता है। मान लीजिए कि डाउनस्ट्रीम में शॉर्ट सर्किट होता है। मिलीसेकंड में हजारों एम्पीयर तक करंट प्रवाहित होता है।
एक थर्मल -चुंबकीय ब्रेकर में, वह उच्च धारा तुरंत कुंडल के चारों ओर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। फ़ील्ड एक आर्मेचर को खींचता है जो तंत्र को ट्रिप करता है, संपर्क खोलता है। यह लगभग 10 मिलीसेकंड में होता है - आधे चक्र से भी कम।
इलेक्ट्रॉनिक रूप से ट्रिप किए गए ब्रेकर में, माइक्रोप्रोसेसर ओवरकरंट को देखता है और शंट ट्रिप के लिए एक सिग्नल भेजता है या एक चुंबकीय कुंडी छोड़ता है। किसी भी तरह, ऑपरेटिंग तंत्र जारी हो जाता है।
आर्क - और इसे कैसे मारें
जब संपर्क अलग होने लगते हैं, तो वोल्टेज गैप में करंट प्रवाहित करने का प्रयास करता है। वायु आयनित हो जाती है, प्रवाहकीय हो जाती है और एक चाप बन जाता है। यह चाप कई हजार डिग्री तक तापमान तक पहुंच सकता है। अकेला छोड़ दिया जाए, तो यह संपर्कों को नष्ट कर देगा और तब तक संचालन जारी रखेगा जब तक कि कुछ पिघल न जाए।
यह वह जगह है जहां आर्क शूट अपना स्थान अर्जित करता है। जैसे ही गतिशील संपर्क दूर खींचता है, चाप ऊपर की ओर खींचा जाता है - या तो चुंबकीय रूप से वर्तमान के क्षेत्र द्वारा उड़ाया जाता है या यंत्रवत् निर्देशित होता है - धातु प्लेटों के ढेर में। प्रत्येक प्लेट चाप को श्रृंखला में छोटे चापों में विभाजित करती है। प्रत्येक विभाजन वोल्टेज ड्रॉप जोड़ता है, और प्लेटें चाप को ठंडा करती हैं। अंततः, उन सभी छोटे चापों को बनाए रखने के लिए आवश्यक वोल्टेज सिस्टम द्वारा प्रदान की जा सकने वाली क्षमता से अधिक हो जाता है, और चाप बुझ जाता है।
एक सामान्य एसीबी के लिए पूरी प्रक्रिया में शायद 25 से 40 मिलीसेकेंड का समय लगता है। तुरंत नहीं, लेकिन क्षति को सीमित करने के लिए पर्याप्त तेज़।
संग्रहित ऊर्जा - बड़े ब्रेकर मांसपेशियों पर भरोसा क्यों नहीं करते
यदि आपने कभी किसी बड़े एसीबी को मैन्युअल रूप से संचालित किया है, तो आप जानते हैं कि आप केवल हैंडल को नहीं पलटते हैं। आप पहले लीवर पंप करके या मोटर चलाकर स्प्रिंग्स को चार्ज करते हैं। वह संग्रहीत ऊर्जा ही संपर्कों को बंद करती है - तेज़ और बलपूर्वक, चाहे आप कितनी भी धीमी गति से चलें।
यह मायने रखता है क्योंकि संपर्क गति चाप शमन को प्रभावित करती है। यदि आप धीरे-धीरे बंद करते हैं, तो संपर्क पूरी तरह बनने से पहले उछल सकते हैं या मुड़ सकते हैं। यदि आप धीरे-धीरे खोलते हैं, तो चाप बहुत देर तक लटका रहता है। संग्रहीत ऊर्जा तंत्र हर बार लगातार गति सुनिश्चित करते हैं।
एसीबी और छोटे ब्रेकरों के बीच अंतर
लोग कभी-कभी एसीबी को लेकर भ्रमित हो जाते हैंढाले हुए केस ब्रेकरया एमसीसीबी। वे दोनों एक अर्थ में एयर ब्रेकर हैं, लेकिन एसीबी आम तौर पर बड़े होते हैं, उनकी निरंतर वर्तमान रेटिंग अधिक होती है, और अक्सर अधिक परिष्कृत सुरक्षा और निगरानी शामिल होती है।
एसीबी को सेवा योग्य बनाने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है। आप उन्हें खोल सकते हैं, संपर्कों का निरीक्षण कर सकते हैं, आर्क शूट बदल सकते हैं और सेटिंग्स समायोजित कर सकते हैं। एक मोल्डेड केस ब्रेकर को आमतौर पर सील कर दिया जाता है - जब यह हो जाता है, तो आप पूरी इकाई को बदल देते हैं।
एक और अंतर यह है कि वे फॉल्ट करंट को कैसे संभालते हैं। एमसीसीबी को करंट को सीमित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है - वे इतनी तेजी से बाधित होते हैं कि फॉल्ट करंट कभी भी अपने पूर्ण चरम तक नहीं पहुंचता है। एसीबी को थोड़े समय के लिए खराबी का सामना करने के लिए बनाया गया है जबकि डाउनस्ट्रीम डिवाइस समस्या को दूर करते हैं। यह चयनात्मकता बड़ी प्रणालियों में महत्वपूर्ण है जहां आप नहीं चाहते कि शाखा सर्किट पर हर छोटी गलती के लिए मुख्य ब्रेकर ट्रिपिंग हो।
सामान्य भ्रांतियाँ
मैंने लोगों को यह कहते सुना है कि एसीबी अप्रचलित हो गए हैं, उनकी जगह वैक्यूम या एसएफ6 ने ले ली है। कम वोल्टेज के लिए सही नहीं है। हवा मुफ़्त है, लीक नहीं होती, और किसी विशेष हैंडलिंग की आवश्यकता नहीं है। 1000V से कम वोल्टेज के लिए, एयर ब्रेकर अभी भी काम के घोड़े हैं।
दूसरा: कि सभी एसीबी एक जैसे हैं। वे नहीं हैं. कुछ सरल थर्मल ट्रिप का उपयोग करते हैं, अन्य के पास भवन प्रबंधन प्रणालियों के संचार के साथ पूर्ण माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण होता है। मूल सिद्धांत एक ही है, लेकिन परिष्कार व्यापक रूप से भिन्न है।
और वह जो मुझे पागल कर देता है: "यदि यह फिसल जाता है, तो इसे रीसेट करें और इसे वापस चालू करें।" नहीं, आप यह पता लगाएं कि यह पहले क्यों फिसला। ब्रेकर बिना किसी कारण के ट्रिप नहीं करते।
ऊपर लपेटकर
तो एयर सर्किट ब्रेकर कैसे काम करता है? यह तब करंट प्रवाहित करता है जब इसे करना चाहिए, जब करंट सुरक्षित स्तर से अधिक हो जाता है तो इसका पता लगाता है, उस करंट को बाधित करने के लिए संपर्क खोलता है, और परिणामी चाप को बुझाने के लिए हवा के गुणों और चतुर यांत्रिक डिजाइन का उपयोग करता है। यह इसे विश्वसनीय रूप से, बार-बार और विशेष गैसों या तेलों के बिना करता है।
अगली बार जब आप किसी सबस्टेशन या संयंत्र के सामने से गुजरेंगे, तो आपको पता चल जाएगा कि उस धातु बॉक्स के अंदर क्या हो रहा है। और आप उस इंजीनियरिंग की सराहना करेंगे जो इसे वर्षों तक चुपचाप बैठे रहने देती है, उस क्षण की प्रतीक्षा करती है जब उसे अपना काम करने की आवश्यकता होती है।
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