Vrste odklopnikov in njihov pomen

V svetu električne in elektronike je veliko primerov, ko pride do nesreč. To bo povzročilo hudo škodo na stavbah, pisarnah, hišah, šolah, industriji itd. Zaupanje napetosti in toka ni pravilno, čeprav so sprejeti varnostni ukrepi. Ko so odklopniki nameščeni, bo nadzoroval nenaden dvig napetosti in toka. Pomagalo bo pri vsaki nesreči. Odklopniki so kot srce električnega sistema. Obstajajo različne vrste odklopnikov, kjer so ti nameščeni glede na oceno sistema. V hiši se uporabljajo različne vrste odklopnikov, za industrijo pa druga vrsta odklopnikov. Podrobno bomo razpravljali o različnih vrstah odklopnikov in njihovem pomenu.

Kaj je odklopnik?

Električni odklopnik je stikalna naprava, ki jo je mogoče samodejno ali ročno upravljati za zaščito in nadzor elektroenergetski sistem . V sodobnem elektroenergetskem sistemu se je zasnova odklopnika spremenila glede na velike tokove in preprečila oblok med delovanjem.

Varovalka

Električna energija, ki prihaja v hiše ali pisarne, šole ali industrijo ali na katera koli druga mesta iz distribucijskih omrežij, tvori velik krog. Tisti vodi, ki so na enem koncu povezani z elektrarno, se imenujejo vroča žica, drugi vodi pa na tleh, ki tvorijo drugi konec. Kadarkoli električni naboj teče med tema dvema linijama, razvije potencial med njima. Za celotno vezje povezava bremen (naprav) nudi odpornost proti toku naboja in celoten električni sistem v hiši ali industriji bo deloval nemoteno.

Delujejo nemoteno, če so naprave dovolj odporne in ne povzročajo prekomernega toka ali napetosti. Razlogi za ogrevanje žic so preveč naboja, ki teče skozi tokokrog, ali pa bi kratek stik ali nenadna povezava vroče končne žice z ozemljitveno žico segrela žice in povzročila požar. Odklopnik bo preprečil takšne situacije, ki preprosto prekinejo preostalo vezje.

Osnovno delovanje tipov odklopnikov

No, zavedamo se, kaj je odklopnik . Zdaj ta razdelek pojasnjuje princip delovanja odklopnika .

Kot inženir elektrotehnike je ključnega pomena poznati delovanje te naprave, ne samo inženir, temveč tudi ljudje, ki so v tej domeni, tega se morajo zavedati. Naprava vključuje par elektrod, pri čemer je ena statična, druga pa premična. Ko oba kontakta vzpostavita stik, se vezje zapre in kadar ti kontakti niso skupaj, se vezje premakne v zaprto stanje. Ta operacija je odvisna od potrebe delavca, ali mora biti vezje v začetni fazi v položaju ODPRTO ali ZAPRTO.

Pogoj 1: Predpostavimo, da je naprava v prvi fazi zaprta, da se ustvari vezje, kadar pride do kakršne koli škode ali kadar delavec misli ODPRTI, potem logični indikator spodbudi rele za sprožitev, ki odklopi oba kontakta, tako da omogoči gibanje na premična tuljava, ki je oddaljena od konstantne tuljave.

Zdi se, da je ta operacija tako preprosta in enostavna, resnični zaplet pa je, da ko je nekaj stikov daleč skupaj, bo prišlo do velikih začasnih potencialnih razlik med dvema stikoma, ki olajšajo prehod velikega elektrona iz visokega v nizek potencial. Medtem ko ta začasna reža med kontakti deluje z dielektrikom, da se elektroni premikajo z ene na drugo elektrodo.

Ko je potencialna sprememba večja od sile dielektrične trdnosti, bo prišlo do gibanja elektronov iz ene elektrode v drugo. To ionizira dielektrični način, ki bi lahko usmeril k ustvarjanju velikega vžiga med elektrodama. Ta vžig se imenuje LOK . Tudi ta vžig ostane nekaj mikrosekund, ima sposobnost poškodbe celotne odklopne naprave, kar povzroči škodo za celotno opremo in ohišje. Da bi odpravili ta vžig, je treba predhodno ugasniti dielektrično sposobnost, ki ločuje elektrodi, preden se poškoduje vezje.

Fenomen loka

Med delovanjem odklopnikov je lok tisti, ki ga je treba jasno opazovati. Torej pojav obloka v odklopnikih poteka v času pomanjkljivih primerov. Na primer, kadar je čez kontakte močan tok toka, preden pride do obrambnega pristopa in sproži stike.

V trenutku, ko so kontakti v stanju ODPRTO, se območje stikov hitro zmanjša in se zaradi velikega toka SC poveča gostota toka. Ta pojav usmerja v dvig temperature in ta generacija toplote zadostuje za ionizirajoči prekinitveni medij. Joniziran medij deluje, ko se vodnik in oblok zadržujeta med kontakti. Oblok ustvarja minimalno uporno pot za stike in ves čas, ko oblok obstaja, bo tekel velik tok. Ta pogoj škoduje delovanju odklopnika.

Zakaj se dogaja lok?

Preden poznamo pristope zaključevanja loka, ocenimo parametre, ki so odgovorni za dogajanje loka. Razlogi so:

• Potencialne razlike med stiki
• Ionizirani delci, ki so med stiki

Ta potencialna sprememba med kontaktoma zadostuje za obstoj loka, saj je razdalja stika minimalna. Poleg tega ima ionizacijski medij sposobnost ohranjanja loka.

To so razlogi za lok generacije.

Klasifikacija odklopnikov

Različne vrste visokonapetostnih odklopnikov vključujejo naslednje

• Odklopnik zraka
• Odklopnik SF6
• Vakuumski odklopnik
• Odklopnik olja
• Odklopnik zraka

Vrste odklopnikov

Odklopnik zraka

Ta odklopnik bo deloval v zraku, kaljenje je oblok pri atmosferskem tlaku. V mnogih državah zračni odklopnik zamenja oljni odklopnik. O odklopniku olja bomo razpravljali kasneje v članku. Tako je pomen ACB še vedno priporočljiva izbira za uporabo zračnega odklopnika do 15KV. To je zato, ker se lahko oljni odklopnik pri uporabi pri 15V vname.

Odklopnik zračnega tipa

Dve vrsti zračnih odklopnikov sta

• Navadni odklopnik
• Odklopnik Airblast

Navadni odklopnik

Odklopnik z navadnim zrakom se imenuje tudi prekinitvena stika. Pri tem je odklopnik opremljen s komoro, ki obdaja kontakte. Ta komora je znana kot ločni žleb.

Ta lok je narejen za pogon v njem. Pri ohlajanju zračnega odklopnika bo v pomoč obločni žleb. Iz ognjevzdržnega materiala je izdelan ločni žleb. Notranje stene obloka so oblikovane tako, da oblok ni prisiljen v bližino. Zapeljal bo v navijalni kanal, projiciran na obločno steno žleba.

Ločni žleb bo imel veliko majhnih predelkov in ima veliko predelkov, ki so kovinsko ločene plošče. Tu se vsak majhen prekat obnaša kot mini-ločni žleb, kovinska ločevalna plošča pa deluje kot ločni cepilnik. Vse napetosti obloka bodo višje od napetosti sistema, ko se oblok razdeli na vrsto oblokov. Zaželeno je le za nizkonapetostne aplikacije.

Odklopnik Air Blast

Odklopniki Airblast se uporabljajo za sistemsko napetost 245 kV, 420 kV in tudi več. Odklopniki Airblast so dveh vrst:

• Aksialni razbijalec peska
• Aksialni udarec z drsnim gibljivim kontaktom.

Aksialni razbijalec peska

V aksialnem razstrelilniku bo stikal gibljivi kontakt aksialnega razstrelilnika. Odprtina šobe je pritrjena na kontakt odklopnika v normalno zaprtem stanju. Napaka nastane, ko v komoro vnesemo visok tlak. Napetost zadostuje za vzdrževanje visokotlačnega zraka, ko teče skozi odprtino šobe.

Tip zračne eksplozije

Prednosti čaše Air-Blast Circuit

• Uporablja se tam, kjer je zaradi manjše energije obloka potrebno pogosto delovanje.
• Ne ogroža ognja.
• Majhne velikosti.
• Zahteva manj vzdrževanja.
• Kaljenje loka je veliko hitrejše
• Hitrost odklopnika je veliko večja.
• Čas trajanja loka je enak za vse vrednosti toka.

Slabosti odklopnika Air-Blast

• Zahteva dodatno vzdrževanje.
• Zrak ima sorazmerno nižje lastnosti gašenja obloka
• Vsebuje zračni kompresor velike zmogljivosti.
• Iz križišča zračne cevi lahko obstaja možnost puščanja zračnega tlaka
• Obstaja možnost visokega povečanja ponovnega udarca toka in napetosti.

Uporaba in uporaba zračnega odklopnika

• Uporablja se za zaščito rastlin, električnih strojev, transformatorjev, kondenzatorjev in generatorjev
• Zračni odklopnik se uporablja tudi v sistemu za delitev električne energije in GND približno 15Kv
• Uporablja se tudi v aplikacijah z nizkim in visokim tokom in napetostjo.

Odklopnik SF6

V odklopniku SF6 delujejo tokovni kontakti v žveplovem heksafluoridnem plinu, ki je znan kot odklopnik SF6. Je odlična izolacijska lastnost in velika elektronegativnost. Razumljivo je, da je velika afiniteta absorpcije prostih elektronov. Negativni ion nastane, ko prosti elektron trči z molekulo plina SF6, ki jo absorbira ta molekula plina. Dva različna načina pritrditve elektrona z molekulami plina SF6 sta

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

Nastali negativni ioni bodo veliko težji od prostega elektrona. Zato je v primerjavi z drugimi običajnimi plini skupna gibljivost nabitega delca v plinu SF6 veliko manjša. Mobilnost nabitih delcev je v glavnem odgovorna za prevajanje toka skozi plin. Zato za težje in manj premične delce v plinu SF6 pridobi zelo visoko dielektrično trdnost. Ta plin ima dobro lastnost prenosa toplote zaradi nizke plinaste viskoznosti. SF6 je 100-krat učinkovitejši v medijih za gašenje obloka kot zračni odklopnik. Uporablja se za srednje in visoko napetostne elektroenergetske sisteme od 33KV do 800KV.

Odklopniki SF6

Vrste odklopnikov v SF6

• Enojni prekinitveni odklopnik SF6, uporabljen do 220
• Dva odklopnika SF6 prekinjena do 400
• Štirje odklopniki SF6 delujejo do 715V

Vakuumski odklopnik

Vakuumski odklopnik je vezje, v katerem se za izumrtje loka uporablja vakuum. Ima dielektrični obnovitveni značaj, odlično prekinitev in lahko prekine visokofrekvenčni tok, ki je posledica nestabilnosti obloka, nameščenega na linijski frekvenčni tok.

Načelo delovanja VCB bo imelo dva kontakta, imenovana elektrode, ki bodo v običajnih pogojih delovanja ostali zaprti. Recimo, da se v katerem koli delu sistema pojavi napaka, nato pa se sproži tuljava odklopnika in končno se kontakt loči.

Vakuumski odklopnik

V trenutku, ko se kontakti odklopnika odprejo v vakuumu, to je 10-7 do 10-5 Torr, med ionizacijo se ustvari lok z ionizacijo kovinskih hlapov kontaktov. Tu oblok hitro ugasne, to pa se zgodi, ker se elektroni, kovinske pare in ioni, ki nastanejo med oblokom, hitro kondenzirajo na površini CB kontaktov, kar povzroči hitro obnovo dielektrične trdnosti.

Prednosti

• VCB so zanesljivi, kompaktni in imajo dolgo življenjsko dobo
• Lahko prekinejo kateri koli tok napake.
• Nevarnosti požara ne bo.
• Ni hrupa
• Ima večjo dielektrično trdnost.
• Za krmiljenje potrebuje manj energije.

Odklopnik olja

Pri tej vrsti vezja se uporablja odklopno olje, vendar je prednostno mineralno olje. Deluje bolj izolacijsko kot zrak. Premični kontakt in fiksni kontakt sta potopljena v izolacijsko olje. Ko pride do ločevanja toka, nato nosilni kontakti v olju, se lok v odklopniku inicializira v trenutku ločitve kontaktov in zaradi tega se lok v olju upari in razgradi v vodikovem plinu in na koncu ustvari vodikov mehurček okoli loka.

Ta močno stisnjen plinski mehurček okoli in loka preprečuje ponovno udarjanje loka, ko tok doseže ničelne prehode cikla. OCB je najstarejša vrsta odklopnika.

Različne vrste odklopnikov v oljnem tipu

• Odklopnik olja v razsutem stanju
• Najmanjši odklopnik olja

Odklopnik v razsutem stanju (BOCB)

V BOCB se olje uporablja za obločanje kaljevalnega medija in tudi za izolacijo medijev med ozemljitvenimi deli odklopnika in tokovnimi kontakti. Uporablja se isto izolacijsko olje transformatorja.

Načelo delovanja BOCB pravi, da ko so tokovni kontakti v olju ločeni, med ločenimi kontakti nastane lok. Vzpostavljeni lok bo ustvaril hitro rastoč plinski mehurček okoli loka. Gibljivi kontakti se bodo oddaljili od fiksnega stika loka in to bo povzročilo povečanje odpornosti loka. Tu bo povečana odpornost povzročila znižanje temperature. Tako zmanjšane tvorbe plinov obdajajo lok.

Ko tok prehaja skozi ničelni prehod, pride do dušenja loka v BOCB. V popolnoma nepredušni posodi je plinski mehurček zaprt znotraj olja. Olje bo obkroženo z visokim pritiskom na mehurček, kar povzroči visoko stisnjen plin okoli loka. Ko se tlak poveča, se poveča tudi deionizacija plina, kar povzroči dušenje loka. Vodikov plin bo pomagal pri hlajenju dušenja dušenja v oljnem odklopniku.

Prednosti

• Dobra hladilna lastnost zaradi razgradnje
• Olje ima visoko dielektrično trdnost
• Deluje kot izolator med zemljo in deli pod napetostjo.
• Tu uporabljeno olje bo med razpadanjem absorbiralo energijo loka

Slabosti

• Ne bo dovolil visoke hitrosti prekinitve
• Traja dolgo obločno.

Najmanjši odklopnik olja

Je odklopnik, ki uporablja olje kot moteče sredstvo. Najmanjši odklopnik olja bo prekinitveno enoto postavil v izolacijsko komoro na potencial pod napetostjo. Toda v prekinitveni komori je na voljo izolacijski material. Potrebuje manj olja, zato se imenuje minimalni odklopnik olja.

Prednosti

• Zahteva manj vzdrževanja.
• Primeren je tako za avtomatsko kot ročno upravljanje.
• Zahteva manjši prostor
• Tudi stroški lomne zmogljivosti v MVA so manjši.

Slabosti

• Nafta propada zaradi karbonizacije.
• Obstaja možnost eksplozije in požara
• Ker ima manjšo količino olja, se karbonizacija povečuje.
• Zelo težko je odstraniti pline iz prostora med kontakti.

Poleg tega so odklopniki razvrščeni glede na različne vrste, in sicer:

Na podlagi napetostnega razreda

Začetna kategorizacija odklopnikov je odvisna od funkcionalne napetosti, ki jo je treba uporabiti. Obstajata predvsem dve vrsti napetostnih odklopnikov, in sicer:

• Visoka napetost - Izvaja se pri napetosti več kot 1000V. Ti so nadalje razdeljeni na 75kV in 123kV naprave.
• Nizka napetost - Izvaja se pri napetosti pod 1000V

Glede na vrsto namestitve

Te naprave so razdeljene tudi glede na mesto namestitve, kar pomeni zaprte ali odprte prostore. Na splošno delujejo pri izredno visoki napetosti. Zaprti odklopniki so zasnovani za notranjo uporabo v stavbi ali tistih, ki imajo vremensko neprepustne spojine. Ključna sprememba med tema dvema vrstama je pakirna konstrukcija in zmes, medtem ko je notranji dizajn, kot je trenutna oprema in funkcionalnost zadrževanja, skoraj podoben.

Na podlagi vrste zunanje zasnove

Glede na fizično konstrukcijsko zasnovo so odklopniki spet dve vrsti:

Tip mrtvega tanka - Tu je preklopna oprema nameščena v posodi na osnovnem potencialu in je zaprta z zaščitnim medijem in motilci. Te se večinoma uporabljajo v ameriških zveznih državah.

Vrsta rezervoarja v živo - Tu se preklopna oprema nahaja v posodi z največjim potencialom in je zaprta z zaščitnim medijem in motilci. Te se večinoma uporabljajo v Evropi in azijskih državah

Na podlagi vrste prekinitvenega medija

To je ključna kategorizacija odklopnikov. Tu so naprave razvrščene glede na pristop uničenja loka in glede na prekinitveni medij. Na splošno sta se oba pokazala kot ključna parametra pri izdelavi odklopnikov in sta vladala ostalim konstrukcijskim dejavnikom. Kot prekinitvena medija se večinoma uporabljata olje in zrak. Poleg njih obstajajo tudi žveplov heksafluorid in vakuum, ki delujeta kot prekinitveni mediji. To dvoje je danes najbolj v uporabi.

Odklopniki HVDC

Je stikalna naprava, ki ovira splošni tok toka v tokokrogu. Ko pride do kakršne koli poškodbe, se ustvari razdalja med mehanskimi kontakti v napravi in ​​tako se odklopnik premakne v stanje ODPRTO. Tu je prekinitev tokokroga nekoliko zapletena, saj je tok toka le enosmeren in ne obstaja ničelni tok. Ključna uporaba te naprave je oviranje visokonapetostnega območja enosmernega toka v vezju. Medtem ko izmenično vezje neovirano ovira lok v stanju ničnega toka, ker je odvajanje energije skoraj nič. Kontaktna razdalja mora obnoviti dielektrično sposobnost, da prenese začasno obnovitveno napetost.

Delovanje HVDC

V primeru naprav za prekinitev enosmernega tokokroga je težava bolj zapletena, saj enosmerni val ne bo imel ničelnih tokov. Obvezna obločna obstrukcija vodi do razvoja velikih prehodnih nivojev obnovitvene napetosti in se počuti brez obločne obloge ter povzroči končne poškodbe mehanskih kontaktov. Pri izdelavi naprave HVDC je eden večinoma prenesel tri težave, in sicer:

• Omejevanje ponovnega lokiranja loka
• Nezmernost shranjene energije
• Generacija umetnega ničelnega toka

Standardni odklopniki

Te naprave nujno opazujejo funkcionalnost naprave. Ti standardni odklopniki so enopolni in dvopolni.

Enopolni odklopniki

Te naprave imajo funkcije

• Večinoma se uporablja v gospodinjskih aplikacijah
• Ščiti enonapetostno žico
• Ti v vezje oddajajo skoraj 120V napetosti
• Imajo sposobnost upravljanja 15 amperov do 30 amperov
• Enopolni odklopniki so v treh različicah in so polni (s širino 1 palca), polovični (s širino pol palca) in dvojni (s širino enega palca, sestavljen iz dveh stikal in upravljajo nekaj tokokrogov).

Dvopolni odklopniki

Te naprave imajo funkcije

• Ti oddajajo skoraj 120V / 240V napetosti v vezje
• Imajo sposobnost upravljanja 15 amperov do 30 amperov
• Večinoma se uporablja v velikih aplikacijah, kot so grelniki in sušilniki
• Ščiti dve napetostni žici

V tem članku so bile na kratko obravnavane različne vrste odklopnikov, npr. Zračni odklopnik, odklopnik SF6, vakuumski odklopnik in oljni odklopnik, da bi razumeli osnovni koncept teh odklopnikov . Razpravlja se tudi o njihovi razdelitvi, skupaj s prednostmi in slabostmi. O vsakem konceptu smo razpravljali zelo jasno. Če niste razumeli nobene teme, menite, da manjkajo kakšne informacije, ali če želite izvesti kakršne koli električne projekte za študente inženirjev, vas prosimo, da komentirate v spodnjem oddelku.