इलेक्ट्रिकल सर्किट्स उघडणे

इलेक्ट्रिकल सर्किट्स उघडणे म्हणजे सहसा संक्रमणकालीन प्रक्रिया, ज्यामध्ये सर्किट करंट एका विशिष्ट मूल्यावरून शून्यात बदलतो. सर्किट उघडण्याच्या शेवटच्या टप्प्यात, डिस्कनेक्टिंग डिव्हाइसच्या संपर्कांमध्ये एक अंतर दिसून येते, ज्यामध्ये शून्य चालकता व्यतिरिक्त, त्यास पुनर्संचयित केलेल्या सर्किट व्होल्टेजच्या क्रियेला तोंड देण्यासाठी पुरेसे उच्च डायलेक्ट्रिक सामर्थ्य देखील असणे आवश्यक आहे.

आर्क डिस्चार्जची शारीरिक वैशिष्ट्ये

इलेक्ट्रिक चाप जेव्हा संपर्क (इलेक्ट्रोड्स) मधील अंतर तुटते किंवा ते उघडतात तेव्हा उद्भवू शकते. जेव्हा संपर्क उघडतात, तेव्हा संपर्क पृष्ठभागावर चमकणारे "स्पॉट्स" तयार केल्यामुळे त्यांच्या दरम्यान आर्किंग सुलभ होते, जे "पृथक्करण" च्या लहान भागांवर लक्षणीय वर्तमान घनतेचा परिणाम आहे. यामुळे संपर्क तुटल्यावर चाप तयार होतो, अगदी कमी व्होल्टेजमध्ये (अनेक दहा व्होल्टच्या क्रमाने).

हे सामान्यतः स्वीकारले जाते की संपर्कांवर कमीतकमी अस्थिर आर्किंगच्या घटनेसाठी किमान अटी आहेत वर्तमान सुमारे 0.5 A आणि व्होल्टेज 15 - 20 V.

व्होल्टेज आणि करंटच्या कमी मूल्यांवर संपर्क उघडणे सहसा फक्त लहान ठिणग्यांसह असते. उच्च ओपन सर्किट व्होल्टेजमध्ये, परंतु कमी प्रवाहांवर, खुल्या संपर्कांमधील निर्मिती शक्य आहे ग्लो डिस्चार्ज.

ग्लो डिस्चार्जची उपस्थिती कॅथोड व्होल्टेजमध्ये लक्षणीय घट (300 V पर्यंत) द्वारे दर्शविले जाते. जर ग्लो डिस्चार्ज चाप डिस्चार्जमध्ये बदलला, उदाहरणार्थ, सर्किटमधील विद्युतप्रवाह वाढल्यास, कॅथोड व्होल्टेज ड्रॉप 10 - 20 V पर्यंत कमी होतो.

गॅस माध्यमाच्या उच्च दाबाने चाप डिस्चार्जची वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये अशी आहेत:

• चाप स्तंभात उच्च वर्तमान घनता;

• आर्क चॅनेलच्या आत वायूचे उच्च तापमान, 5000 के पर्यंत पोहोचते आणि तीव्र डीआयनीकरणाच्या परिस्थितीत, 12000 - 15000 के आणि उच्च;

• इलेक्ट्रोड्सवर उच्च वर्तमान घनता आणि कमी व्होल्टेज ड्रॉप.

सहसा, सर्किट उघडण्याची प्रक्रिया शक्य तितक्या लवकर पुढे जाईल याची खात्री करणे हे ध्येय असते. या उद्देशासाठी, विशेष स्विचिंग डिव्हाइसेस (स्विच, सर्किट ब्रेकर्स, कॉन्टॅक्टर्स, फ्यूज, लोड ब्रेकर्स इ.) वापरली जातात.

आर्किंग घटना केवळ सर्किट ब्रेकर्समध्येच पाळल्या जात नाहीत. संपर्क उघडल्यावर विद्युत चाप येऊ शकतो. उच्च व्होल्टेज डिस्कनेक्टर, जेव्हा ओळींचे इन्सुलेशन ओव्हरलॅप होते, जेव्हा फ्यूजचे संरक्षणात्मक घटक जळून जातात, इ.

या उपकरणांच्या उपकरणांची जटिलता ऑपरेटिंग व्होल्टेज पातळी, रेट केलेले प्रवाह आणि शॉर्ट-सर्किट प्रवाह, ओव्हरव्होल्टेजची पातळी, वातावरणातील परिस्थिती, गती रेटिंग इत्यादींच्या बाबतीत त्यांच्यावर लादलेल्या आवश्यकतांवर अवलंबून असते.

डिस्कनेक्टरद्वारे इलेक्ट्रिकल सर्किट्स उघडण्याची वैशिष्ट्ये

ट्रिपिंग उपकरणांसारख्या साध्या डिस्कनेक्टर्ससह काम करताना अल्टरनेटिंग करंटच्या लांब खुल्या आर्क्स विझवण्याचा प्रश्न बहुतेक वेळा येतो. अशा डिस्कनेक्टर्समध्ये विशेष चाप सप्रेशन डिव्हाइसेस नसतात आणि जेव्हा संपर्क उघडतात तेव्हा ते फक्त चाप हवेत वाढवतात.

चाप स्ट्रेचिंगची परिस्थिती सुधारण्यासाठी, डिस्कनेक्टर हॉर्न किंवा अतिरिक्त रॉड इलेक्ट्रोडसह सुसज्ज आहेत, ज्यासह चाप वर उचलला जातो आणि मोठ्या लांबीपर्यंत ताणला जातो.

इंटरनेटवर अपलोड केलेले बरेच व्हिडिओ आहेत जे लोडवर डिस्कनेक्टर्सचे संपर्क उघडतात तेव्हा आर्किंगची प्रक्रिया दर्शवतात (हे "आर्सिंग डिस्कनेक्टर" शोधून सहजपणे शोधले जाऊ शकतात).

डिस्कनेक्टर्सवर किंवा कंडक्टर आणि पॉवर लाईन्सवरील ग्राउंड दरम्यान ओपन आर्किंगला वाऱ्याने जोरदार प्रोत्साहन दिले जाते. वाऱ्याच्या उपस्थितीत, चाप लहान असू शकतो आणि त्यामुळे वाऱ्याच्या अनुपस्थितीपेक्षा ते अधिक लवकर काढून टाकले जाऊ शकते. तथापि, वारा सारखा घटक त्याच्या विसंगतीमुळे विचारात घेऊ नये, परंतु अधिक गंभीर परिस्थितींवर आधारित - पूर्ण वारा नसणे.

डिस्कनेक्टर्सच्या मदतीने, मोठा प्रवाह बंद करणे अशक्य आहे, कारण त्याच वेळी चाप लक्षणीय लांबीपर्यंत पोहोचतो, भरपूर ज्वाला तयार करतो आणि डिस्कनेक्टिंग डिव्हाइसचे संपर्क जोरदारपणे वितळतो. एक शक्तिशाली ओपन आर्क सहजपणे इन्सुलेटरला नुकसान पोहोचवतो ज्यांच्याशी तो संपर्कात येतो, टप्प्याटप्प्यांमधला ओव्हरलॅप होतो, ज्यामुळे नेटवर्कमध्ये शॉर्ट सर्किट होते.

पारंपारिक डिस्कनेक्टर्सचा वापर लहान ट्रान्सफॉर्मर, कॅपेसिटिव्ह लोड लाइन करंट्स, लो लोड करंट्स इत्यादींचे ओपन सर्किट करंट्स डिस्कनेक्ट करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

इलेक्ट्रिकल सर्किट्स उघडण्याचे मार्ग

तत्त्वानुसार, डायरेक्ट करंट आणि अल्टरनेटिंग करंटसह इलेक्ट्रिक सर्किट्स उघडण्यासाठी खालील पद्धती शक्य आहेत.

1. इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचे साधे आर्किंग

या गटामध्ये थेट आणि पर्यायी करंटसह इलेक्ट्रिक सर्किट्स उघडण्याच्या अशा पद्धतींचा समावेश आहे, ज्यामध्ये संपर्क उघडण्यापूर्वी सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी कोणतेही विशेष अतिरिक्त उपाय केले जात नाहीत किंवा कंसच्या अंतरामध्ये कंसची ऊर्जा कमी करण्यासाठी विशेष उपाय केले जात नाहीत. तोडणारा

या उघडण्याच्या पद्धतीमध्ये, सर्किट ब्रेकिंग अटी जास्तीत जास्त प्रदान केल्या जातात डिस्कनेक्टिंग उपकरणाचा चाप विझवणारा कक्ष जेव्हा विद्युत् प्रवाह शून्य (पर्यायी प्रवाह) ओलांडतो किंवा आर्क व्होल्टेज (डायरेक्ट करंट) चे पुरेसे मूल्य गाठतो तेव्हा अंतराची आवश्यक डायलेक्ट्रिक ताकद तयार करून.

आर्किंग दरम्यान, उपकरणाचे संपर्क सर्किटमध्ये वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या कोणत्याही टप्प्यात उघडू शकतात, म्हणून कमानीचे संपर्क आणि घटक तुलनेने उच्च शक्ती आणि उर्जेच्या कमानीच्या प्रभावासाठी डिझाइन केले पाहिजेत.

इलेक्ट्रिकल उपकरणांसाठी चाप विझविण्याचे कक्ष

सर्किट ब्रेकर आर्क चुट

2. इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचे मर्यादित चाप उघडणे

अशा अपवर्जन पद्धतींमध्ये त्या समाविष्ट आहेत ज्यामध्ये तुलनेने मोठ्या प्रमाणात सक्रिय किंवा प्रतिक्रिया, ज्यामुळे सर्किटमधील वर्तमान मर्यादा सुरू होण्यापूर्वी अस्तित्वात असलेल्या मूल्याच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या कमी होते. स्विच सर्किटमध्ये राहणारा मर्यादित प्रवाह बंद करतो.

या प्रकरणात, संपर्कांवर एक पॉवर-मर्यादित चाप उद्भवते आणि उर्वरीत प्रवाहावरील चाप विझवणे हे करंट मर्यादित नसल्यास त्यापेक्षा सोपे काम आहे.

पारंपारिकपणे, आम्ही त्याच गटामध्ये अशा डिस्कनेक्शन पद्धतींचा समावेश करतो, ज्यामध्ये वर्तमान व्यत्ययाचा टप्पा काटेकोरपणे निश्चित केला जातो किंवा संपर्कांवरील चाप जळण्याची वेळ काही विशेष उपायांद्वारे मर्यादित असते, उदाहरणार्थ, वाल्व्ह उपकरणे इ.

3. इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचे आर्कलेस ओपनिंग

या प्रकरणात इलेक्ट्रिकल सर्किट्स उघडण्याची प्रक्रिया या वस्तुस्थितीद्वारे दर्शविली जाते की मुख्य संपर्कांवर चाप डिस्चार्ज पूर्णपणे उद्भवते किंवा सर्किट्सच्या इंडक्टन्स आणि म्युच्युअल इंडक्टन्सच्या प्रभावामुळे अत्यंत अल्पकालीन अस्थिर चापच्या स्वरूपात उद्भवते. . या प्रकारचे सर्किट उघडणे सामान्यत: मुख्य सर्किट ब्रेकर संपर्कांचे शंटिंग घटक म्हणून वापरल्या जाणार्‍या उच्च-शक्तीच्या वाल्व (सिलिकॉन डायोड किंवा थायरिस्टर्स) द्वारे साध्य केले जाते.

डीसी आणि एसी इलेक्ट्रिकल सर्किट्स उघडताना चाप विझवण्याची वैशिष्ट्ये

स्विचिंग डिव्हाईस गॅपच्या सक्रिय डीआयोनायझेशनसह एसी चाप विझविण्याच्या परिस्थिती मूलभूतपणे डीसी आर्क्स आणि लाँग ओपन एसी आर्क्सच्या विझविण्याच्या परिस्थितीमधून वगळल्या जातात.

कायमस्वरूपी कमानीमध्ये किंवा खुल्या लांब आलटून पालटून चालणाऱ्या चापमध्ये, विलुप्त होणे प्रामुख्याने होते कारण जेव्हा चाप ताणला जातो तेव्हा विद्युत उर्जेचा स्रोत कंस स्तंभातील व्होल्टेज ड्रॉप कव्हर करू शकत नाही, परिणामी एक अस्थिर स्थिती उद्भवते आणि चाप विझला आहे.

जेव्हा AC सर्किटमध्ये चाप उद्भवतो, जेव्हा चाप स्तंभ सक्रियपणे विआयनीकृत केला जातो किंवा शॉर्ट आर्क्सच्या मालिकेत मोडतो, तेव्हा कंस जळत ठेवण्यासाठी स्त्रोतामध्ये अजूनही मोठा पुरवठा व्होल्टेज असतो तेव्हाही तो कंस विझवला जाऊ शकतो, परंतु जे बाहेर वळते. त्याचे प्रज्वलन सुनिश्चित करण्यासाठी अपुरे असणे—सध्याच्या शून्य क्रॉसिंगवर.

सध्याच्या शून्य क्रॉसिंग दरम्यान सक्रिय डीआयोनायझेशनच्या परिस्थितीत, चाप स्तंभाची चालकता इतकी कमी होते की, पुढील अर्ध-चक्रात चाप सुरू करण्यासाठी कमीतकमी थोड्या काळासाठी, त्यावर महत्त्वपूर्ण व्होल्टेज लागू करणे आवश्यक आहे.

जर सर्किट पुरेसा व्होल्टेज प्रदान करू शकत नसेल आणि त्याचा दर वाढण्याचा दर शून्य असेल तर, विद्युत् प्रवाहात व्यत्यय येतो, म्हणजेच पुढील अर्ध-चक्रात चाप दिसत नाही आणि शेवटी सर्किट होते. बंद केले.

मग सर्वात सामान्य गोष्टींचा विचार करा फक्त चाप सर्किट उघडणे.

जर सर्किट स्रोत व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाह काही गंभीर मूल्यांपेक्षा जास्त असेल, तर इलेक्ट्रिकल डिस्कनेक्शन डिव्हाइसच्या संपर्कांवर जेव्हा ते उघडतात तेव्हा एक स्थिर चाप डिस्चार्ज होतो… जर संपर्क आणखी विचलित झाले किंवा डिस्कनेक्टरच्या चाप विझवणाऱ्या चेंबरमध्ये चाप उडाला, तर अस्थिर कंस जळण्याची परिस्थिती निर्माण होते आणि चाप विझवता येतो.

सर्किट व्होल्टेज आणि वर्तमान वाढल्यामुळे, अस्थिर आर्किंग परिस्थिती निर्माण करण्यात अडचण वेगाने वाढते. हजारो आणि हजारो व्होल्ट्सपर्यंत पोहोचणाऱ्या व्होल्टेजमध्ये आणि तुलनेने उच्च प्रवाह (हजारो अँपिअर), डिस्कनेक्टिंग डिव्हाइसच्या संपर्कांमध्ये एक अतिशय शक्तिशाली चाप उद्भवते, ते विझवण्यासाठी आणि म्हणून सर्किट खंडित करण्यासाठी, वापरण्यासाठी उपाययोजना करणे आवश्यक आहे. अधिक किंवा कमी अत्याधुनिक चाप विझवणारी उपकरणे... डीसी सर्किट्स बंद करताना विशेषत: महत्त्वपूर्ण अडचणी उद्भवतात.

एक खडक दरम्यान लक्षणीय अडचणी देखील मात करणे आवश्यक आहे. शॉर्ट सर्किट प्रवाह एसी सर्किट्समध्ये अल्प कालावधीसाठी (सेकंदाच्या शंभरव्या आणि हजारव्या भाग).

इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्समध्ये सर्किटचे द्रुत ब्रेकिंग आणि परिणामी शॉर्ट सर्किट काढून टाकणे अनेक परिस्थितींद्वारे आणि सर्वप्रथम ऑपरेशनची स्थिरता राखण्यासाठी आवश्यकतेनुसार निर्धारित केले जाते. विद्युत प्रणाली, शॉर्ट-सर्किट करंट्सच्या थर्मल इफेक्ट्सपासून तारा आणि उपकरणांचे संरक्षण, शक्तिशाली चापच्या विनाशकारी कृतीपासून डिस्कनेक्टिंग डिव्हाइसेसचे संपर्क आणि आर्क चेंबर्सचे संरक्षण.

ओपन सर्किट चाप जलद काढणे देखील खूप महत्वाचे आहे आणि कमी व्होल्टेज कंट्रोल सर्किट्ससाठी उपकरणांमध्ये, जे सहसा खूप मोठ्या संख्येने स्विचिंग प्रक्रियेसाठी डिझाइन केलेले असतात. चाप बर्निंगचा कालावधी कमी केल्याने संपर्क आणि उपकरणाच्या इतर घटकांच्या ज्वलनात घट होते आणि म्हणून, सेवा जीवनात वाढ होते.

तथापि, चाप अतिशय जलद मिटवल्यामुळे सर्किटमध्ये खूप मोठी लाट येऊ शकते कारण सर्किट उघडे असताना चाप सर्किटमध्ये साठवलेली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ऊर्जा शोषून घेते, ज्याचे इलेक्ट्रोस्टॅटिक सर्ज एनर्जीमध्ये रूपांतर होऊ शकते. अशा प्रकारे, आर्क डिस्चार्ज काही प्रकरणांमध्ये सकारात्मक भूमिका बजावू शकतो. याचा हिशेब घ्यायला हवा.

विश्वसनीय हाय-स्पीड हाय- आणि लो-व्होल्टेज डिस्कनेक्टिंग डिव्हाइसेस तयार करण्याची समस्या, सर्व प्रथम, त्यांच्यामध्ये चाप शमन करण्याच्या समस्येच्या योग्य निराकरणावर आधारित आहे.

इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या संपर्कात शक्तिशाली चाप तयार करून कमी आणि उच्च व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये व्यत्यय ही एक जटिल प्रक्रिया आहे, ज्याचा अभ्यास मोठ्या संख्येने सैद्धांतिक आणि प्रायोगिक अभ्यास आणि डिझाइन विकासासाठी समर्पित आहे.

AC आणि DC चाप विझवण्याच्या पद्धती मोठ्या संख्येने आहेत ज्या ऑपरेटिंग व्होल्टेज पातळी, प्रवाहांची तीव्रता, डिस्कनेक्टिंग डिव्हाइसेसची आवश्यक ऑपरेटिंग वेळ, सुरक्षा परिस्थिती इत्यादींवर अवलंबून व्यवहारात वापरल्या जातात.

सध्या, उच्च आणि कमी व्होल्टेज एसी आणि डीसी स्विचिंग डिव्हाइस तंत्रज्ञानाने घेतलेला मुख्य मार्ग साधा आर्किंग अजूनही आहे.

हे देखील पहा:उच्च व्होल्टेज व्हॅक्यूम सर्किट ब्रेकर्स — डिझाइन आणि ऑपरेशनचे तत्त्व