Kaitselülitite tüübid ja nende tähtsus

Kaitselülitite tüübid ja nende tähtsus

Elektri- ja elektroonikamaailmas on palju juhtumeid, kus juhtub äpardusi. See toob tõsiseid kahjustusi hoonetele, kontoritele, majadele, koolidele, tööstusele jne. Usaldusväärne pinge ja vool ei ole õige, kuigi võetakse ohutusmeetmeid. Kui kaitselülitid on paigaldatud, kontrollib see pinge ja voolu järsku tõusu. See aitab igast õnnetusest. Kaitselülitid on nagu elektrisüsteemi süda. Kaitselülitid on erinevad, kui need on paigaldatud vastavalt süsteemi reitingule. Majas kasutatakse erinevat tüüpi kaitselülitit ja tööstuse jaoks kasutatakse teist tüüpi kaitselülitit. Arutleme üksikasjalikult erinevat tüüpi kaitselülitite ja nende olulisuse üle.



Mis on kaitselüliti?

Elektriline kaitselüliti on lülitusseade, mida saab kaitsta ja juhtida automaatselt või käsitsi elektrisüsteem . Kaasaegses elektrisüsteemis on kaitselüliti konstruktsioon muutunud, sõltuvalt tohututest vooludest ja töötamise ajal kaare vältimiseks.


Kaitselüliti

Kaitselüliti





Elektrijaotusvõrkudest majadesse, kontoritesse, koolidesse või tööstustesse või muudesse kohtadesse saabuv elekter moodustab suure vooluringi. Neid liine, mis on ühendatud ühes otsas moodustuva elektrijaamaga, nimetatakse kuumaks traadiks ja teisi maapinnaga ühendavaid liine, mis moodustavad teise otsa. Alati, kui elektriline laeng nende kahe liini vahel voolab, tekib nende vahel potentsiaal. Kogu vooluahela jaoks pakub koormuste (seadmete) ühendamine vastupanu laengu voolule ja kogu maja või tööstusharu sees asuv elektrisüsteem töötab tõrgeteta.

Need töötavad tõrgeteta seni, kuni seadmed on piisavalt vastupidavad ega põhjusta ülevoolu ega pinget. Juhtmete kuumutamise põhjused on liiga suur voolu voolav vooluahel või lühis või kuuma otsa juhtme äkiline ühendamine maandusjuhtmega kuumutaks juhtmeid, põhjustades tulekahju. Kaitselüliti hoiab ära sellised olukorrad, mis lihtsalt katkestavad ülejäänud vooluahela.



Kaitselülitite tüüpide põhitöö

Noh, me oleme teadlikud, mis on kaitselüliti . Nüüd selgitatakse selles jaotises kaitselüliti tööpõhimõte .

Elektriinsenerina on ülitähtis teada selle seadme toimimist, mitte ainult insener, vaid ka kogu inimene on selles valdkonnas, nad peavad sellest teadlikud olema. Seade sisaldab elektroodide paari, kus üks on staatiline ja teine ​​liikuv. Kui kaks kontakti loovad kontakti, suletakse vooluring ja kui neid kontakte pole koos, liigub vooluring suletud olekusse. See toiming sõltub töötaja vajadusest, kas vooluring peab algfaasis olema AVATUD või SULETUD.


Tingimus 1: Oletame, et seade on vooluahela loomiseks esimeses etapis suletud, kui tekib mõni kahjustus või kui töötaja mõtleb AVADA, stimuleerib loogiline indikaator väljalülitusrelee, mis ühendab mõlemad kontaktid lahti, pakkudes liikumist konstantse mähisega kaugel olev liikuv mähis.

See toiming näib olevat nii lihtne ja lihtne, kuid tegelik keerukus on see, et kui paar kontakti on kaugel koos, siis on paari kontakti vahel tohutu ajutine potentsiaalne variatsioon, mis hõlbustab suure elektronide üleminekut suurelt madalale. See ajutine kontaktide vahe töötab dielektriliselt, et elektronid saaksid ühelt elektroodilt teisele liikuda.

Kui potentsiaalide variatsioon on suurem kui dielektrilise tugevuse jõud, toimub elektronide liikumine ühelt elektroodilt teisele. See ioniseerib dielektrilist režiimi, mis võib suunata elektroodide vahel tohutu süttimise tekkimisse. Seda süütamist nimetatakse ARC . Isegi see süüde jääb mõneks mikrosekundiks, see hoiab ära kogu kaitselüliti kahjustamise, põhjustades kogu seadmele ja ümbrisele kahjustusi. Selle süttimise kõrvaldamiseks tuleb enne elektrivoolu kahjustumist kustutada dielektriline võime, mis eraldab kahte elektroodi.

Kaare fenomen

Kaitselülitite töö ajal on kaar see, mida tuleb selgelt jälgida. Seega kaare nähtus kaitselülitites toimub vigaste juhtumite ajal. Näiteks kui enne kaitselähenemise toimumist ja kontaktide algatamist toimub kontaktide kaudu ulatuslik vooluhulk.

Sel hetkel, kui kontaktid on avatud olekus, väheneb kontaktpind kiiresti ja tohutu SC-voolu tõttu suureneb voolutihedus. See nähtus suunab temperatuuri tõusu ja sellest soojuse tekkimisest piisab katkestuskeskkonna ioniseerimiseks. Ioniseeritud keskkond toimib siis, kui juht ja kaar jäävad kontaktide vahele kinni. Kaar loob kontaktidele minimaalse takistuse tee ja kogu kaare olemasolu ajal voolab tohutu vool. See tingimus kahjustab kaitselüliti tööd.

Miks Arc juhtub?

Enne kaare lõpetamise lähenemisviiside tundmist hinnake parameetreid, mis on kaare toimumise eest vastutavad. Põhjused on järgmised:

  • Kontaktide vahel esinev potentsiaalne variatsioon
  • Ioniseeritud osakesed, mis on kontaktide vahel

Sellest potentsiaalsest variatsioonist, mis on kontaktide vahel, piisab kaare olemasolu jaoks, kuna kontakti kaugus on minimaalne. Lisaks hoiab ionisatsioonikeskkond kaare säilitamise võimet.

Need on kaare põhjused põlvkond.

Kaitselülitite klassifikatsioon

Erinevat tüüpi kõrgepinge kaitselülitid hõlmavad järgmist

  • Õhulüliti
  • SF6 kaitselüliti
  • Vaakumkaitselüliti
  • Õlilüliti
  • Õhulüliti
Kaitselülitite tüübid

Kaitselülitite tüübid

Õhulüliti

See kaitselüliti töötab õhus, kustutusaine on kaar atmosfäärirõhul. Paljudes riikides asendatakse õhulüliti õlilülitiga. Õlikaitselüliti kohta arutame hiljem artiklis. Seega on ACB tähtsus endiselt eelistatav kasutada kuni 15KV õhulülitit. Selle põhjuseks on asjaolu, et õlivoolukaitselüliti võib 15V pingel kasutamisel süttida.

Õhutüüpi kaitselüliti

Õhutüüpi kaitselüliti

Need kahte tüüpi kaitselülitid on

  • Tavalise õhu kaitselüliti
  • Airblast-kaitselüliti

Tavalise õhu kaitselüliti

Tavalise õhu kaitselülitit nimetatakse ka ristlõhkeahelaks. Selles on kaitselüliti varustatud kontakte ümbritseva kambriga. Seda kambrit tuntakse kaarrennina.

See kaar pannakse selles sõitma. Õhulüliti jahutuse saavutamisel on abiks kaarrenn. Tulekindlast materjalist valmistatakse kaarrenn. Kaarrenniku siseseinad on kujundatud nii, et kaar ei sunnitud lähedusse. See sõidab kaarevoolu seinale projitseeritud mähisekanalisse.

Kaarrennil on palju väikeseid kambreid ja sellel on palju jaotusi, mis on metallist eraldatud plaadid. Siin käituvad kõik väikesed kambrid minikaarrennina ja metalliline eraldusplaat toimib nagu kaarjagurid. Kui kaar jaguneb kaaride jadaks, on kõik kaarepinged kõrgemad kui süsteemi pinged. See on eelistatav ainult madalpinge rakenduste jaoks.

Õhklaine kaitselüliti

Airblast-kaitselüliteid kasutatakse süsteemi pinge 245 kV, 420 kV ja isegi suurema pinge korral. Airblast kaitselülitid on kahte tüüpi:

  • Aksiaalne lööklaine
  • Aksiaalne löök libiseva liikuva kontaktiga.

Aksiaalne lööklaine

Aksiaalses lõhkeseadmes on aksiaalse lõhkemisseadme liikuv kontakt. Düüsiava on fikseeritud kaitselüliti kontakti külge tavaliselt suletud olekus. Rike tekib siis, kui kambrisse sisestatakse kõrge rõhk. Düüsiaugust läbi voolates on pingest piisav kõrgsurveõhu hoidmiseks.

Õhklaine tüüp

Õhklaine tüüp

Air-Blast ahela eelised
  • Seda kasutatakse seal, kus väiksema kaareenergia tõttu on vajalik sagedane töö.
  • See on tuleohutu.
  • Suuruselt väike.
  • See nõuab vähem hooldust.
  • Kaare kustutamine on palju kiirem
  • Kaitselüliti kiirus on palju suurem.
  • Kaare kestus on kõigi voolu väärtuste puhul sama.
Air-Blast kaitselüliti puudused
  • See nõuab täiendavat hooldust.
  • Õhul on kaarekustutusomadused suhteliselt madalamad
  • See sisaldab suure võimsusega õhukompressorit.
  • Õhutoru ristmikust võib olla õhurõhu lekke võimalus
  • On tõenäoline, et vool ja pinge hakkavad uuesti üles lööma.
Õhulüliti rakendamine ja kasutamine
  • Seda kasutatakse taimede, elektrimasinate, trafode, kondensaatorite ja generaatorite kaitsmiseks
  • Õhulülitit kasutatakse ka elektri jagamise süsteemis ja GND umbes 15Kv
  • Kasutatakse ka madala, samuti suure voolu ja pinge rakendustes.

SF6 kaitselüliti

SF6 kaitselülitis töötavad voolu kandvad kontaktid väävelheksafluoriidgaasis, mida nimetatakse SF6 kaitselülitiks. See on suurepärane isoleeriv omadus ja kõrge elektronegatiivsus. Võib mõista, et vabade elektronide neelamise kõrge afiinsus. Negatiivne ioon tekib siis, kui vaba elektron põrkub kokku SF6 gaasimolekuliga, mille see gaasimolekul neelab. Kaks erinevat viisi elektroni kinnitamiseks SF6 gaasimolekulidega on

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

Tekkivad negatiivsed ioonid on palju raskemad kui vaba elektron. Seetõttu on SF6 gaasis laetud osakese üldine liikuvus võrreldes teiste tavaliste gaasidega palju väiksem. Gaasi kaudu voolu juhtimise eest vastutab peamiselt laetud osakeste liikuvus. Seega omandab SF6 gaasis raskemate ja vähem liikuvate laetud osakeste dielektriline tugevus. See gaas on hea gaasi ülekandevõime madala gaasilise viskoossuse tõttu. SF6 on kaarekustutussöötmes 100 korda efektiivsem kui õhulüliti. Seda kasutatakse nii keskmise kui ka kõrgepinge elektrisüsteemi jaoks alates 33KV kuni 800KV.

SF6 kaitselülitid

SF6 kaitselülitid

Kaitselülitite tüübid SF6-s

  • Ühe katkestusega SF6 kaitselüliti, rakendatud kuni 220
  • Kaks katkestajat SF6 kaitselülitit rakendatakse kuni 400
  • Neli katkestit SF6 kaitselülitit rakendatakse kuni 715 V

Vaakumkaitselüliti

Vaakumkaitselüliti on vooluahel, milles kaare kustutamiseks kasutatakse vaakumit. Sellel on dielektriline taastumisomadus, suurepärane katkestus ja see võib katkestada liini sagedusvoolule asetatud kaare ebastabiilsusest tuleneva kõrgsagedusliku voolu.

VCB tööpõhimõttel on kaks kontakti, mida nimetatakse elektroodideks, mis jäävad tavapärastes töötingimustes suletuks. Oletame, et kui mõnes süsteemi osas tekib rike, saab kaitselüliti päästepool sisse pinge ja lõpuks eraldub kontakt.

Vaakumkaitselüliti

Vaakumkaitselüliti

Kaitselüliti kontaktide avanemise hetk vaakumis, s.o kontaktide metallaurude ioniseerimisel tekib kontaktide vahel kaar kontaktide vahel. Siin kustub kaar kiiresti, see juhtub seetõttu, et kaare käigus tekkivad elektronid, metalliaurud ja ioonid kondenseeruvad CB-kontaktide pinnal kiiresti, mille tulemuseks on dielektrilise tugevuse kiire taastumine.

Eelised

  • VCB-d on usaldusväärsed, kompaktsed ja pika elueaga
  • Nad võivad katkestada mis tahes rikkevoolu.
  • Tulekahjuohte ei teki.
  • Müra ei teki
  • Sellel on suurem dielektriline tugevus.
  • See nõuab juhtimiseks vähem energiat.

Õlilüliti

Seda tüüpi vooluringides kasutatakse kaitselülitit, kuid eelistatav on mineraalõli. See isoleerib vara paremini kui õhk. Liikuv kontakt ja fikseeritud kontakt on sukeldatud isoleeriva õli sisse. Kui toimub voolu eraldamine, siis kandurikontaktid õlis, kaitselüliti kaar initsialiseeritakse kontaktide eraldamise hetkel ning selle kaare tõttu õlis aurustub ja laguneb vesinikgaasis ning loob lõpuks kaare ümber vesinikumull.

See tugevalt kokkusurutud gaasimull ja kaar takistavad kaare uuesti löömist pärast seda, kui vool jõuab tsükli nullini. OCB on vanim kaitselüliti tüüp.

Erinevat tüüpi kaitselülitid õlitüübis

  • Mahuline õlilüliti
  • Minimaalne õlilüliti

Mahuline õlilüliti (BOCB)

BOCB-s kasutatakse õli karastusjõu kaarekujuliseks muutmiseks ja ka kaitselüliti maanduskomponentide ja voolu kandvate kontaktide vaheliste keskkondade isoleerimiseks. Kasutatakse sama trafo isoleerivat õli.

BOCB tööpõhimõte ütleb, et kui õli voolu kandvad kontaktid on eraldatud, tekib eraldatud kontaktide vahel kaar. Loodud kaar tekitab kaare ümber kiiresti kasvava gaasimulli. Liikuvad kontaktid eemalduvad kaare fikseeritud kontaktist ja selle tulemusel suureneb kaare takistus. Siin põhjustab suurenenud takistus temperatuuri langetamist. Seega ümbritsevad kaare taandatud reduktsioonid.

Kui vool läbib nulli ületava kaare, toimub BOCB-s summutamine. Täiesti õhukindlas anumas on gaasimull suletud õli sisse. Õli ümbritseb mullil kõrge rõhu all, mille tulemuseks on kaare ümber tugevalt kokkusurutud gaas. Rõhu suurendamisel suureneb ka gaasi deioniseerimine, mille tulemusena kustutatakse kaar. Vesinikgaas aitab õlikaitselüliti kaarekustutust jahutada.

Eelised
  • Hea jahtumisomadus lagunemise tõttu
  • Õli dielektriline tugevus on kõrge
  • See toimib isolaatorina maa ja pingestatud osade vahel.
  • Siin kasutatav õli neelab kaareenergiat lagunedes
Puudused
  • See ei võimalda katkestusi kiirelt
  • See võtab pikka kaareaega.

Minimaalne õlilüliti

See on kaitselüliti, mis kasutab katkestava keskkonnana õli. Minimaalne õlilüliti asetab katkestusseadme isoleerkambrisse pinge all. Kuid katkestuskambris on olemas isoleermaterjal. See nõuab vähem õli kogust, nii et seda nimetatakse minimaalseks õlilülitiks.

Eelised
  • See nõuab vähem hooldust.
  • See sobib nii automaatseks kasutamiseks kui ka käsitsi kasutamiseks.
  • See nõuab väiksemat ruumi
  • Samuti on MVA läbilaskevõime hind väiksem.
Puudused
  • Nafta halveneb karboniseerumise tõttu.
  • On plahvatuse ja tulekahju võimalus
  • Kuna sellel on väiksem kogus õli, suureneb ka karboniseerumine.
  • Kontaktide vahelisest ruumist on väga raske gaase eemaldada.

Lisaks klassifitseeritakse kaitselülitid erinevat tüüpi ja need on:

Põhineb pingeklassil

Kaitselülitite esialgne kategoriseerimine sõltub kasutatavast funktsionaalsest pingest. Kaitselülitid on peamiselt kahte tüüpi ja need on:

  • Kõrgepinge - rakendada pingetasemel üle 1000 V. Need jagunevad veel 75 kV ja 123 kV seadmeteks.
  • Madal pinge - rakendada pingetasemel alla 1000 V
Põhineb paigalduse tüübil

Need seadmed on jagatud ka vastavalt paigalduskohale, mis tähendab kas kinniseid või vabas õhus asuvaid kohti. Üldiselt töötavad need äärmiselt kõrgel pingel. Suletud kaitselülitid on ette nähtud kasutamiseks hoones sees või nendes, kus on ilmastikukindlaid ühendeid. Nende kahe liigi vahel on otsustav variatsioon pakkekonstruktsioonid ja ühendid, samas kui sisemine disain, nagu praegused hoidmisseadmed ja funktsionaalsus, on peaaegu sarnased.

Põhineb välise kujunduse tüübil

Sõltuvalt ehituslikust konstruktsioonist on kaitselülitid taas kahte tüüpi:

Surnud paagi tüüp - Siin paiknevad ümberlülitusseadmed anumas aluspotentsiaali juures ja selle ümbritsevad varjestuskeskkond ja katkestid. Need on enamasti kasutusel USA osariikides.

Reaalajas paagi tüüp - Siin asuvad ümberlülitusseadmed maksimaalse potentsiaaliga anumas ja selle ümbritsevad varjestuskeskkond ja katkestid. Need on enamasti kasutusel Euroopas ja Aasia riikides

Põhineb katkestava meediumi tüübil

See on kaitselülitite ülioluline kategoriseerimine. Siin klassifitseeritakse seadmed sõltuvalt kaare hävitamise lähenemisest ja katkestuskeskkonnast. Üldiselt ilmnesid need mõlemad kaitselülitite ehitamisel ülioluliste parameetritena ja nad otsustasid teisi konstruktsioonitegureid. Katkestuskeskkondadena kasutatakse enamasti õli ja õhku. Peale nende on katkestuskeskkondadena ka väävelheksafluoriid ja vaakum. Need kaks on tänapäeval kõige rohkem kasutusel.

HVDC kaitselülitid

See on lülitusseade, mis takistab voolu üldist voolu. Kui tekib mõni kahjustus, loob kaugus seadme mehaaniliste kontaktide vahel ja nii liigub kaitselüliti AVATUD olekusse. Siin on vooluahela katkestamine mõnevõrra keeruline, kuna voolu vool on ainult ühesuunaline ja nullvool puudub. Selle seadme ülioluline kasutamine on ahela alalisvoolu kõrgepinge vahemiku takistamine. Kui vahelduvvooluahel takistab nullvoolu tingimustes sujuvalt kaare, kuna energia hajumine on peaaegu null. Kontaktkaugus peab taastama dielektrilise võime taluda pinge ajutist taastumistaset.

HVDC töö

HVDC töö

Alalisvoolulülitite katkestusseadmete puhul on küsimus keerulisem, kuna alalisvoolulainel pole nullvooge. Kohustatud kaare obstruktsioon viib tohutute mööduvate taastepinge tasemete tekkimiseni ja see muudab kaare takistusteta ümber ning põhjustab lõplikke kahjustusi mehaanilistele kontaktidele. HVDC-seadme ehitamisel on enamasti vastu pidanud kolm probleemi ja need on:

  • Kaare ümberstruktureerimise takistus
  • Salvestatud energia mõõdukus
  • Kunstliku nullvoolu genereerimine

Tavalised kaitselülitid

Need seadmed jälgivad olulisel määral seadme funktsionaalsust. Need standardsed kaitselülitid on ühepooluselised ja kahepooluselised.

Ühe poolusega kaitselülitid

Need seadmed omavad funktsioone

  • Enamasti kasutatakse majapidamises
  • Kaitseb ühe pingega traati
  • Need tarnivad vooluahelasse peaaegu 120 V pinget
  • Neil on võime hallata 15 kuni 30 amprit
  • Ühe poolusega kaitselülitid on kolme sorti ja neid on täissuuruses (laiusega 1 toll), poole suuruses (laiusega pool tolli) ja kaksikmootoriga (ühe tollise laiusega, mis koosneb kahest lülitist ja haldab paari vooluahelatest).

Kahepooluselised kaitselülitid

Need seadmed omavad funktsioone

  • Need tarnivad vooluahelasse peaaegu 120V / 240V pinget
  • Neil on võime hallata 15 kuni 30 amprit
  • Enamasti kasutatakse suurtes rakendustes nagu kütteseadmed ja kuivatid
  • Kaitseb kahte pingestatud traati

Selles artiklis on erinevat tüüpi kaitselülitid, st õhu kaitselüliti, SF6 kaitselüliti, vaakumkaitselüliti ja õlilüliti, lühikese üksikasjalikult arutletud, et lihtsalt mõista nende kaitselülitite põhimõiste . Samuti arutatakse nende alajaotust koos eeliste ja puudustega. Oleme iga kontseptsiooni väga selgelt läbi arutanud. Kui te pole ühestki teemast aru saanud, tunnete, et mõni teave on puudu, või kui soovite inseneritudengite elektriprojektide elluviimiseks, kommenteerige palun allolevat jaotist.