In de elektrische en elektronische wereld zijn er veel gevallen waarin zich een ongeluk voordoet. Het zal leiden tot ernstige schade aan gebouwen, kantoren, huizen, scholen, industrieën, enz. Het vertrouwen op spanning en stroom is niet correct, hoewel er veiligheidsmaatregelen worden genomen. Zodra de stroomonderbrekers zijn geïnstalleerd, wordt de plotselinge stijging van spanning en stroom gecontroleerd. Het helpt bij elk ongeval. Stroomonderbrekers zijn als het hart van het elektrische systeem. Er zijn verschillende soorten stroomonderbrekers waarbij deze zijn geïnstalleerd volgens de classificatie van het systeem. In huis worden verschillende soorten vermogenschakelaars gebruikt en voor industrieën wordt een ander type vermogenschakelaar gebruikt. Laten we de verschillende soorten stroomonderbrekers en hun belang in detail bespreken.

Wat is een stroomonderbreker?

Een elektrische stroomonderbreker is een schakelapparaat dat automatisch of handmatig kan worden bediend voor het beveiligen en regelen van de elektrisch voedingssysteem In het moderne voedingssysteem is het ontwerp van de stroomonderbreker veranderd afhankelijk van de enorme stromen en om de boog tijdens het gebruik te voorkomen.

Zekering

De elektriciteit die vanuit de stroomdistributienetten naar de huizen of kantoren of scholen of industrieën of andere plaatsen komt, vormt een groot circuit. De lijnen die zijn verbonden met de energiecentrale die zich aan het ene uiteinde vormt, worden de hete draad genoemd en de andere lijnen die met de grond zijn verbonden en een ander uiteinde vormen. Telkens wanneer de elektrische lading tussen deze twee lijnen stroomt, ontwikkelt deze potentiaal tussen hen. Voor het volledige circuit biedt de aansluiting van belastingen (apparaten) weerstand tegen de stroom van lading en zal het hele elektrische systeem in het huis of de industrie soepel werken.

Ze werken probleemloos zolang de apparaten voldoende weerstand hebben en geen overstroom of spanning veroorzaken. De redenen voor het verwarmen van de draden zijn te veel lading die door het circuit stroomt of kortsluiting of een plotselinge verbinding van de hete einddraad met de aardedraad zou de draden verhitten, wat brand zou veroorzaken. De stroomonderbreker voorkomt dergelijke situaties die eenvoudigweg het resterende circuit uitschakelen.

Basiswerking van soorten stroomonderbrekers

Welnu, we weten wat een stroomonderbreker is Nu legt dit gedeelte verder uit werkingsprincipe van de stroomonderbreker

Als elektrotechnisch ingenieur is het cruciaal om de werking van dit apparaat te kennen, niet alleen een ingenieur, maar omdat alle mensen zich in dit domein bevinden, moeten ze zich hiervan bewust zijn. Het apparaat bevat een paar elektroden waarvan de ene statisch is en de andere beweegbaar. Wanneer de twee contacten contact maken, wordt het circuit gesloten en wanneer deze contacten niet bij elkaar zijn, gaat het circuit in een gesloten toestand. Deze handeling is afhankelijk van de noodzaak van de werknemer, of het circuit zich in de beginfase in een OPEN of GESLOTEN toestand moet bevinden.

Voorwaarde 1: Stel dat het apparaat in de eerste fase gesloten is om een circuit te creëren, wanneer er schade is of wanneer de werknemer denkt te OPENEN, dan stimuleert de logische indicator het uitschakelrelais dat beide contacten verbreekt door beweging te bieden aan de beweegbare spoel die ver weg is van de constante spoel.

Deze operatie lijkt zo eenvoudig en gemakkelijk te zijn, maar de echte complicatie is dat wanneer een paar contacten ver bij elkaar zijn, er een enorme tijdelijke potentiaalvariatie zal zijn tussen een paar contacten die een grote elektronenovergang van hoog naar laag potentieel vergemakkelijken. Terwijl deze tijdelijke opening tussen de contacten ad diëlektrisch werkt voor de elektronen om van de ene naar de andere elektrode te gaan.

Wanneer de potentiaalvariatie groter is dan de kracht van de diëlektrische sterkte, dan zal er een beweging van elektronen zijn van de ene elektrode naar de andere. Dit ioniseert de diëlektrische modus die zou kunnen leiden tot het creëren van een enorme ontsteking tussen de elektroden. Deze ontsteking wordt een BOOG Zelfs deze ontsteking blijft een paar microseconden aanhouden, het heeft de mogelijkheid om de hele breker te beschadigen en schade aan de hele uitrusting en behuizing te veroorzaken. Om deze ontsteking te elimineren, moet het diëlektrische vermogen dat de twee elektroden scheidt, worden gedoofd voordat het circuit wordt beschadigd.

“12v dc variabele snelheidsregelaar ”

Arc-fenomeen

Tijdens de werking van stroomonderbrekers is de boog degene die duidelijk moet worden waargenomen. Dus de boogverschijnsel in stroomonderbrekers vindt plaats op het moment van defecte gevallen. Bijvoorbeeld als er een grote stroom over de contacten loopt voordat de defensieve benadering plaatsvindt en de contacten initieert.

Op het moment dat de contacten in de OPEN-toestand zijn, wordt het contactoppervlak snel verkleind en vindt er een toename plaats in de stroomdichtheid vanwege de enorme SC-stroom. Dit fenomeen leidt naar de temperatuurstijging en deze opwekking van warmte is voldoende voor ioniserend onderbrekingsmedium. Het geïoniseerde medium presteert als de geleider en de boog tussen de contacten worden gehouden. De boog creëert een minimaal weerstandspad voor de contacten en er zal een enorme stroom vloeien gedurende de tijd dat de boog bestaat. Deze toestand beschadigt de werking van de stroomonderbreker.

Waarom gebeurt er boog?

Voordat we de benaderingen van boogbeëindiging kennen, moeten we de parameters evalueren die verantwoordelijk zijn voor het optreden van de boog. De redenen hiervoor zijn:

De mogelijke variatie die bestaat tussen contacten
Geïoniseerde deeltjes die tussen contacten zitten

Deze potentiële variatie die zich tussen de contacten bevindt, is voldoende voor het bestaan van een boog, aangezien de afstand van het contact minimaal is. Bovendien heeft het ionisatiemedium het vermogen om de boog te behouden.

Dit zijn de redenen voor de boog generatie.

Classificatie van stroomonderbrekers

De verschillende soorten hoogspanningsstroomonderbrekers omvatten de volgende

Luchtstroomonderbreker
SF6-stroomonderbreker
Vacuüm stroomonderbreker
Olie-stroomonderbreker
Luchtstroomonderbreker

Soorten stroomonderbrekers

Luchtstroomonderbreker

Deze stroomonderbreker werkt in de lucht, het blusmedium is een boog bij atmosferische druk. In veel landen wordt de luchtstroomonderbreker vervangen door een olie-stroomonderbreker. Over de olie-stroomonderbreker zullen we later in het artikel bespreken. Het belang van ACB heeft dus nog steeds de voorkeur om een luchtstroomonderbreker tot 15KV te gebruiken. Dit komt omdat een olie-stroomonderbreker vlam kan vatten bij gebruik op 15V.

Air Type stroomonderbreker

De twee soorten luchtstroomonderbrekers zijn

Stroomonderbreker met gewone lucht
Airblast-stroomonderbreker

Gewoon luchtstroomonderbreker

Een gewone luchtstroomonderbreker wordt ook wel een Cross-Blast-stroomonderbreker genoemd. Hierin is de vermogenschakelaar uitgerust met een kamer die de contacten omgeeft. Deze kamer staat bekend als de booggoot.

Deze boog is gemaakt om erin te rijden. Om de koeling van de luchtstroomonderbreker te bereiken, zal een booggoot helpen. Van het vuurvaste materiaal wordt een booggoot gemaakt. De binnenwanden van de booggoot zijn zo gevormd dat de boog niet in de buurt wordt gedwongen. Het zal in het kronkelende kanaal rijden dat op een boogwand wordt geprojecteerd.

De booggoot heeft veel kleine compartimenten en heeft veel divisies die metalen gescheiden platen zijn. Hier gedraagt elk van de kleine compartimenten zich als een mini-booggoot en werkt de metalen scheidingsplaat als boogsplitsers. Alle boogspanningen zullen hoger zijn dan de systeemspanning wanneer de boog in een reeks bogen wordt gesplitst. Het verdient alleen de voorkeur voor laagspanningstoepassingen.

Air Blast-stroomonderbreker

Airblast-stroomonderbrekers worden gebruikt voor een systeemspanning van 245 kV, 420 kV en zelfs meer. Airblast-stroomonderbrekers zijn van twee typen:

Axiale springbreker
Axiale explosie met glijdend bewegend contact.

Axiale explosiebreker

In de axiale straalbreker zal het bewegende contact van de axiale straalbreker in contact zijn. De mondstukopening is bevestigd aan het contact van een breker in een normaal gesloten toestand. Er treedt een storing op wanneer er hoge druk in de kamer wordt gebracht. De spanning is voldoende om lucht onder hoge druk vast te houden wanneer deze door de mondstukopening stroomt.

Air Blast Type

Voordelen van Air-Blast Circuit Beaker

Het wordt gebruikt waar frequent gebruik vereist is vanwege minder boogenergie.
Het is ongevaarlijk voor brand.
Klein van formaat.
Het vereist minder onderhoud.
Boogdoving gaat veel sneller
De snelheid van de stroomonderbreker is veel hoger.
De tijdsduur van de boog is hetzelfde voor alle waarden van de stroom.

Nadelen van Air-Blast-stroomonderbreker

Het vereist extra onderhoud.
De lucht heeft relatief lagere boogdovende eigenschappen
Het bevat een luchtcompressor met hoge capaciteit.
Vanaf het verbindingspunt van de luchtleiding bestaat de kans op lekkage van luchtdruk
Er is een kans op een hoge snelheid van het opnieuw inschakelen van stroom- en spanningsonderbreking.

Toepassing en gebruik van luchtstroomonderbrekers

Het wordt gebruikt voor de bescherming van planten, elektrische machines, transformatoren, condensatoren en generatoren
Een luchtstroomonderbreker wordt ook gebruikt in het elektriciteitsdelingssysteem en GND ongeveer 15Kv
Ook gebruikt in zowel lage als hoge stromen en spanningstoepassingen.

SF6-stroomonderbreker

In de SF6-stroomonderbreker werken de stroomvoerende contacten in zwavelhexafluoridegas staat bekend als een SF6-stroomonderbreker. Het is een uitstekende isolerende eigenschap en een hoge elektronegativiteit. Het kan worden begrepen dat de hoge affiniteit van het absorberen van vrije elektronen. Het negatieve ion wordt gevormd wanneer een vrij elektron botst met het SF6-gasmolecuul en het wordt geabsorbeerd door dat gasmolecuul. De twee verschillende manieren waarop elektronen aan SF6-gasmoleculen kunnen worden gehecht, zijn

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

De negatieve ionen die worden gevormd, zullen veel zwaarder zijn dan een vrij elektron. Daarom is de algehele mobiliteit van het geladen deeltje in het SF6-gas in vergelijking met andere veelvoorkomende gassen veel minder. De mobiliteit van geladen deeltjes is grotendeels verantwoordelijk voor het geleiden van stroom door een gas. Daarom verkrijgt het voor zwaardere en minder mobiele geladen deeltjes in SF6-gas een zeer hoge diëlektrische sterkte. Dit gas heeft een goede warmteoverdrachtseigenschap vanwege de lage gasviscositeit. SF6 is 100 keer effectiever in boogdovende media dan een luchtstroomonderbreker. Het wordt gebruikt voor zowel midden- als hoogspanningssystemen van 33KV tot 800KV.

SF6-stroomonderbrekers

Soorten stroomonderbrekers in SF6

Enkele onderbreker SF6 stroomonderbreker toegepast tot 220
Twee onderbrekers SF6-stroomonderbreker toegepast tot 400
Vier onderbrekers SF6 stroomonderbreker toegepast tot 715V

Vacuüm stroomonderbreker

Een vacuümstroomonderbreker is een circuit waarin een vacuüm wordt gebruikt om de boog te doven. Het heeft een diëlektrisch herstelkarakter, een uitstekende onderbreking en kan de hoogfrequente stroom onderbreken die het gevolg is van booginstabiliteit, gesuperponeerd op de lijnfrequentiestroom.

Het werkingsprincipe van VCB heeft twee contacten die elektroden worden genoemd en die onder normale bedrijfsomstandigheden gesloten blijven. Stel dat wanneer er een fout optreedt in een deel van het systeem, de uitschakelspoel van de stroomonderbreker wordt bekrachtigd en ten slotte het contact wordt gescheiden.

Vacuüm stroomonderbreker

Op het moment dat de contacten van de schakelaar worden geopend in een vacuüm, d.w.z. 10-7 tot 10-5 Torr, wordt een boog geproduceerd tussen de contacten door ionisatie van metaaldampen van contacten. Hier wordt de boog snel gedoofd, dit gebeurt omdat de elektronen, metaaldampen en ionen die tijdens de boog worden geproduceerd, snel condenseren op het oppervlak van de CB-contacten, wat resulteert in een snel herstel van de diëlektrische sterkte.

“symbolen en betekenissen van printplaten ”

Voordelen

VCB's zijn betrouwbaar, compact en hebben een lange levensduur
Ze kunnen elke foutstroom onderbreken.
Er zal geen brandgevaar zijn.
Er wordt geen geluid geproduceerd
Het heeft een hogere diëlektrische sterkte.
Het vereist minder vermogen voor de bediening.

Olie-stroomonderbreker

In dit type circuit wordt brekerolie gebruikt, maar minerale olie heeft de voorkeur. Het werkt beter isolerend dan lucht. Het bewegende contact en het vaste contact zijn ondergedompeld in de isolerende olie. Wanneer de stroomscheiding plaatsvindt, dan wordt dragercontacten in de olie, de boog in de stroomonderbreker wordt geïnitialiseerd op het moment van scheiding van de contacten, en vanwege deze boog in de olie wordt verdampt en afgebroken in waterstofgas en ontstaat uiteindelijk een waterstofbel rond de boog.

Deze sterk gecomprimeerde gasbel rond en boog voorkomt dat de boog opnieuw wordt geraakt nadat de stroom nuldoorgangen van de cyclus heeft bereikt. De OCB is het oudste type stroomonderbreker.

Verschillende soorten stroomonderbrekers in olietype

Bulk olie stroomonderbreker
Minimale olie-stroomonderbreker

Bulkolie-stroomonderbreker (BOCB)

In de BOCB wordt olie gebruikt om de blusmedia te boogen en ook voor het isoleren van media tussen aardingsdelen van stroomonderbrekers en stroomvoerende contacten. Dezelfde isolerende olie van de transformator wordt gebruikt.

Het werkingsprincipe van de BOCB zegt dat wanneer de stroomvoerende contacten in de olie worden gescheiden, er een boog wordt gegenereerd tussen de gescheiden contacten. De tot stand gebrachte boog zal een snelgroeiende gasbel rond de boog produceren. De bewegende contacten zullen van het vaste contact van de boog af bewegen en dit heeft tot gevolg dat de weerstand van de boog toeneemt. Hier zorgt de verhoogde weerstand voor een verlaging van de temperatuur. Vandaar dat de verminderde formaties van gassen de boog omringen.

Wanneer de stroom door nuldoorgang gaat, vindt de boogdoving in de BOCB plaats. In het volledig luchtdichte vat zit de gasbel opgesloten in de olie. De olie zal de luchtbel met hoge druk omringen, dit resulteert in sterk gecomprimeerd gas rond de boog. Wanneer de druk wordt verhoogd, neemt ook de deïonisatie van het gas toe, wat resulteert in boogdoving. Het waterstofgas zal helpen bij het koelen van de boogdoving in de olie-stroomonderbreker.

Voordelen

Goede koeleigenschappen door ontleding
Olie heeft een hoge diëlektrische sterkte
Het fungeert als een isolator tussen de aarde en de onder spanning staande delen.
De olie die hier wordt gebruikt, absorbeert boogenergie tijdens het ontbinden

Nadelen

Het laat geen hoge onderbrekingssnelheid toe
Het duurt lang.

Minimale olie-stroomonderbreker

Het is een stroomonderbreker die olie als onderbrekende media gebruikt. De minimale olie-stroomonderbreker plaatst de onderbrekende eenheid in een isolatiekamer op het actieve potentieel. Maar isolatiemateriaal is beschikbaar in de onderbrekende kamer. Het vereist minder olie, dus het wordt een minimale olie-stroomonderbreker genoemd.

Voordelen

Het vereist minder onderhoud.
Het is geschikt voor zowel automatische bediening als handmatig.
Het vereist een kleinere ruimte
De kosten voor het verbreken van capaciteit in MVA zijn ook lager.

Nadelen

Olie gaat achteruit door carbonisatie.
Er is kans op explosie en brand
Omdat het een kleinere hoeveelheid olie bevat, neemt de carbonisatie toe.
Het is erg moeilijk om gassen uit de ruimte tussen de contacten te verwijderen.

Bovendien worden stroomonderbrekers geclassificeerd op basis van verschillende typen en dat zijn:

Gebaseerd op spanningsklasse

De initiële indeling van stroomonderbrekers is afhankelijk van de functionele spanning die moet worden gebruikt. Er bestaan hoofdzakelijk twee soorten op spanning gebaseerde soorten stroomonderbrekers en dat zijn:

Hoogspanning - Te implementeren op spanningsniveaus van meer dan 1000V. Deze zijn verder onderverdeeld in 75kV- en 123kV-apparaten.
Laagspanning - Te implementeren bij spanningsniveaus onder 1000V

Gebaseerd op type installatie

Deze apparaten zijn ook onderverdeeld afhankelijk van de installatielocatie, dat wil zeggen afgesloten of openluchtlocaties. Deze werken over het algemeen op zeer hoge spanningen. Gesloten stroomonderbrekers zijn ontworpen om intern in het gebouw te worden gebruikt of in gebouwen met weersbestendige verbindingen. De cruciale variatie die tussen deze twee soorten in zit, zijn de verpakkingsconstructies en verbindingen, terwijl het interne ontwerp, zoals de huidige houdapparatuur en functionaliteit, bijna vergelijkbaar is.

Gebaseerd op type extern ontwerp

Afhankelijk van het fysieke constructieve ontwerp zijn de stroomonderbrekers weer van twee soorten:

Type dode tank - Hier bevindt de schakelapparatuur zich in het vat bij het basispotentiaal en deze wordt omsloten door het afschermmedium en onderbrekers. Deze worden meestal gebruikt in Amerikaanse staten.

Live tanktype - Hier bevindt de schakelapparatuur zich met het maximale potentieel in het vat en deze wordt omsloten door het afschermmedium en onderbrekers. Deze worden meestal gebruikt in Europa en Aziatische staten

Gebaseerd op het type onderbrekende medium

Dit is de cruciale indeling van stroomonderbrekers. Hier worden de apparaten geclassificeerd afhankelijk van de boogvernietigingsbenadering en het onderbrekingsmedium. Over het algemeen bleken deze beide de cruciale parameters te zijn bij de constructie van stroomonderbrekers en regeerden ze de andere constructieve factoren. Meestal worden olie en lucht als onderbrekingsmedium gebruikt. Afgezien hiervan zijn er ook zwavelhexafluoride en vacuüm die als onderbrekingsmediums werken. Deze twee zijn tegenwoordig het meest in gebruik.

HVDC-stroomonderbrekers

Het is een schakelapparaat dat de algemene stroomstroom in het circuit blokkeert. Als er schade is, ontstaat er afstand tussen de mechanische contacten in het apparaat en gaat de stroomonderbreker in de OPEN-toestand. Hier is het onderbreken van het circuit enigszins gecompliceerd omdat de stroomstroom alleen in één richting loopt en geen nulstroom bestaat. Het cruciale gebruik van dit apparaat is om het hoogspanningsbereik van DC in het circuit te blokkeren. Terwijl het wisselstroomcircuit de boog naadloos blokkeert in de toestand van de nulstroom omdat de dissipatie van energie bijna nul is. De contactafstand moet het diëlektrische vermogen herwinnen om het tijdelijke herstelniveau van de spanning te doorstaan.

HVDC-werking

In het geval van DC-circuitonderbrekers is het probleem gecompliceerder omdat DC-golf geen nulstromen zal hebben. En verplichte boogobstructie leidt tot de ontwikkeling van enorme transiënte herstelspanningsniveaus en het herstart zonder boogobstructie en veroorzaakt uiteindelijke schade aan de mechanische contacten. Bij de constructie van een HVDC-apparaat heeft men meestal drie problemen doorstaan en die zijn:

Obstructie van het opnieuw slaan van de boog
Onmatigheid van opgeslagen energie
Opwekking van kunstmatige nulstroom

Standaard stroomonderbrekers

Deze apparaten observeren cruciaal de functionaliteit van het apparaat. Deze standaard automaten zijn enkelpolig en dubbelpolig.

Enkelpolige stroomonderbrekers

Deze apparaten hebben de kenmerken van

Meestal gebruikt in huishoudelijke toepassingen
Beschermt een enkele bekrachtigde draad
Deze leveren bijna 120V spanning aan het circuit
Ze hebben de mogelijkheid om 15 ampère tot 30 ampère te beheren
Enkelpolige brekers zijn er in drie varianten en hebben een volledige grootte (met een breedte van 1 inch), halve grootte (met een breedte van een halve inch) en twin (met een breedte van 1 inch bestaande uit twee schakelaars en kunnen een paar van circuits).

Dubbelpolige stroomonderbrekers

Deze apparaten hebben de kenmerken van

Deze leveren bijna 120V / 240V spanning aan het circuit
Ze hebben de mogelijkheid om 15 ampère tot 30 ampère te beheren
Meestal gebruikt in enorme toepassingen zoals kachels en drogers
Beschermt twee onder spanning staande draden

In dit artikel zijn de verschillende soorten stroomonderbrekers, d.w.z. luchtstroomonderbreker, SF6-stroomonderbreker, vacuümstroomonderbreker en olie-stroomonderbreker, in een kort detail besproken om de basisconcept over deze stroomonderbrekers En hun onderverdeling wordt ook besproken, samen met voor- en nadelen. We hebben elk concept heel duidelijk besproken. Als je een van de onderwerpen niet hebt begrepen, het gevoel hebt dat er informatie ontbreekt, of als je elektrotechnische projecten voor ingenieursstudenten wilt implementeren, aarzel dan niet om in het onderstaande gedeelte commentaar te geven.