Typy ističov a ich význam

Typy ističov a ich význam

V elektrickom a elektronickom svete existuje veľa prípadov, keď dôjde k nešťastiu. Povedie to k vážnemu poškodeniu budov, kancelárií, domov, škôl, priemyslu atď. Dôvera v napätie a prúd nie sú správne, aj keď sú prijaté bezpečnostné opatrenia. Po nainštalovaní ističov bude riadiť náhly nárast napätia a prúdu. Pomôže to pri každej nehode. Ističe sú ako srdce elektrického systému. Existujú rôzne typy ističov, kde sú nainštalované podľa hodnotenia systému. V domácnosti sa používajú rôzne druhy ističov a pre priemysel sa používa iný typ ističov. Poďme si podrobne predstaviť rôzne typy ističov a ich dôležitosť.



Čo je to istič?

Elektrický istič je spínacie zariadenie, ktoré sa dá ovládať automaticky alebo manuálne na ochranu a riadenie systém elektrickej energie . V modernom energetickom systéme sa konštrukcia ističa zmenila v závislosti od obrovských prúdov a aby sa zabránilo pôsobeniu oblúku počas prevádzky.


Istič

Istič





Elektrická energia, ktorá prichádza do domov alebo do kancelárií, škôl, priemyslu alebo na iné miesta z distribučných sietí, tvorí veľký okruh. Tie vedenia, ktoré sú pripojené k elektrárni tvoriacej na jednom konci, sa nazývajú horúci drôt a ostatné vedenia spájajúce so zemou tvoria ďalší koniec. Kedykoľvek elektrický náboj preteká medzi týmito dvoma vedeniami, vytvára sa medzi nimi potenciál. Pre celý obvod ponúka pripojenie záťaží (spotrebičov) odpor proti toku náboja a celý elektrický systém vo vnútri domu alebo priemyselných odvetví bude fungovať hladko.

Fungujú hladko, pokiaľ sú spotrebiče dostatočne odolné a nespôsobujú nadmerný prúd ani napätie. Príčiny zahrievania vodičov sú príliš veľa náboja pretekajúceho okruhom alebo skrat alebo náhle pripojenie drôtu horúceho konca k uzemňovaciemu vodiču, ktorý by drôty zahrial a spôsobil požiar. Istič zabráni takým situáciám, ktoré jednoducho prerušia zostávajúci obvod.



Základné fungovanie typov ističov

Sme si vedomí toho, čo je istič . Táto časť teraz vysvetľuje pracovný princíp ističa .

Ako elektrotechnik je veľmi dôležité poznať fungovanie tohto zariadenia, nielen inžinier, ale aj ľudia v tejto oblasti sa musia o tom dozvedieť. Zariadenie obsahuje dvojicu elektród, kde jedna je statická a druhá pohyblivá. Keď dva kontakty vytvoria kontakt, obvod sa uzavrie a ak tieto kontakty nie sú spolu, okruh sa uvedie do uzavretého stavu. Táto operácia závisí od potreby pracovníka, či musí byť obvod v počiatočnej fáze v stave OTVORENÉ (OPEN) alebo ZATVORENÉ (CLOSE).


Podmienka 1: Predpokladajme, že zariadenie je v prvej fáze zatvorené, aby sa vytvoril obvod, ak dôjde k poškodeniu alebo keď pracovník myslí na OTVORENÉ, potom logický indikátor stimuluje vypínacie relé, ktoré odpojí obidva kontakty pohybom do pohyblivá cievka, ktorá je ďaleko od konštantnej cievky.

Táto operácia sa zdá byť taká jednoduchá a ľahká, ale skutočnou komplikáciou je, že keď je pár kontaktov ďaleko pri sebe, dôjde k obrovskej dočasnej variácii potenciálu medzi pár kontaktmi, ktoré uľahčujú prechod veľkých elektrónov z vysokého na nízky potenciál. Zatiaľ čo táto dočasná medzera medzi kontaktmi funguje ad dielektricky na to, aby sa elektróny pohybovali z jednej na druhú elektródu.

Keď je variácia potenciálu väčšia ako sila dielektrickej sily, dôjde k pohybu elektrónov z jednej elektródy na druhú. To ionizuje dielektrický režim, ktorý by mohol smerovať k vytvoreniu obrovského vznietenia medzi elektródami. Toto vznietenie sa nazýva ARC . Aj keď toto zapaľovanie zostane niekoľko mikrosekúnd, zachováva si schopnosť poškodiť celé prerušovacie zariadenie a spôsobiť poškodenie celého zariadenia a krytu. Aby sa vylúčilo toto zapálenie, je potrebné predtým, ako dôjde k poškodeniu obvodu, zhasnúť dielektrická schopnosť, ktorá oddeľuje dve elektródy.

Fenomén oblúka

Počas činnosti ističov je oblúk ten, ktorý je potrebné zreteľne sledovať. Takže jav oblúka v ističoch sa koná v čase chybných prípadov. Napríklad keď dôjde k rozsiahlemu toku prúdu cez kontakty predtým, ako dôjde k obrannému prístupu a ktorý iniciuje kontakty.

V okamihu, keď sú kontakty v stave OTVORENÉ (OPEN), sa kontaktná plocha rýchlo zmenší a dôjde k zvýšeniu hustoty prúdu z dôvodu veľkého prúdu SC. Tento jav smeruje k nárastu teploty a táto tvorba tepla je dostatočná na ionizačné prerušovacie médium. Ionizované médium funguje ako vodič a oblúk, ktorý sa drží medzi kontaktmi. Oblúk vytvára minimálnu odporovú cestu pre kontakty a počas celej doby existencie oblúka bude prúdiť obrovský prúd. Tento stav poškodzuje činnosť ističa.

Prečo sa to deje?

Predtým, ako sa dozvieme, aké sú prístupy ukončenia oblúka, zhodnotme parametre, ktoré sú zodpovedné za vznik oblúka. Dôvody sú:

  • Potenciálna variácia, ktorá existuje medzi kontaktmi
  • Ionizované častice sú medzi kontaktmi

Táto potenciálna variácia medzi kontaktmi je dostatočná na existenciu oblúka, pretože vzdialenosť kontaktu je minimálna. Ionizačné médium si navyše zachováva schopnosť zachovať oblúk.

Toto sú dôvody pre oblúk generácie.

Klasifikácia ističov

Medzi rôzne typy vysokonapäťových ističov patria nasledujúce

  • Vzduchový istič
  • Istič SF6
  • Vákuový istič
  • Olejový istič
  • Vzduchový istič
Typy ističov

Typy ističov

Vzduchový istič

Tento istič bude pracovať vo vzduchu, ktorého kaliacim médiom je oblúk pri atmosférickom tlaku. V mnohých krajinách je vzduchový istič nahradený olejovým ističom. O olejovom ističi si povieme neskôr v článku. Dôležitosť ACB je teda stále výhodnejšou voľbou pri použití vzduchového ističa do 15 KV. Je to spôsobené tým, že pri použití pri 15 V sa môže olejový istič vznietiť.

Vzduchový istič

Vzduchový istič

Sú to dva typy vzduchových ističov

  • Plochý istič vzduchu
  • Airblast Circuit Breaker

Plain Air Circuit Breaker

Plochý istič vzduchu sa tiež nazýva istič Cross-Blast. V tomto je vypínač vybavený komorou, ktorá obklopuje kontakty. Táto komora je známa ako oblúkový žľab.

Tento oblúk je vyrobený tak, aby sa v ňom jazdilo. Pri dosiahnutí ochladenia vzduchového ističa pomôže oblúkový žľab. Zo žiaruvzdorného materiálu je vyrobený oblúkový žľab. Vnútorné steny žľabu oblúka sú tvarované tak, aby oblúk nebol vtláčaný do blízkosti. Pôjde do navíjacieho kanála premietaného na stenu oblúkového žľabu.

Oblúkový žľab bude mať veľa malých oddelení a bude mať veľa priečok, ktoré sú oddelené kovovými platňami. Tu sa každý z malých oddielov správa ako žľab s malým oblúkom a kovová separačná doska funguje ako rozdeľovače oblúka. Keď sa oblúk rozdelí na sériu oblúkov, všetky napätia oblúka budú vyššie ako napätie systému. Je to vhodnejšie iba pre aplikácie s nízkym napätím.

Vzduchový istič

Ističe Airblast sa používajú pre systémové napätie 245 kV, 420 kV a tiež ešte viac. Ističe Airblast sú dva typy:

  • Axiálny trhač
  • Axiálny výbuch s posuvným pohyblivým kontaktom.

Axiálny trhač

V axiálnom nárazníku bude pohyblivý kontakt axiálneho nárazníka v kontakte. Otvor trysky je pripevnený ku kontaktu prerušovača v normálne uzavretom stave. Porucha nastane, keď sa do komory zavedie vysoký tlak. Napätie je dostatočné na udržanie vysokotlakového vzduchu pri prúdení cez otvor dýzy.

Typ tryskania vzduchom

Typ tryskania vzduchom

Výhody kadičky so vzduchovým lúčom
  • Používa sa tam, kde je potrebná častá prevádzka z dôvodu menšej energie oblúka.
  • Je bez rizika požiaru.
  • Malá veľkosťou.
  • Vyžaduje menej údržby.
  • Kalenie oblúkom je oveľa rýchlejšie
  • Rýchlosť ističa je oveľa vyššia.
  • Časové trvanie oblúka je rovnaké pre všetky hodnoty prúdu.
Nevýhody ističa Air-Blast
  • Vyžaduje si ďalšiu údržbu.
  • Vzduch má relatívne nižšie hasiace vlastnosti
  • Obsahuje vysokokapacitný vzduchový kompresor.
  • Zo spojenia vzduchového potrubia môže byť pravdepodobné, že dôjde k úniku tlaku vzduchu
  • Existuje šanca na vysoký nárast rýchlosti opätovného prerušenia prúdu a napätia.
Aplikácia a použitie vzduchového ističa
  • Používa sa na ochranu rastlín, elektrických strojov, transformátorov, kondenzátorov a generátorov
  • Vzduchový istič sa používa aj v systéme zdieľania elektriny a GND asi 15 KV
  • Používa sa aj v aplikáciách s nízkym a vysokým prúdom a s napätím.

Istič SF6

V ističi SF6 pracujú kontakty prenášajúce prúd v plyne s obsahom hexafluoridu síry ako istič SF6. Je to vynikajúca izolačná vlastnosť a vysoká elektro-negativita. Je možné pochopiť, že je to vysoká afinita absorpcie voľných elektrónov. Negatívny ión vzniká, keď sa zrazí voľný elektrón s molekulou plynu SF6, ktorý je touto molekulou plynu absorbovaný. Existujú dva rôzne spôsoby pripojenia elektrónu k molekulám plynu SF6

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

Vytvorené záporné ióny budú oveľa ťažšie ako voľný elektrón. Preto je v porovnaní s inými bežnými plynmi celková mobilita nabitej častice v plyne SF6 oveľa menšia. Mobilita nabitých častíc je hlavne zodpovedná za vedenie prúdu plynom. Preto pre ťažšie a menej pohyblivé nabité častice v plyne SF6 získava veľmi vysokú dielektrickú pevnosť. Tento plyn má dobrú vlastnosť prenosu tepla kvôli nízkej viskozite plynov. SF6 je stokrát účinnejší v médiách na zhášanie oblúkov ako vzduchový istič. Používa sa pre elektrickú sieť stredného a vysokého napätia od 33 kV do 800 kV.

Ističe SF6

Ističe SF6

Typy ističov v SF6

  • Jeden prerušovač ističa SF6 bol aplikovaný až na 220
  • Dva prerušovače ističa SF6 boli použité až 400
  • Štyri prerušovače ističa SF6 napájali až 715V

Vákuový istič

Vákuový istič je obvod, v ktorom sa na zhasnutie oblúka používa vákuum. Má charakter dielektrického zotavenia, vynikajúce prerušenie a môže prerušiť vysokofrekvenčný prúd, ktorý je výsledkom nestability oblúka, superponovaného na sieťový frekvenčný prúd.

Princíp činnosti VCB bude mať dva kontakty nazývané elektródy, ktoré zostanú za normálnych prevádzkových podmienok zatvorené. Predpokladajme, že keď dôjde k poruche v ktorejkoľvek časti systému, potom sa vypínacia cievka ističa napája a nakoniec sa kontakt oddelí.

Vákuový istič

Vákuový istič

V okamihu, keď sú kontakty prerušovača otvorené vo vákuu, t. J. 10-7 až 10-5 torrov, vzniká medzi kontaktmi oblúk ionizáciou kovových pár kontaktov. Tu oblúk rýchlo zhasne, čo sa stane, pretože elektróny, kovové pary a ióny produkované počas oblúka rýchlo kondenzujú na povrchu kontaktov CB, čo vedie k rýchlemu zotaveniu dielektrickej sily.

Výhody

  • VCB sú spoľahlivé, kompaktné a majú dlhú životnosť
  • Môžu prerušiť akýkoľvek poruchový prúd.
  • Nebude existovať žiadne nebezpečenstvo požiaru.
  • Neprodukuje sa žiadny hluk
  • Má vyššiu dielektrickú pevnosť.
  • Pre riadiacu činnosť vyžaduje menej energie.

Olejový istič

V tomto type obvodov sa používa prerušovací olej, ale uprednostňuje sa minerálny olej. Pôsobí lepšie izolačne ako vzduch. Pohyblivý kontakt a pevný kontakt sú ponorené vo vnútri izolačného oleja. Keď dôjde k oddeleniu prúdu, potom sa nosné kontakty v oleji, oblúk v ističi inicializuje v okamihu oddelenia kontaktov, a z tohto dôvodu sa oblúk v oleji odparí a rozloží sa v plynnom vodíku a nakoniec vytvorí vodíková bublina okolo oblúka.

Táto vysoko stlačená plynová bublina okolo a oblúk zabraňujú opätovnému úderu oblúka po tom, čo prúd dosiahne nulové priechody cyklu. OCB je najstarší typ ističa.

Rôzne typy ističov v oleji

  • Objemový istič oleja
  • Minimálny istič oleja

Veľkoobjemový olejový istič (BOCB)

V BOCB sa olej používa na oblúk zhášacieho média a tiež na izoláciu médií medzi zemnými časťami ističa a kontaktmi vedúcimi prúd. Používa sa rovnaký izolačný olej transformátora.

Princíp činnosti BOCB hovorí, že keď sú kontakty vedúce prúd v oleji oddelené, potom sa vytvorí oblúk medzi oddelenými kontaktmi. Oblúk, ktorý je zavedený, bude produkovať rýchlo rastúcu bublinu plynu okolo oblúka. Pohybujúce sa kontakty sa budú pohybovať od pevného kontaktu oblúka, čo vedie k zvýšeniu odporu oblúka. Tu zvýšený odpor spôsobí zníženie teploty. Preto oblúk obklopujú redukované formácie plynov.

Keď prúd prechádza cez nulu, dôjde k ochladeniu oblúka v BOCB. V úplne vzduchotesnej nádobe je plynová bublina uzavretá vo vnútri oleja. Olej bude obklopovať vysoký tlak na bublinu, čo bude mať za následok vysoko stlačený plyn okolo oblúka. Keď sa zvýši tlak, zvýši sa tiež deionizácia plynu, čo vedie k ochladeniu oblúka. Plynný vodík pomôže pri ochladzovaní oblúka v olejovom ističi.

Výhody
  • Dobré vlastnosti chladenia z dôvodu rozkladu
  • Olej má vysokú dielektrickú pevnosť
  • Funguje ako izolátor medzi zemou a živými časťami.
  • Olej, ktorý sa tu používa, bude pri rozklade absorbovať energiu oblúka
Nevýhody
  • Nedovolí to vysokú rýchlosť prerušenia
  • Trvá to dlho oblúk.

Minimálny istič oleja

Jedná sa o istič, ktorý využíva olej ako prerušovacie médium. Minimálny olejový istič umiestni prerušovaciu jednotku do izolačnej komory na živý potenciál. V prerušovacej komore je ale k dispozícii izolačný materiál. Vyžaduje menšie množstvo oleja, preto sa mu hovorí minimálny istič oleja.

Výhody
  • Vyžaduje menej údržby.
  • Je vhodný pre automatickú aj manuálnu prevádzku.
  • Vyžaduje menší priestor
  • Náklady na vypnutie kapacity v MVA sú tiež nižšie.
Nevýhody
  • Olej sa zhoršuje v dôsledku karbonizácie.
  • Existuje možnosť výbuchu a požiaru
  • Pretože má menšie množstvo oleja, zvyšuje sa karbonizácia.
  • Je veľmi ťažké odstrániť plyny z priestoru medzi kontaktmi.

Ďalej sú ističe klasifikované na základe rôznych typov a sú to:

Založené na triede napätia

Počiatočná kategorizácia ističov závisí od funkčného napätia, ktoré sa má použiť. Existujú hlavne dva druhy napäťových vypínačov, a to sú:

  • Vysoké napätie - Implementuje sa pri úrovniach napätia viac ako 1 000 V. Ďalej sa delia na zariadenia 75kV a 123kV.
  • Nízke napätie - Implementuje sa pri úrovniach napätia pod 1 000 V.
Na základe typu inštalácie

Tieto zariadenia sú tiež rozdelené v závislosti od miesta inštalácie, čo znamená buď uzavreté, alebo vonkajšie priestory. Spravidla sa prevádzkujú pri extrémne vysokej úrovni napätia. Uzavreté ističe sú určené na použitie vnútorne v budove alebo v tých, ktoré majú nepriepustné poveternostné podmienky. Zásadnou variáciou medzi týmito dvoma druhmi sú obalové konštrukcie a zmesi, zatiaľ čo vnútorný dizajn, ako napríklad súčasné zadržovacie zariadenie a funkčnosť, je takmer podobný.

Na základe typu externého dizajnu

V závislosti na fyzickom konštrukčnom prevedení sú ističe opäť dvoch typov:

Mŕtvy tank - Tu je spínacie zariadenie umiestnené v nádobe na základnom potenciáli a je obklopené tieniacim médiom a prerušovačmi. Väčšinou sa používajú v štátoch USA.

Typ živej nádrže - Tu je spínacie zariadenie umiestnené v plavidle na maximálnom potenciáli a je obklopené tieniacim médiom a prerušovačmi. Väčšinou sa používajú v Európe a ázijských štátoch

Na základe typu prerušujúceho média

Toto je zásadná kategorizácia ističov. Tu sa zariadenia klasifikujú v závislosti na prístupe k oblúkovému zničeniu a na prerušovacom médiu. Vo všeobecnosti sa obidva javili ako rozhodujúce parametre pri konštrukcii ističov a určovali ostatné konštrukčné faktory. Ako prerušovacie médium sa väčšinou používa olej a vzduch. Okrem nich existujú aj hexafluorid sírový a vákuum, ktoré pôsobia ako prerušovacie médiá. Tieto dva sú v súčasnosti najpoužívanejšie.

HVDC ističe

Jedná sa o spínacie zariadenie, ktoré bráni všeobecnému toku prúdu v obvode. Ak dôjde k poškodeniu, vytvorí sa vzdialenosť medzi mechanickými kontaktmi v prístroji, a tak sa istič prepne do stavu OTVORENÉ. Tu je prerušenie obvodu trochu komplikované, pretože tok prúdu je iba jednosmerný a neexistuje nulový prúd. Zásadným použitím tohto zariadenia je obmedzenie rozsahu vysokého napätia DC v obvode. Zatiaľ čo striedavý obvod bez problémov blokuje oblúk v stave nulového prúdu, pretože rozptyl energie je takmer nulový. Kontaktná vzdialenosť musí znovu získať dielektrickú schopnosť vydržať dočasnú úroveň zotavenia napätia.

Prevádzka HVDC

Prevádzka HVDC

V prípade zariadení na prerušenie jednosmerného obvodu je problém komplikovanejší, pretože jednosmerná vlna nebude mať nulové prúdy. A povinná obštrukcia oblúka vedie k rozvoju obrovských úrovní prechodného obnovovacieho napätia a obmedzuje sa bez oblúku oblúka a spôsobuje konečné poškodenie mechanických kontaktov. Pri konštrukcii zariadenia HVDC väčšinou jeden vydržal tri problémy a to sú:

  • Prekážka obmedzujúca oblúky
  • Nestriedmosť uloženej energie
  • Generovanie umelého nulového prúdu

Štandardné ističe

Tieto zariadenia zásadným spôsobom sledujú funkčnosť zariadenia. Tieto štandardné ističe sú jednopólové a dvojpólové.

Jednopólové ističe

Tieto zariadenia majú funkcie

  • Používa sa hlavne v domácnostiach
  • Zabezpečuje jediný vodič pod napätím
  • Dodávajú do obvodu takmer 120 V napätia
  • Majú schopnosť spravovať 15 až 30 ampérov
  • Jednopólové ističe sú v troch variantoch a sú v plnej veľkosti (so šírkou 1 palec), v polovičnej veľkosti (so šírkou v polovici palca) a dvojité (v palci majú šírku jeden palec pozostávajúcu z dvoch prepínačov). obvodov).

Dvojpólové ističe

Tieto zariadenia majú funkcie

  • Tieto do obvodu dodávajú napätie takmer 120 V / 240 V
  • Majú schopnosť spravovať 15 až 30 ampérov
  • Väčšinou sa používa v obrovských aplikáciách, ako sú ohrievače a sušičky
  • Chráni dva vodiče pod napätím

V tomto článku boli v krátkosti podrobne popísané rôzne typy ističov, t. J. Prúdový chránič, prúdový chránič SF6, vákuový vypínač a istič oleja. základná koncepcia týchto ističov . Diskutuje sa tiež o ich rozdelení spolu s výhodami a nevýhodami. O každej koncepcii sme diskutovali veľmi jasne. Ak ste nepochopili žiadnu z tém, máte pocit, že vám chýbajú nejaké informácie, alebo chcete realizovať akékoľvek elektrotechnické projekty pre študentov strojárstva, neváhajte a komentujte v nasledujúcej časti.