વિદ્યુત સર્કિટ ખોલી રહ્યા છીએ

સામાન્ય રીતે વિદ્યુત સર્કિટ ખોલવાનો અર્થ થાય છે સંક્રમણ પ્રક્રિયા, જેમાં સર્કિટ વર્તમાન ચોક્કસ મૂલ્યથી શૂન્યમાં બદલાય છે. સર્કિટ ખોલવાના છેલ્લા તબક્કામાં, ડિસ્કનેક્ટિંગ ડિવાઇસના સંપર્કો વચ્ચે એક ગેપ દેખાય છે, જે શૂન્ય વાહકતા ઉપરાંત, તેના પર પુનઃસ્થાપિત સર્કિટ વોલ્ટેજની ક્રિયાનો સામનો કરવા માટે પૂરતી ઊંચી ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત પણ હોવી જોઈએ.

આર્ક ડિસ્ચાર્જની શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ

ઇલેક્ટ્રિક આર્ક જ્યારે સંપર્કો (ઇલેક્ટ્રોડ્સ) વચ્ચેનું અંતર તૂટી જાય અથવા જ્યારે તેઓ ખુલે ત્યારે થઈ શકે છે. જ્યારે સંપર્કો ખુલે છે, ત્યારે સંપર્ક સપાટી પર ઝળહળતા "સ્પોટ્સ" ની રચના દ્વારા તેમની વચ્ચે આર્સિંગની સુવિધા આપવામાં આવે છે, જે "અલગ" ના નાના વિસ્તારો પર નોંધપાત્ર વર્તમાન ઘનતાનું પરિણામ છે. આનાથી જ્યારે સંપર્કો તૂટી જાય છે ત્યારે ચાપ રચાય છે, એકદમ ઓછા વોલ્ટેજ પર પણ (કેટલાક દસ વોલ્ટના ક્રમમાં).

તે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે સંપર્કો પર ઓછામાં ઓછા અસ્થિર આર્સિંગની ઘટના માટે ન્યૂનતમ શરતો છે વર્તમાન લગભગ 0.5 A અને વોલ્ટેજ 15 - 20 V.

વોલ્ટેજ અને વર્તમાનના નીચા મૂલ્યો પર સંપર્કોનું ઉદઘાટન સામાન્ય રીતે માત્ર નાના સ્પાર્ક્સ સાથે હોય છે. ઉચ્ચ ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ પર, પરંતુ નીચલા પ્રવાહો પર, ખુલ્લા સંપર્કો વચ્ચે રચના શક્ય છે ગ્લો ડિસ્ચાર્જ.

ગ્લો ડિસ્ચાર્જની હાજરી કેથોડ વોલ્ટેજ (300 V સુધી) માં નોંધપાત્ર ઘટાડો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. જો ગ્લો ડિસ્ચાર્જ આર્ક ડિસ્ચાર્જમાં ફેરવાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, જેમ જેમ સર્કિટમાં વર્તમાન વધે છે, તો કેથોડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ 10 - 20 V સુધી ઘટે છે.

ગેસ માધ્યમના ઉચ્ચ દબાણ પર આર્ક ડિસ્ચાર્જની લાક્ષણિકતા છે:

• ચાપ સ્તંભમાં ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા;

• આર્ક ચેનલની અંદર ગેસનું ઊંચું તાપમાન, 5000 K સુધી પહોંચે છે, અને તીવ્ર ડીયોનાઇઝેશનની સ્થિતિમાં, 12000 - 15000 K અને તેથી વધુ;

• ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા અને લો વોલ્ટેજ ડ્રોપ.

સામાન્ય રીતે, ધ્યેય એ સુનિશ્ચિત કરવાનો છે કે સર્કિટ ખોલવાની પ્રક્રિયા શક્ય તેટલી ઝડપથી આગળ વધે. આ હેતુ માટે, ખાસ સ્વિચિંગ ઉપકરણો (સ્વીચો, સર્કિટ બ્રેકર્સ, કોન્ટેક્ટર્સ, ફ્યુઝ, લોડ બ્રેકર્સ, વગેરે) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

આર્કિંગની ઘટના માત્ર સર્કિટ બ્રેકર્સમાં જ જોવા મળે છે. જ્યારે સંપર્કો ખોલવામાં આવે ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક આર્ક થઈ શકે છે. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ડિસ્કનેક્ટર, જ્યારે રેખાઓનું ઇન્સ્યુલેશન ઓવરલેપ થાય છે, જ્યારે ફ્યુઝના રક્ષણાત્મક તત્વો બળી જાય છે, વગેરે.

આ ઉપકરણોના ઉપકરણોની જટિલતા ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સ્તરો, રેટેડ કરંટ અને શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ, થતા ઓવરવોલ્ટેજના સ્તરો, વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓ, ઝડપ રેટિંગ વગેરેના સંદર્ભમાં તેમના પર લાદવામાં આવેલી આવશ્યકતાઓ પર આધારિત છે.

ડિસ્કનેક્ટર દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ ખોલવાની સુવિધાઓ

વૈકલ્પિક પ્રવાહના લાંબા ખુલ્લા ચાપને ઓલવવાનો પ્રશ્ન મોટાભાગે સામાન્ય ડિસ્કનેક્ટર જેમ કે ટ્રિપિંગ ઉપકરણો સાથે કામ કરતી વખતે આવે છે. આવા ડિસ્કનેક્ટર્સમાં ખાસ આર્ક સપ્રેશન ડિવાઇસ હોતા નથી, અને જ્યારે સંપર્કો ખુલે છે, ત્યારે તેઓ માત્ર ચાપને હવામાં લંબાવતા હોય છે.

આર્ક સ્ટ્રેચિંગ માટેની પરિસ્થિતિઓને સુધારવા માટે, ડિસ્કનેક્ટર્સને હોર્ન અથવા વધારાના સળિયા ઇલેક્ટ્રોડથી સજ્જ કરવામાં આવે છે, જેની સાથે આર્કને ઊંચો કરવામાં આવે છે અને મોટી લંબાઈ સુધી ખેંચાય છે.

ઈન્ટરનેટ પર અપલોડ કરાયેલા ઘણા વીડિયો છે જે જ્યારે ડિસ્કનેક્ટરના સંપર્કો લોડ પર ખુલે છે ત્યારે આર્સિંગની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે (આ "આર્સિંગ ડિસ્કનેક્ટર" શોધીને સરળતાથી શોધી શકાય છે).

ડિસ્કનેક્ટર પર અથવા પાવર લાઇન પર કંડક્ટર અને ગ્રાઉન્ડ વચ્ચે ખુલ્લા આર્સિંગને પવન દ્વારા મજબૂત રીતે પ્રોત્સાહિત કરવામાં આવે છે. પવનની હાજરીમાં, ચાપ ટૂંકી હોઈ શકે છે અને તેથી પવનની ગેરહાજરી કરતાં વધુ ઝડપથી દૂર થઈ શકે છે. જો કે, પવન જેવા પરિબળને તેની અસંગતતાને કારણે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ નહીં, પરંતુ વધુ ગંભીર પરિસ્થિતિઓના આધારે - સંપૂર્ણ પવનની ગેરહાજરી.

ડિસ્કનેક્ટર્સની મદદથી, મોટા પ્રવાહને બંધ કરવું અશક્ય છે, કારણ કે તે જ સમયે ચાપ નોંધપાત્ર લંબાઈ સુધી પહોંચે છે, ઘણી જ્યોત બનાવે છે, ડિસ્કનેક્ટિંગ ઉપકરણના સંપર્કોને મજબૂત રીતે ઓગળે છે. એક શક્તિશાળી ઓપન આર્ક સરળતાથી ઇન્સ્યુલેટરને નુકસાન પહોંચાડે છે જેની સાથે તે સંપર્કમાં આવે છે, તબક્કાઓ વચ્ચે ઓવરલેપનું કારણ બને છે, જે નેટવર્કમાં શોર્ટ સર્કિટ તરફ દોરી જાય છે.

નાના ટ્રાન્સફોર્મર્સ, કેપેસિટીવ લોડ લાઇન કરંટ, લો લોડ કરંટ વગેરેના ઓપન સર્કિટ કરંટને ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે પરંપરાગત ડિસ્કનેક્ટરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ ખોલવાની રીતો

સૈદ્ધાંતિક રીતે, સીધી વર્તમાન અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ સાથે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ ખોલવા માટે નીચેની પદ્ધતિઓ શક્ય છે.

1. વિદ્યુત સર્કિટની સરળ આર્સિંગ

આ જૂથમાં સીધા અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ સાથે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ ખોલવાની આવી પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સંપર્કો ખોલતા પહેલા સર્કિટમાં વર્તમાનને મર્યાદિત કરવા માટે કોઈ વિશેષ વધારાના પગલાં લેવામાં આવતાં નથી અથવા આર્ક ગેપમાં આર્કની ઊર્જા ઘટાડવા માટેના વિશેષ પગલાં લેવામાં આવતા નથી. તોડનાર

આ ઉદઘાટન પદ્ધતિમાં, સર્કિટ તોડવાની સ્થિતિઓ મહત્તમ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે ડિસ્કનેક્ટિંગ ઉપકરણની ચાપ બુઝાવવાની ચેમ્બર જ્યારે વર્તમાન શૂન્ય (વૈકલ્પિક પ્રવાહ)ને પાર કરે અથવા ચાપ વોલ્ટેજ (ડાયરેક્ટ કરંટ)ના પર્યાપ્ત મૂલ્ય સુધી પહોંચે ત્યારે ગેપની જરૂરી ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત બનાવીને.

આર્સિંગ દરમિયાન, ઉપકરણના સંપર્કો સર્કિટમાં વહેતા પ્રવાહના કોઈપણ તબક્કામાં ખુલી શકે છે, તેથી આર્ક ચુટના સંપર્કો અને તત્વો પ્રમાણમાં ઉચ્ચ શક્તિ અને ઊર્જાના ચાપની અસર માટે રચાયેલ હોવા જોઈએ.

વિદ્યુત ઉપકરણો માટે આર્ક બુઝાવવાની ચેમ્બર

સર્કિટ બ્રેકર આર્ક ચૂટ

2. વિદ્યુત સર્કિટનું મર્યાદિત આર્ક ઓપનિંગ

આવી બાકાત પદ્ધતિઓમાં તે શામેલ છે જેમાં પ્રમાણમાં મોટી સક્રિય અથવા પ્રતિક્રિયાશીલતા, જેના કારણે સર્કિટમાં વર્તમાન તેના મૂલ્યની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે જે મર્યાદાની શરૂઆત પહેલા અસ્તિત્વમાં છે. સ્વીચ સર્કિટમાં રહેલ મર્યાદિત પ્રવાહને બંધ કરે છે.

આ કિસ્સામાં, સંપર્કો પર પાવર-મર્યાદિત ચાપ થાય છે, અને બાકીના પ્રવાહ પર ચાપને ઓલવવી એ વર્તમાન મર્યાદિત ન હોય તેના કરતાં સરળ કાર્ય છે.

પરંપરાગત રીતે, અમે સમાન જૂથમાં ડિસ્કનેક્શનની આવી પદ્ધતિઓનો સમાવેશ કરીએ છીએ, જેમાં વર્તમાન વિક્ષેપનો તબક્કો સખત રીતે નિશ્ચિત છે અથવા સંપર્કો પરના ચાપનો બર્નિંગ સમય કેટલાક વિશિષ્ટ પગલાં દ્વારા મર્યાદિત છે, ઉદાહરણ તરીકે, વાલ્વ ઉપકરણો, વગેરે.

3. વિદ્યુત સર્કિટનું આર્કલેસ ઓપનિંગ

આ કિસ્સામાં વિદ્યુત સર્કિટ ખોલવાની પ્રક્રિયા એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે મુખ્ય સંપર્કો પર આર્ક ડિસ્ચાર્જ સંપૂર્ણપણે થાય છે અથવા સર્કિટ્સના ઇન્ડક્ટન્સ અને મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સના પ્રભાવને કારણે ખૂબ ટૂંકા ગાળાના અસ્થિર ચાપના સ્વરૂપમાં થાય છે. . આ પ્રકારનું સર્કિટ ઓપનિંગ સામાન્ય રીતે હાઇ-પાવર વાલ્વ (સિલિકોન ડાયોડ અથવા થાઇરિસ્ટોર્સ) દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે જે મુખ્ય સર્કિટ બ્રેકર સંપર્કોના શન્ટિંગ તત્વો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ડીસી અને એસી ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ ખોલતી વખતે આર્ક ઓલવવાની લાક્ષણિકતાઓ

સ્વિચિંગ ડિવાઇસ ગેપના સક્રિય ડીયોનાઇઝેશન સાથે એસી આર્ક ઓલવવાની પરિસ્થિતિઓ મૂળભૂત રીતે ડીસી આર્ક્સ અને લાંબા ઓપન એસી આર્ક્સની બુઝાવવાની પરિસ્થિતિઓમાંથી બાકાત છે.

કાયમી ચાપમાં અથવા ખુલ્લા લાંબા વૈકલ્પિક ચાપમાં, લુપ્તતા મુખ્યત્વે થાય છે કારણ કે જ્યારે ચાપને ખેંચવામાં આવે છે, ત્યારે વિદ્યુત ઉર્જાનો સ્ત્રોત ચાપના સ્તંભમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપને આવરી લેવામાં અસમર્થ હોય છે, જેના પરિણામે અસ્થિર સ્થિતિ ઉત્પન્ન થાય છે અને ચાપ બુઝાઇ ગયેલ છે.

જ્યારે AC સર્કિટમાં ચાપ થાય છે, જ્યારે આર્ક કોલમ સક્રિય રીતે ડીયોનાઇઝ્ડ હોય છે અથવા ટૂંકા ચાપની શ્રેણીમાં તૂટી જાય છે, ત્યારે ચાપને બુઝાવી શકાય છે જ્યારે સ્ત્રોત પાસે ચાપ બર્નિંગ જાળવવા માટે હજુ પણ મોટો સપ્લાય વોલ્ટેજ હોય ​​છે, પરંતુ જે બહાર આવે છે. તેની ઇગ્નીશન સુનિશ્ચિત કરવા માટે અપર્યાપ્ત હોવા માટે - વર્તમાન શૂન્ય ક્રોસિંગ પર.

વર્તમાન શૂન્ય ક્રોસિંગ દરમિયાન સક્રિય ડીયોનાઇઝેશનની શરતો હેઠળ, ચાપ સ્તંભની વાહકતા એટલી બધી ઘટી જાય છે કે, ઓછામાં ઓછા થોડા સમય માટે, આગામી અર્ધ-ચક્રમાં ચાપ શરૂ કરવા માટે તેના પર નોંધપાત્ર વોલ્ટેજ લાગુ કરવું આવશ્યક છે.

જો સર્કિટ પર્યાપ્ત વોલ્ટેજ અને ગેપમાં તેના વધારાનો દર પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ ન હોય, તો વર્તમાન શૂન્ય પસાર થયા પછી, વર્તમાન વિક્ષેપિત થાય છે, એટલે કે, પછીના અર્ધ-ચક્રમાં ચાપ દેખાતો નથી અને સર્કિટ આખરે છે. બંધ.

પછી સૌથી સામાન્ય મુદ્દાઓ ધ્યાનમાં લો ફક્ત ચાપ સર્કિટ ખોલવા.

જો સર્કિટ સ્ત્રોત વોલ્ટેજ અને વર્તમાન ચોક્કસ નિર્ણાયક મૂલ્યો કરતાં વધી જાય, તો પછી ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્કનેક્શન ઉપકરણના સંપર્કો પર જ્યારે તેઓ ખુલે છે, ત્યારે સ્થિર આર્ક ડિસ્ચાર્જ થાય છે… જો સંપર્કો વધુ વિચલિત થાય છે અથવા આર્ક ડિસ્કનેક્ટરની ચાપ બુઝાવવાની ચેમ્બરમાં ફૂંકાય છે, તો અસ્થિર આર્ક બર્નિંગ સ્થિતિઓ સર્જાય છે અને ચાપને ઓલવી શકાય છે.

જેમ જેમ સર્કિટ વોલ્ટેજ અને વર્તમાનમાં વધારો થાય છે તેમ, અસ્થિર આર્સિંગ પરિસ્થિતિઓ બનાવવાની મુશ્કેલી ઝડપથી વધે છે. હજારો અને હજારો વોલ્ટ સુધી પહોંચતા વોલ્ટેજ અને પ્રમાણમાં ઊંચા પ્રવાહો (હજારો એમ્પીયર) પર, ડિસ્કનેક્ટિંગ ઉપકરણના સંપર્કોમાં ખૂબ જ શક્તિશાળી આર્ક થાય છે, તેને બુઝાવવા અને તેથી સર્કિટ તોડવા માટે, ઉપયોગ કરવા માટે પગલાં લેવા જોઈએ. વધુ કે ઓછા અત્યાધુનિક આર્ક ઓલવવાના ઉપકરણો... ડીસી સર્કિટ બંધ કરતી વખતે ખાસ કરીને નોંધપાત્ર મુશ્કેલીઓ ઊભી થાય છે.

ખડક દરમિયાન નોંધપાત્ર મુશ્કેલીઓ પણ દૂર કરવી આવશ્યક છે. શોર્ટ સર્કિટ કરંટ એસી સર્કિટમાં ટૂંકા ગાળા માટે (સેકન્ડના સો અને હજારમા ભાગ).

વિદ્યુત સ્થાપનોમાં સર્કિટને ઝડપી તોડવું અને પરિણામી શોર્ટ સર્કિટને દૂર કરવું એ સંખ્યાબંધ સંજોગો દ્વારા અને સૌ પ્રથમ ઓપરેશનની સ્થિરતા જાળવવાની જરૂરિયાત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વિદ્યુત સિસ્ટમો, શૉર્ટ-સર્કિટ કરંટની થર્મલ અસરોથી વાયર અને સાધનોનું રક્ષણ, શક્તિશાળી આર્કની વિનાશક ક્રિયાથી ડિસ્કનેક્ટ થતા ઉપકરણોના સંપર્કો અને આર્ક ચેમ્બરનું રક્ષણ.

ઓપન સર્કિટ આર્કનું ઝડપી નિરાકરણ પણ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે અને લો વોલ્ટેજ કંટ્રોલ સર્કિટ માટેના ઉપકરણોમાં, જે સામાન્ય રીતે ખૂબ મોટી સંખ્યામાં સ્વિચિંગ પ્રક્રિયાઓ માટે રચાયેલ છે. આર્ક બર્નિંગનો સમયગાળો ઘટાડવાથી સંપર્કો અને ઉપકરણના અન્ય ઘટકોના બર્નિંગમાં ઘટાડો થાય છે અને તેથી, સર્વિસ લાઇફમાં વધારો થાય છે.

જો કે, ચાપને ખૂબ જ ઝડપથી દૂર કરવાથી સર્કિટમાં ખૂબ મોટા ઉછાળો આવી શકે છે કારણ કે જ્યારે સર્કિટ ખુલ્લી હોય ત્યારે ચાપ સર્કિટમાં સંગ્રહિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાને શોષી લે છે, જેને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સર્જ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. આમ, આર્ક ડિસ્ચાર્જ કેટલાક કિસ્સાઓમાં હકારાત્મક ભૂમિકા ભજવી શકે છે. આનો હિસાબ હોવો જોઈએ.

વિશ્વસનીય હાઇ-સ્પીડ હાઇ- અને લો-વોલ્ટેજ ડિસ્કનેક્ટિંગ ઉપકરણો બનાવવાની સમસ્યા, સૌ પ્રથમ, તેમાં આર્ક ક્વેન્ચિંગના મુદ્દાના સાચા ઉકેલ પર આધારિત છે.

વિદ્યુત ઉપકરણોના સંપર્કોમાં શક્તિશાળી ચાપની રચના સાથે નીચા અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં વિક્ષેપ એ એક જટિલ પ્રક્રિયા છે, જેનો અભ્યાસ મોટી સંખ્યામાં સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક અભ્યાસો અને ડિઝાઇન વિકાસ માટે સમર્પિત છે.

એસી અને ડીસી આર્કને બુઝાવવાની મોટી સંખ્યામાં પદ્ધતિઓ છે જેનો ઉપયોગ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સ્તરો, પ્રવાહોની તીવ્રતા, ડિસ્કનેક્ટિંગ ઉપકરણોનો જરૂરી ઓપરેટિંગ સમય, સલામતી પરિસ્થિતિઓ વગેરેના આધારે વ્યવહારમાં થાય છે.

હાલમાં, સરળ આર્સિંગ હજુ પણ મુખ્ય માર્ગ છે જે ઉચ્ચ અને નીચા વોલ્ટેજ AC અને DC સ્વિચિંગ ડિવાઇસ ટેક્નોલૉજી લેવાનું ચાલુ રાખે છે.

આ પણ જુઓ:હાઇ વોલ્ટેજ વેક્યુમ સર્કિટ બ્રેકર્સ — ડિઝાઇન અને ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત