แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ Air Blast Circuit Breaker

เบรกเกอร์วงจรประเภทนี้เป็นเบรกเกอร์ชนิดนั้นที่ทำงานในอากาศที่ความดันบรรยากาศ หลังจากการพัฒนาเบรกเกอร์น้ำมันแรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง เบรกเกอร์อากาศ (ACB) จะถูกแทนที่อย่างสมบูรณ์โดยวงจรน้ำมันเบรกเกอร์ในประเทศต่างๆ แต่ในประเทศเช่นฝรั่งเศสและอิตาลี ACB ยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าแรงดัน 15 KV นอกจากนี้ยังเป็นทางเลือกที่ดีในการหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากไฟไหม้น้ำมันในกรณีที่เครื่องตัดวงจรน้ำมัน ในอเมริกา ACBs ถูกใช้เฉพาะสำหรับระบบสูงถึง 15 KV จนกระทั่งการพัฒนาสูญญากาศและ SF ใหม่₆ เบรกเกอร์วงจร

หลักการทำงานของเครื่องตัดวงจรไฟฟ้า

หลักการทำงานของเบรกเกอร์นี้ค่อนข้างแตกต่างจากเบรกเกอร์วงจรชนิดอื่น ๆ จุดประสงค์หลักของเบรกเกอร์ทุกชนิดคือการป้องกันไม่ให้เกิดการสร้างซ้ำหลังจากศูนย์ปัจจุบันโดยการสร้างสถานการณ์ที่ช่องว่างในการติดต่อจะทนต่อแรงดันไฟฟ้าการกู้คืนระบบ เบรกเกอร์อากาศ ทำสิ่งเดียวกัน แต่แตกต่างกัน สำหรับการขัดจังหวะอาร์คนั้นจะสร้างแรงดันอาร์คเกินแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย แรงดันไฟฟ้า Arc ถูกกำหนดให้เป็นแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่จำเป็นในการบำรุงรักษาส่วนโค้ง เบรกเกอร์วงจรนี้จะเพิ่มแรงดันอาร์คโดยส่วนใหญ่สามวิธีที่แตกต่างกัน

1. มันอาจเพิ่มแรงดันอาร์คโดยการทำให้เย็นลงพลาสมาอาร์ค เมื่ออุณหภูมิของอาร์พลาสม่าลดลงการเคลื่อนที่ของอนุภาคในอาร์คพลาสม่าก็ลดลง ดังนั้นการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าจึงจำเป็นต้องใช้เพื่อรักษาส่วนโค้ง
2. มันอาจเพิ่มแรงดันอาร์คโดยการเพิ่มความยาวเส้นทางอาร์ค เมื่อความยาวของเส้นทางอาร์คเพิ่มขึ้นความต้านทานของเส้นทางจะเพิ่มขึ้นและด้วยเหตุนี้เพื่อรักษาอาร์คกระแสแรงดันไฟฟ้าเดียวกันจึงจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามากขึ้นข้ามเส้นทางอาร์ค นั่นหมายความว่าแรงดันอาร์กเพิ่มขึ้น
3. การแยกส่วนโค้งออกเป็นส่วนโค้งแบบอนุกรมจะเพิ่มแรงดันอาร์ค

ประเภทของ ACB

ส่วนใหญ่มี ACB สองประเภท

1. เบรกเกอร์อากาศธรรมดา
2. อากาศระเบิด Circuit Breaker

การทำงานของ ACB

• วัตถุประสงค์แรกมักจะประสบความสำเร็จโดยบังคับให้ส่วนโค้งสัมผัสกับพื้นที่ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ของวัสดุฉนวน เบรกเกอร์วงจรอากาศทุกตัวจะถูกติดตั้งกับห้องโดยรอบรายชื่อ ห้องนี้เรียกว่า 'arc chute' ส่วนโค้งนั้นถูกขับเคลื่อนเข้าไป หากภายในรางโค้งมีรูปร่างที่เหมาะสมและหากสามารถสร้างส่วนโค้งให้สอดคล้องกับรูปร่างผนังรางโค้งจะช่วยในการระบายความร้อน รางโค้งชนิดนี้ควรทำจากวัสดุทนไฟบางชนิด พลาสติกอุณหภูมิสูงที่เสริมด้วยใยแก้วและเซรามิกส์เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการทำรางโค้ง
• วัตถุประสงค์ที่สองที่ทำให้ส่วนโค้งยาวขึ้นเส้นทางสามารถทำได้พร้อมกันกับวัตถุประสงค์กำปั้น หากผนังด้านในของรางโค้งมีรูปร่างในลักษณะที่ส่วนโค้งนั้นไม่เพียง แต่ถูกบังคับให้เข้าใกล้มันเท่านั้น แต่ยังถูกผลักเข้าไปในช่องทางคดเคี้ยวที่ฉายบนผนังราง ความยาวของเส้นทางอาร์คเพิ่มความต้านทานอาร์ค
• เทคนิคที่สามทำได้โดยใช้โลหะตัวแบ่งส่วนโค้งภายในรางโค้ง รางโค้งหลักแบ่งออกเป็นจำนวนของช่องขนาดเล็กโดยใช้แผ่นแยกโลหะ แผ่นแยกโลหะเหล่านี้จริง ๆ แล้วเป็นตัวแยกส่วนโค้งและแต่ละช่องเล็ก ๆ นั้นจะทำหน้าที่เป็นรางโค้งขนาดเล็กแต่ละอัน ในระบบนี้อาร์คเริ่มต้นจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนโค้งแบบอนุกรมซึ่งแต่ละอันจะมีรางโค้งขนาดเล็กของตัวเอง ดังนั้นอาร์คแบบแยกแต่ละอันมีผลในการระบายความร้อนและยืดความยาวของตัวเองเนื่องจากมินิอาร์ครางของตัวเองและด้วยเหตุนี้แรงดันอาร์คแบบแยกส่วนจึงสูง เหล่านี้รวมกันทำให้แรงดันอาร์คโดยรวมสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบมาก

นี้คือ หลักการทำงานของเบรกเกอร์อากาศ ตอนนี้เราจะหารือในรายละเอียดการทำงานของ ACB ในทางปฏิบัติ
เบรกเกอร์อากาศดำเนินการภายในแรงดันไฟฟ้าระดับ 1 KV ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ควบคุมส่วนโค้ง กระแสหลักส่วนใหญ่สำหรับกระแสไฟฟ้าผิดปกติที่แรงดันต่ำ (ระดับแรงดันต่ำกว่า 1 KV) ABCs พร้อมอุปกรณ์ควบคุมส่วนโค้งที่เหมาะสมเป็นตัวเลือกที่ดี เบรกเกอร์เหล่านี้ปกติจะมีผู้ติดต่อสองคู่ หน้าสัมผัสหลักคู่หนึ่งมีกระแสที่โหลดปกติและหน้าสัมผัสทำจากทองแดง คู่เพิ่มเติมคือรายชื่อผู้ติดต่อ arcing และทำจากคาร์บอน เมื่อมีการเปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์ผู้ติดต่อหลักจะเปิดขึ้นก่อนและระหว่างการเปิดคอนแทคเตอร์หลักรายชื่อผู้ติดต่อหลักยังคงติดต่อกัน เมื่อกระแสได้รับเส้นทางต้านทานแบบขนานต่ำผ่านผู้ติดต่อ arcing ระหว่างการเปิดผู้ติดต่อหลักจะไม่มีการติดต่อใด ๆ ในการติดต่อหลัก การเริ่มต้นจะเริ่มขึ้นเมื่อในที่สุดผู้ติดต่อ arcing จะถูกแยกออก หน้าสัมผัสแต่ละอาร์คนั้นถูกติดตั้งด้วยอาร์ครันเนอร์ซึ่งจะช่วยให้อาร์คดิสชาร์จเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนเนื่องจากทั้งความร้อนและผลแม่เหล็กไฟฟ้าดังแสดงในรูป เมื่ออาร์คถูกขับขึ้นด้านบนมันจะเข้าสู่อาร์ครางซึ่งประกอบด้วยตัวแยก อาร์คในรางจะกลายเป็นเย็นกว่ายืดและแยกดังนั้นแรงดันอาร์คจะใหญ่กว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบในเวลา การทำงานของเบรกเกอร์อากาศและดังนั้นอาร์คจะดับในที่สุดในช่วงศูนย์ปัจจุบัน

แม้ว่าเบรกเกอร์วงจรประเภทนี้จะล้าสมัยสำหรับการใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง แต่ก็ยังเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการจัดอันดับกระแสสูงในการใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำ

Air Blast Circuit Breaker

เหล่านี้ ประเภทของเบรกเกอร์อากาศ ถูกนำมาใช้สำหรับแรงดันไฟฟ้าระบบ 245 KV, 420 KV และมากยิ่งขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการการทำงานของเบรกเกอร์ที่รวดเร็ว เบรกเกอร์อากาศระเบิด มีข้อได้เปรียบที่เฉพาะเจาะจงมากกว่าเบรกเกอร์น้ำมันซึ่งมีการระบุไว้ดังต่อไปนี้,

1. ไม่มีโอกาสเกิดอัคคีภัยเนื่องจากน้ำมัน
2. ความเร็วในการทำลายของเบรกเกอร์สูงขึ้นมาก การทำงานของเบรกเกอร์อากาศระเบิด.
3. การดับอาร์คจะเร็วขึ้นมากในระหว่างนั้น การทำงานของเบรกเกอร์อากาศระเบิด.
4. ระยะเวลาของอาร์คจะเหมือนกันสำหรับค่าของการขัดจังหวะกระแสเล็กและสูงทั้งหมด
5. เนื่องจากระยะเวลาของอาร์คมีขนาดเล็กลงดังนั้นปริมาณความร้อนที่น้อยลงจึงรับรู้จากส่วนโค้งไปยังหน้าสัมผัสที่มีกระแสไฟฟ้าทำให้อายุการใช้งานของหน้าสัมผัสนาน
6. สามารถรักษาเสถียรภาพของระบบได้เป็นอย่างดีเนื่องจากขึ้นอยู่กับความเร็วของการทำงานของเบรกเกอร์
7. ต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับเบรกเกอร์น้ำมัน

นอกจากนี้ยังมีบางส่วน ข้อเสียของเบรกเกอร์วงจรระเบิดอากาศ-

1. เพื่อให้การดำเนินงานบ่อยครั้งจำเป็นต้องมีเครื่องอัดอากาศความจุสูง
2. จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาคอมเพรสเซอร์ท่ออากาศที่เกี่ยวข้องและอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติเป็นประจำ
3. เนื่องจากการหยุดชะงักของกระแสความเร็วสูงจึงมีโอกาสสูงที่จะเกิดแรงดันไฟฟ้าซ้ำและการสับกระแสไฟฟ้าในอัตราที่สูง
4. นอกจากนี้ยังมีโอกาสที่ความดันอากาศรั่วจากรอยต่อท่ออากาศ

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วก่อนหน้านี้ว่าส่วนใหญ่มี ACB สองประเภท เบรกเกอร์อากาศธรรมดา และเบรกเกอร์อากาศระเบิด แต่ภายหลังสามารถแบ่งย่อยออกเป็นสามประเภทที่แตกต่างกัน

1. Axial Blast ACB
2. Axial Blast ACB พร้อมหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ด้านข้าง
3. Cross Blast ACB

เครื่องตัดลม Axial Blast

ACB ในแนวแกนระเบิดมีการสัมผัสหน้าสัมผัสการสัมผัสกับหน้าสัมผัสคงที่ด้วยความช่วยเหลือของแรงกดสปริงดังแสดงในภาพ มีหัวฉีดปากในตัวสัมผัสแบบคงที่ซึ่งถูกบล็อกโดยปลายของหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ในสภาวะปิดปกติของเบรกเกอร์ เมื่อเกิดข้อผิดพลาดอากาศแรงดันสูงจะถูกนำเข้าไปในห้องทำงาน แรงดันอากาศจะชดเชยแรงดันสปริงและทำให้สปริงเสียรูปดังนั้นหน้าสัมผัสที่เคลื่อนไหวจะถูกถอนออกจากหน้าสัมผัสคงที่และรูหัวฉีดเปิด ในเวลาเดียวกันอากาศความดันสูงจะเริ่มไหลไปตามส่วนโค้งผ่านทางปากสัมผัสของหัวฉีดคงที่ การไหลตามแนวแกนของอากาศตามส่วนโค้งผ่านทางปากของหัวฉีดจะทำให้อาร์คยาวขึ้นและเย็นลงดังนั้นแรงดันอาร์กจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบไม่เพียงพอที่จะรักษาอาร์ก

Axial Blast ACB พร้อมหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ด้านข้าง

ในเครื่องตัดวงจรระเบิดตามแนวแกนนี้หน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่จะติดตั้งกับลูกสูบที่รองรับเหนือสปริง เพื่อเปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์อากาศจะถูกรับเข้าไปในห้องที่มีแรงดันสูงเมื่อความดันถึงค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้ามันจะกดหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ลง อาร์คจะถูกวาดระหว่างหน้าสัมผัสคงที่และเคลื่อนไหว การระเบิดของอากาศจะถ่ายโอนอาร์คไปยังอิเล็กโทรด arcing ทันทีและดับลงโดยการไหลตามแนวแกนของอากาศ

ครอสบลาสต์แอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์

หลักการทำงานของการระเบิดข้าม เบรกเกอร์อากาศ ค่อนข้างง่าย ในระบบนี้ของ เบรกเกอร์อากาศระเบิด ท่อระเบิดได้รับการแก้ไขในแนวตั้งฉากกับการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนย้ายผู้ติดต่อในห้อง arcing และด้านตรงข้ามของห้อง arcing ห้องไอเสียหนึ่งยังติดตั้งในแนวเดียวกันของท่อระเบิดเพื่อให้อากาศที่มาจากท่อระเบิดสามารถเข้าไปในห้องไอเสียโดยตรงผ่านช่องว่างที่สัมผัสของ เบรกเกอร์ ห้องไอเสียถูกพ่นด้วยตัวแยกส่วนโค้ง เมื่อการเคลื่อนย้ายผู้ติดต่อถูกถอนออกจากการติดต่อแบบคงที่จะมีการสร้างส่วนโค้งระหว่างที่สัมผัสกันและในเวลาเดียวกันอากาศความดันสูงที่มาจากท่อระเบิดจะผ่านช่องว่างของการสัมผัสและจะนำอาร์กเข้าไปในห้องไอเสีย ด้วยความช่วยเหลือของตัวแยกส่วนโค้งและในที่สุดอาร์คก็ดับ