வெற்றிட சுற்று மின்னழுத்த உடைப்பான் வேகமான வில் அழிப்பை எவ்வாறு அடைகிறது?

நவீன நடுத்தர மின்னழுத்த சுற்று உபகரணங்களில் வில் அழிப்பின் இயற்பியல்

மின் பகிர்மான வலையமைப்பில் குறைபாட்டு மின்னோட்டம் வெடித்துச் செல்லும்போது, அந்த மின்னோட்டத்தை தடுக்கும் பாதுகாப்பு சாதனத்தின் வேகம் தான் கீழ்நிலை உபகரணங்கள் உயிர் தானா அல்லது நிரந்தர சேதத்திற்கு ஆளாகுமா என்பதை தீர்மானிக்கிறது. 3.6 kV முதல் 40.5 kV வரையிலான நடுத்தர மின்னழுத்த பயன்பாடுகளில், வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி வெற்றிட சுற்று முறிப்பான் தான் முக்கிய தேர்வாக உள்ளது, ஏனெனில் அது ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட திறனைக் கொண்டுள்ளது: தொடர்புகள் பிரிந்த நொடிகளில் மிகக் குறைந்த நேரத்தில் (மைக்ரோ வினாடிகளில்) மின் வில்லை அழிக்க முடியும்.

வெற்றிட இடைநிறுத்தியின் உள்ளே வில் அழிப்பு இயக்கம், பழைய எண்ணெய் நிரப்பப்பட்ட அல்லது SF6 வாயு-அடிப்படையிலான மின்சுற்று இடைநிறுத்திகளிலிருந்து அடிப்படையில் வேறுபட்ட கொள்கைகளின் மீது செயல்படுகிறது. சுமையின் கீழ் தொடர்பு முனைகள் பிரிந்தால், மின்னோட்டம் தொடர்பு முனைகளின் மேற்பரப்பிலிருந்து உலோக ஆவியை அயனியாக்கி, ஒரு கடத்தும் பிளாஸ்மா தூணை உருவாக்குகிறது. ஆனால் வெற்றிடச் சூழலில், மின்னூட்டப்பட்ட துகள்களின் சராசரி இடைவெளி நானோமீட்டர்களில் அல்ல, மீட்டர்களில் அளக்கப்படுகிறது — மின்னோட்ட அலை தனது இயல்பான பூஜ்ஜிய கடந்து செல்லும் போது, பிளாஸ்மா தனது கடத்தும் ஊடகத்தை உடனே இழக்கிறது. மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்திற்குப் பிறகு 10 முதல் 15 மைக்ரோ வினாடிகளுக்குள், வெற்றிட இடைவெளியின் மின்காப்பு வலிமை தற்காலிக மீட்பு மின்னழுத்தம் உயரும் வேகத்தை விட வேகமாக மீட்கப்படுகிறது, இது மீண்டும் தீப்பற்றுவதைத் தடுக்கிறது.

தொடர்பு பொருள்கள் மற்றும் அவை இடைநிறுத்தத்தில் வகிக்கும் பங்கு

ஏன் தாமிரம்-குரோமியம் கலவைகள் வெற்றிட இடைநிறுத்திகளின் வடிவமைப்பில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன

தொடர்பு பொருளின் தேர்வு நேரடியாக துண்டிப்புச் செயல்திறனை நிர்ணயிக்கிறது. பெரும்பாலான நவீன வெற்றிட துண்டிப்பான்களில் தொடர்புகள் தாமிரம்-குரோமியம் (CuCr) கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன, பொதுவாக 25% முதல் 40% வரை குரோமியம் கலவையுடன். இந்தப் பொருள் கலவை மூன்று நோக்கங்களை நிறைவேற்றுகிறது: குரோமியம் உயர் கேட்டரிங் செயல்பாட்டை வழங்குகிறது, இது 20 முதல் 30 ஆண்டுகள் வரையிலான சேவை ஆயுளில் வெற்றிடத்தின் தரத்தை குறைக்கக்கூடிய மீதமுள்ள வாயு மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சுகிறது; தாமிரம் 630 A முதல் 3150 A வரையிலான தொடர் மின்னோட்ட தரத்தை மேலாண்மை செய்ய சிறந்த மின்சார மற்றும் வெப்பக் கடத்துத்திறனை வழங்குகிறது; மேலும் இந்தக் கலவையின் துகள் அமைப்பு சிறிய, சீரான விநியோகம் செய்யப்பட்ட விற்கு வேர்களை உருவாக்குகிறது, இது இடத்திற்கு ஏற்ற அதிக வெப்பத்தைத் தடுக்கிறது.

சில சிறப்பு பயன்பாடுகளுக்காக தாமிரம்-பிஸ்மத் மற்றும் தாமிரம்-டங்ஸ்டன் போன்ற மாற்றுப் பொருட்கள் உள்ளன, ஆனால் CuCr என்பது விற்கு அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் மின்னோட்ட வெட்டு நடத்தைக்கு இடையிலான சிறந்த சமநிலையை வழங்குவதால், குறைந்த மிகை மின்னழுத்த பண்புகள் முக்கியமாக இருக்கும் பயன்பாடுகளுக்கு இது தரத்திற்குரியதாக உள்ளது.

விற்கு கட்டுப்பாட்டில் தொடர்பு வடிவமைப்பின் பங்கு

பொருள் தேர்வை மீறியும், தொடர்பு வடிவமைப்பு வில்லின் நடத்தையை வடிவமைக்கிறது. சுருள்-இதழ் தொடர்புகள் மற்றும் அசியல் காந்தப் புலம் (AMF) தொடர்புகள் என இரண்டு பொதுவான அணுகுமுறைகள் உள்ளன. AMF தொடர்புகள் வில்லின் நிரலுக்கு இணையாக ஒரு காந்தப் புலத்தை உருவாக்குகின்றன, இது வில்லை ஒரே புள்ளியில் குவிக்காமல் அகன்ற பரப்பளவில் பரவச் செய்கிறது. இந்த பரவல், வில்லின் அடிப்பகுதியில் 20,000 K வரை இருக்கக்கூடிய உள்ளூர் தொடர்பு வெப்பநிலையை மேலும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய பரவலாகக் குறைக்கிறது, இது தொடர்பு அரிப்பு வீதத்தை மிகவும் குறைக்கிறது.

தென்கிழக்கு ஆசியாவில் உள்ள ஒரு தொழில்துறை பூங்காவில் இருந்து ஒரு நடைமுறை எடுத்துக்காட்டு

வியட்நாமில் உள்ள ஒரு துணி உற்பத்தி நிறுவனம், 200க்கும் மேற்பட்ட மின்னோட்ட இயக்க தெறிகளை இயக்கிவந்தது; அதன் பழைய எண்ணெய் சுற்று முறிப்பிகளில் தொடர்ந்து தவறான முறிப்புகள் ஏற்பட்டன. அதிக மின்னோட்ட துவக்க மின்னோட்டங்களைக் கொண்ட சூழல்களில் பொதுவாக ஏற்படும் இந்த அடிக்கடி ஏற்படும் குறுகிய சுற்று நிகழ்வுகள், எண்ணெயின் மின்காப்புத் தன்மையை மோசமாக்கின, இதனால் மூன்று மாதத்திற்கு ஒருமுறை பராமரிப்பு நிறுத்தங்கள் தேவைப்பட்டன. ஒவ்வொரு நிறுத்தமும் சுமார் 8 முதல் 12 மணி நேர உற்பத்தி இழப்பை ஏற்படுத்தியது.

இந்த வசதியின் பொறியியல் குழு, சியாமென் ஹாங்சின் இன்டெலிஜென்ட் டெக்னாலஜி உடன் இணைந்து, எண்ணெய் பிரேக்கர்களை KYN28-12 உள் உலோக மூடிய எடுத்துச் செல்லக்கூடியவற்றால் மாற்றியது வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி 1250 A தரவரையில் தரப்பட்ட, 31.5 kA குறுகிய சுற்று மின்னோட்ட முறிவு திறன் கொண்ட கூறுகள். வெற்றிட இடைநிறுத்திகள் எண்ணெய் தொடர்பான அனைத்து பராமரிப்பு பணிகளையும் நீக்கியது. 18 மாதங்களுக்கு மேலான இயக்கத்தின் போது, வெற்றிட இடைநிறுத்திகள் 14 குறைபாட்டு நிகழ்வுகளை ஒரே முறைகூட தடுப்பில் தவறாமல் கையாண்டன. ஆர்க் அழிவு நேரம், ஆசிலோகிராபியின் மூலம் அளவிடப்பட்டது; தொடர்பு பிரிவு முதல் இறுதி மின்னோட்ட பூஜ்ஜியம் வரையில் இந்த நேரம் தொடர்ந்து 15 மில்லிசெகன்டுகளுக்கு கீழேயே இருந்தது.

நம்பகமான ஆர்க் இடைநிறுத்த செயல்திறனுக்கான தேர்வு விதிமுறைகள்

குறைபாட்டு மின்னோட்ட முறிவு திறனை அமைப்பின் தேவைகளுடன் பொருத்துதல்

A வெற்றிட சுற்று மின்துண்டி அதன் நிறுவல் இடத்தில் அதிகபட்ச முன்னறிவிக்கப்பட்ட தவறு மின்னோட்டத்தை விட அதிகமான தரப்பட்ட குறுகிய-சுற்று உடைக்கும் திறன் (Isc) கொண்டிருக்க வேண்டும். IEC 62271-100 என்பது மின்சார முறிப்பான்களை E1 (அடிப்படை மின்சார உறுதித்தன்மை), E2 (விரிவாக்கப்பட்ட மின்சார உறுதித்தன்மை), C1 (மீண்டும் விற்றுதல் நிகழ்வின் குறைந்த வாய்ப்பு) மற்றும் C2 (மீண்டும் விற்றுதல் நிகழ்வின் மிகக் குறைந்த வாய்ப்பு) என வகைப்படுத்துகிறது. முக்கிய செயல்முறைகளுக்கு சேவை செய்யும் நிறுவல்களுக்கு E2 மற்றும் C2 வகை சாதனங்களை தேர்வு செய்வது கூடுதல் பாதுகாப்பு மார்ஜினை வழங்கும் — இந்த வகைப்பாடுகள் முறிப்பான் தனது முழு தரப்பட்ட உடைக்கும் திறனை மீண்டும் மீண்டும் கையாள முடியும் எனவும், மீண்டும் விற்றுதல் இன்றி இயங்க முடியும் எனவும் உறுதிப்படுத்துகின்றன.

தடையில்லா இடைவெளியின் தன்மையை கண்காணித்தல் ஒரு தடுப்பு நடவடிக்கை

வெற்றிட இன்டர்ரப்டர்கள் ஆயுள் முழுவதும் சீல் செய்யப்பட்ட சாதனங்கள், ஆனால் நுண்ணிய கசிவுகள் அல்லது மெதுவான வெளியேற்றம் காரணமாக வெற்றிடத்தின் தரம் குறையலாம். நவீன முறைகளில் மாக்னெட்ரான் கேஜ் முறை மற்றும் திறந்த தொடுபுள்ளிகளுக்கு இடையே உயர் மின்னழுத்த AC தாங்குதல் சோதனை ஆகியவை அடங்கும். தரமான இன்டர்ரப்டர் ஒன்று தரப்பட்ட மின்னழுத்தத்தில் சோதனை மின்னழுத்தத்தை தாங்கும், அதில் கசிவு மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும் — ஏதேனும் அளவிடக்கூடிய மின்னோட்டம் வாயு உள்ளே புகுந்துள்ளதையும், மின்காப்பு வலிமை குறைந்துள்ளதையும் குறிக்கிறது; எனவே தவறு ஏற்படுவதற்கு முன்பாகவே அதை மாற்ற வேண்டும்.

இன்டர்ரப்டர் சுற்றுப்புறத்தின் விரிசல்கள் அல்லது தாக்கத்தால் ஏற்பட்ட சேதத்தை வழக்கமான கண்ணுக்குத் தெரியும் ஆய்வு மூலம் சரிபார்க்க வேண்டும், இது மின்னியல் சோதனைகளுக்கு நல்ல துணையாக இருக்கும். தொடுபுள்ளிகளின் அரிப்பு குறியீடுகள், அவை வழங்கப்பட்டிருந்தால், மீதமுள்ள தொடுபுள்ளி நகர்வு வரம்பைக் காட்டும்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

வில்லை அழிப்பதில் வெற்றிடம் SF6 ஐ விட ஏன் சிறந்தது?

வெற்றிட இடைநிறுத்திகள், தற்போதைய பூஜ்ஜியத்திற்குப் பின் SF6 ஐ விட சுமார் 10 மடங்கு வேகமாக மின்காப்பு மீட்சியை அடைகின்றன, ஏனெனில் வெற்றிடச் சூழலில் டீ-அயனைசேஷனுக்குத் தேவையான வாயு மூலக்கூறுகள் எதுவும் இல்லை. இதன் விளைவாக, வெற்றிட தொழில்நுட்பம் உயர் அதிர்வெண் காலநிலை மின்னழுத்த மீட்சியை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துவதில் மிகவும் திறமையாக செயல்படுகிறது, மேலும் SF6 இன் உலகளாவிய சூடாதல் திறன் CO₂ ஐ விட 23,500 மடங்கு அதிகம் என்பதால், காற்று மாசுபாட்டு கவலைகளையும் நீக்குகிறது.

வெற்றிட மின்சுற்று முறிப்பான் இடைநிறுத்தி எவ்வளவு நேரம் செயல்படும்?

நன்றாக பராமரிக்கப்படும் வெற்றிட இடைநிறுத்தி பொதுவாக 20 முதல் 30 ஆண்டுகள் வரை முக்கிய தலையீடு இல்லாமல் சேவை செய்கிறது. IEC 62271-100 படி இயக்க வசதியின் இயந்திர தாங்குதல் ஒரு சுமையில் 10,000 மூடு-திற சுழற்சிகளை மீறுகிறது. தரப்பட்ட குறுகிய சுற்று மின்னோட்டத்தில் மின்னியல் தாங்குதல் வடிவமைப்பு மற்றும் தரத்தைப் பொறுத்து 30 முதல் 100 முழு குறுகிய சுற்று தடுப்புகள் வரை இருக்கும். ஹாங்ஸின் இன்டெலிஜென்ட் டெக்னாலஜி வெற்றிட இடைநிறுத்தி கூறுகள் இந்த IEC தாங்குதல் வகைப்பாடுகளைப் பின்பற்றுகின்றன.

வெற்றிட மின்சுற்று முறிப்பான்கள் கேபாசிட்டிவ் சுஇட்சிங் செய்ய முடியுமா?

ஆம், சரியாக வரையறுக்கப்பட்டால். மின்தேக்கி மாற்றுதல் — மின்தேக்கி குழு மற்றும் கேபிள் மின்னூட்டுதல் பயன்பாடுகளில் பொதுவானது — குறைந்த மீண்டும் விற்றுதல் (restrike) வாய்ப்புடையதாக வரையறுக்கப்பட்ட மின்சார முறிப்பானை (IEC 62271-100 இன் வகுப்பு C2 படி) தேவைப்படுகிறது. வெற்றிட இடைநிறுத்தியின் விரைவான மின்காப்பு மீட்சி தன்மை அதை இயல்பாகவே ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கதாக ஆக்குகிறது, ஆனால் மின்னோட்ட முன்னோடி (inrush current pre-strike) விளைவுகளைக் குறைக்க தொடர்பு பொருள் மற்றும் வடிவமைப்பு மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.

வெற்றிட இடைநிறுத்தியில் பொதுவான விற்றுதல் நீக்க நேரம் என்ன?

விற்றுதல் நீக்கம் பொதுவாக தொடர்பு பிரிவினைக்குப் பிறகு 8 முதல் 15 மில்லிவினாடிகளுக்குள் முடிவடைகிறது, இது தவறு மின்னோட்ட அளவு மற்றும் பிரிவினை தொடங்கும் அலை வடிவின் புள்ளியைப் பொறுத்தது. அடுத்த இயல்பான மின்னோட்ட பூஜ்ஜியத்தை அடையும் வரை விற்றுதல் எரிகிறது, அப்போது வெற்றிட இடைவெளி தனது முழு மின்காப்பு வலிமையை உடனடியாக மீட்டெடுக்கிறது.

வெற்றிட இடைநிறுத்திக்கு என்ன பராமரிப்பு தேவை?

வெற்றிட இடைநிறுத்திகள் எண்ணெய் அல்லது SF6 மாற்றுகளை விட மிகக் குறைந்த பராமரிப்பை தேவைப்படுத்துகின்றன. ஆண்டுதோறும் செராமிக் உறையின் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஆய்வு, உள் அரிப்புக் குறியீடுகளைப் பயன்படுத்தி தொடர்பு அரிப்பைச் சரிபார்த்தல், மற்றும் தரப்பட்ட மின்னழுத்த எதிர்ப்புத் திறனின் 80% இல் மின்காப்பு ஒழுங்கு சோதனை ஆகியவை தரநிலை ஆய்வு முறையாகும். எந்தவொரு வாயு நிரப்புதல் அல்லது எண்ணெய் மாற்றமும் தேவையில்லை.

உயரம் வெற்றிட மின்சுற்று முறிப்பானின் செயல்திறனை பாதிக்கிறதா?

இல்லை — இது ஒரு முக்கிய நன்மையாகும். காற்று மூலம் காப்பிடப்பட்ட அல்லது SF6 முறிப்பான்களிலிருந்து மாறுபட்டு, உயரமான இடங்களில் காற்று அடர்த்தி குறைவதால் மின்காப்பு வலிமை குறைவதில்லை; ஏனெனில் வெற்றிடத்தின் மின்காப்பு பண்புகள் வெளிப்புற வளிமண்டல அழுத்தத்தைச் சார்ந்திருக்காது. இது மலைப்பகுதிகளில் நிறுவல்களுக்கு வெற்றிட தொழில்நுட்பத்தை முன்னுரிமை வழங்குகிறது.