सर्किट ब्रेकर्स कैसे काम करते हैं?

सर्किट ब्रेकर- आवश्यकता और परिभाषा

बिजली वितरण ग्रिड से हमारे घर या किसी अन्य स्थान पर आने वाली बिजली एक बड़ा सर्किट बनाती है, जिसमें एक छोर को गर्म तार कहा जाता है और एक दूसरे छोर को बनाने वाली लाइनों को जोड़ने वाले बिजली संयंत्र से जुड़ते हैं। इन दोनों लाइनों के बीच विद्युत आवेश प्रवाहित होता है और उनके बीच क्षमता विकसित होती है। इस प्रवाह के प्रतिरोध की पेशकश करने वाले भार (उपकरणों) का कनेक्शन पूर्ण सर्किट को पूरा करता है और घर के अंदर की पूरी विद्युत प्रणाली सुचारू रूप से काम करती है जब तक कि उपकरणों में पर्याप्त प्रतिरोध होता है और वर्तमान में कोई कारण नहीं होता है। शॉर्ट-सर्किटिंग या बहुत अधिक चार्ज सर्किट के माध्यम से बहने या गर्म अंत तार को जमीन के तार से जोड़ने के कारण तारों को गर्म कर देगा, जिससे आग लग जाएगी। ऐसी स्थितियों को रोकने के लिए सर्किट प्रोटेक्शन का उपयोग किया जाता है, जो ऐसी परिस्थितियों में शेष सर्किट को काट देता है।

आमतौर पर, इस उपरोक्त समस्या को हल करने के दो तरीके हैं:

फ्यूज । : इसमें एक पतली तार होती है जो आवरण के अंदर संलग्न होती है। अत्यधिक धारा के मामले में, फ्यूज तार बस जल जाता है या विघटित हो जाता है जिससे सर्किट टूट जाता है। हालांकि, वे विश्वसनीय नहीं हैं और फ्यूज वायर को जलने के बाद मैन्युअल रूप से बदलना पड़ता है। इस प्रकार वे ज्यादातर पसंद नहीं किए जाते हैं।

स्विच : सर्किट संरक्षण का एक अन्य तरीका यह है कि प्रवाह के रुकने की स्थिति में वर्तमान प्रवाह को रोक दिया जाए या वोल्टेज की आपूर्ति को रोक दिया जाए। यह स्विच के स्वचालित संचालन द्वारा किया जाता है जो ओवरक्रैक या किसी भी गलती की सनसनी पर यात्रा करता है, इस प्रकार पूरे सर्किट से गलती की रेखा को अलग करता है और फिर से ऑपरेशन को पुनर्स्थापित करने के लिए स्विच किया जा सकता है। यह अधिक फायदेमंद है क्योंकि यह गलती क्षेत्र की त्वरित पहचान और त्वरित बहाली की अनुमति देता है। फ्यूज की तुलना में यह विद्युत रूप से सुरक्षित भी है।

इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर के बारे में विवरण में जाने से पहले, आइए हम इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज पर एक नजर डालते हैं।

एक रिले की वोल्टेज रेटिंग लागू वोल्टेज के बराबर होनी चाहिए और 100uF के संधारित्र का उपयोग किया जाना चाहिए और सर्किट से गुजरने वाले वर्तमान को 100K पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके समायोजित किया जा सकता है। यदि एक फ्यूज का उपयोग किया जाता है, तो आर 2 मान को कम किया जाना चाहिए। जबकि SW1 उस पर बना होता है जो L2 को सर्किट में लाता है इसलिए रेसिस्टर के आर 2 में करंट बढ़ने से आर 2 में एक हाई वोल्टेज ड्रॉप होता है।

Resettable इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज - सर्किट आरेख:

पूर्व निर्धारित 100K और R1 के माध्यम से, यह वोल्टेज SCR U1 को चलाता है जो रिले RL1 को संचालित करता है। यह लोड को आपूर्ति को डिस्कनेक्ट करता है और साथ ही एससीआर को आपूर्ति को हटा देता है। अधिभार को हटा दिया जाना चाहिए और sw2 को बंद कर दिया जाना चाहिए और फिर से रीसेट करने के लिए स्विच किया जाना चाहिए। किसी भी SCR का उपयोग वोल्टेज और गेट ट्रिगरिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता

एक पारंपरिक मिनिएचर सर्किट ब्रेकर में शॉर्ट सर्किट करंट से बचाव के लिए लोड करंट और एक इलेक्ट्रोमैग्नेट से बचाने के लिए एक बाईमेटैलिक स्ट्रिप होती है। ओवरलोडिंग के मामले में, द्विध्रुवीय पट्टी कुंडी बिंदु के आंदोलन के साथ वसंत की रिहाई का कारण बनती है और अंततः एमसीबी संपर्कों को खोलती है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कॉइल एक मैग्नेटोमीटर बल विकसित करता है जब इसके माध्यम से एक बड़ा प्रवाह होता है, जो कुंडी बिंदु को विस्थापित करने का कारण बनता है और यह फिर से एमसीबी संपर्कों को खोलता है। इस प्रकार अधिभार और शॉर्ट सर्किट के मामले में, MCB स्थिति को बंद कर देता है।

हालाँकि, इस पारंपरिक लघु सर्किट ब्रेकर के कई नुकसान हैं:

• वे काफी महंगे हैं और अधिक शॉर्ट सर्किट चालू है, अधिक एमसीबी की लागत है।
• ब्रेकर की वर्तमान क्षमता में कमी से आसपास से तापमान में वृद्धि या तापमान में वृद्धि के कारण द्विध्रुवीय पट्टी आसानी से विकृत हो जाती है।
• यांत्रिक घटकों का उपयोग किए जाने के कारण, वे पहनने और फाड़ने के लिए अधिक प्रवण हैं।
• ट्रिपिंग का समय धीमा है।

इन सभी समस्याओं को दूर करने के लिए, सबसे सुविधाजनक समाधान इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर या सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है जिसमें इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित स्वचालित स्विच शामिल होता है। इसमें किसी भी विद्युत चुम्बकीय कॉइल या किसी थर्मल पट्टी या किसी यांत्रिक घटक को शामिल नहीं किया गया है।

एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर को परिभाषित करना

एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर लोड से प्रतिक्रिया द्वारा नियंत्रित स्वचालित रूप से संचालित स्विच के होते हैं। यह इस तथ्य पर आधारित है कि वर्तमान के समय लोड द्वारा बहुत अधिक खींचे जाने या लाइन में बहुत अधिक प्रवाहित होने के कारण, स्विच स्वचालित रूप से एक समय के लिए बंद हो जाता है और स्विच फिर उस निश्चित समय के बाद स्वचालित रूप से चालू हो जाता है । स्विच एक SCR की तरह एक पावर इलेक्ट्रॉनिक स्विच या रिले की तरह एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल स्विच हो सकता है, जो किसी भी वर्तमान संवेदी तत्व द्वारा एक प्रतिरोधक की तरह नियंत्रित किया जाता है। यह अल्ट्रा-फास्ट सर्किट ब्रेकिंग डिवाइस वर्तमान को समझने के लिए एक श्रृंखला अवरोधक का उपयोग करता है और जब यह सेट मूल्य से अधिक हो जाता है, तो संबंधित वोल्टेज ड्रॉप (श्रृंखला प्रतिरोध के पार) भी बढ़ जाता है। यह वोल्टेज संवेदी होता है, डीसी को सुधारा जाता है, और फिर एक आउटपुट के लिए एक पूर्व निर्धारित वोल्टेज के साथ तुलना करके एक आउटपुट उत्पन्न करता है जो लोड को तुरंत यात्रा करने के लिए एक MOSFET के माध्यम से एक रिले ड्राइव करता है। ट्रिपिंग तंत्र बहुत तेज है क्योंकि यह एमसीबी जैसे थर्मल-आधारित ट्रिप तंत्रों के बजाय वर्तमान संवेदन सिद्धांतों पर आधारित है। एक माइक्रोकंट्रोलर सर्किट ब्रेकर की स्थिति पर एलसीडी पर डिस्प्ले पाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

इस प्रकार, इस उपकरण का उपयोग करके, महंगे उपकरण को संभावित नुकसान से बचाने के लिए अल्ट्रा-फास्ट सर्किट ब्रेकिंग प्राप्त किया जा सकता है। इस अनूठी अवधारणा का उपयोग करते हुए एक प्रोटोटाइप को इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के छात्रों के लिए प्रोजेक्ट वर्क के रूप में विकसित किया जा सकता है।

एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर वर्तमान संवेदी तंत्र के सिद्धांत पर काम करता है। यह ओवरलोड और शॉर्ट सर्किट संरक्षण दोनों प्रदान करता है, क्योंकि किसी भी स्थिति में लाइन के माध्यम से वर्तमान की निगरानी की जाती है और ओवरक्राउंड के बहने की स्थिति में स्विच फंस जाता है।

एक साधारण इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर का कार्य उदाहरण

एक वर्तमान संवेदी तत्व या एक अवरोधक का उपयोग भार के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की मात्रा को समझने के लिए किया जा सकता है। रोकनेवाला से वोल्टेज ड्रॉप तुलनित्र के नॉनवर्टिंग इनपुट को दिया जाता है और एक निश्चित वोल्टेज तुलनित्र के इनवर्टिंग टर्मिनल को दिया जाता है। सामान्य ऑपरेशन के मामले में, (पर्याप्त संख्या में लोड के साथ बहने वाला प्रवाह), प्रतिरोधक के पार वोल्टेज ड्रॉप निश्चित वोल्टेज से कम है और तुलनित्र इनपुट कम स्थिति में MOSFET का कारण बनने के लिए पर्याप्त है। रिले का सामान्य संपर्क सामान्य रूप से बंद संपर्क से जुड़ा होता है और सर्किट को मुख्य से वर्तमान आपूर्ति प्राप्त करने के भार के साथ पूरा किया जाता है।

हालाँकि, जब कोई अतिरिक्त भार जुड़ा होता है, तो वर्तमान संवेदी तत्व के माध्यम से धारा बढ़ती है, जो बदले में प्रतिरोधक के पार वोल्टेज ड्रॉप को बढ़ाती है। किसी समय में, यह वोल्टेज ड्रॉप निश्चित वोल्टेज से अधिक होता है, यानी नॉनवर्टिंग टर्मिनल पर इनपुट तुलनित्र के इनवर्टिंग टर्मिनल पर इनपुट से अधिक होता है। यह तुलनित्र में एक उच्च तर्क आउटपुट का कारण बनता है, जो वोल्टेज के साथ स्थिति पर MOSFET को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त है। MOSFET के संचालन के रूप में, रिले कॉइल सक्रिय हो जाता है और सामान्य संपर्क अब सामान्य रूप से खुले संपर्क से जुड़ा हुआ है। यह वर्तमान के प्रवाह में बाधा का कारण बनता है क्योंकि सर्किट अब टूट गया है और बिजली की आपूर्ति की कमी के कारण लोड बंद हो जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर के लाभ

• इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर्स को छोटे अधिभार पर यात्रा करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है और वे अशुभ धाराओं पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।
• उनके पास तेजी से प्रतिक्रिया समय होता है क्योंकि प्रतिक्रिया विशेषताएँ केवल प्रवाहकीय अर्धचालक जंक्शन से गुजरने के लिए वर्तमान समय के लिए शून्य पर निर्भर करती हैं।
• वे पारंपरिक प्रणालियों के पहनने और आंसू की समस्याओं से ग्रस्त नहीं हैं क्योंकि उपयोग किए जाने वाले घटक इलेक्ट्रॉनिक हैं।
• वे कम महंगे होते हैं क्योंकि उपयोग किए जाने वाले घटक हल्के होते हैं और कम खर्चीले और बनाए रखने में आसान होते हैं।

व्यावहारिक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट तोड़ने वाले

Phoneix द्वारा इलेक्ट्रॉनिक सुरक्षा स्विच

यह 24 वी डीसी की आपूर्ति के साथ काम करता है और एक निगरानी और रिमोट सिग्नलिंग अवधारणा के साथ आता है। इसमें रिमोट-नियंत्रित रीसेट होता है। इसका उपयोग रिले, प्रोग्रामेबल कंट्रोलर, मोटर, सेंसर, एक्चुएटर, वाल्व आदि की सुरक्षा के लिए किया जाता है।

HFDE308032

यह 15-80 ए समायोज्य वर्तमान विशेषताओं के साथ आता है और इसमें समायोज्य लंबे समय की सेटिंग, कम समय की सेटिंग और स्थिति सिग्नल और अलार्म के साथ तात्कालिक सेटिंग शामिल हैं।

चित्र का श्रेय देना:

• द्वारा इलेक्ट्रिक फ्यूज Pragati sales
• NC100H सर्किट ब्रेकर द्वारा CIRTG