Air Circuit Breaker (एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर या एसीबी के रूप में भी जाना जाता है) एक स्वचालित रूप से संचालित विद्युत स्विच है जो एक विद्युत सर्किट को एक अधिभार या शॉर्ट सर्किट से अतिरिक्त धारा के कारण होने वाले नुकसान से बचाने के लिए हवा का उपयोग करता है। इसका प्राथमिक कार्य खराबी का पता चलने के बाद करंट प्रवाह को बाधित करना है। जब ऐसा होता है, तो उन संपर्कों के बीच एक चाप दिखाई देगा, जिन्होंने सर्किट को तोड़ा है। एयर सर्किट ब्रेकर चाप को बाहर निकालने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करते हैं, या वैकल्पिक रूप से, संपर्क तेजी से एक छोटे सीलबंद कक्ष में आ जाते हैं, विस्थापित हवा से बचकर, इस प्रकार चाप को बाहर निकाल देते हैं।

इस प्रकार का सर्किट ब्रेकर वायुमंडलीय दबाव में हवा में संचालित होता है। तेल सर्किट ब्रेकर के विकास के बाद, दुनिया भर में मध्यम वोल्टेज एयर सर्किट ब्रेकर को बड़े पैमाने पर तेल सर्किट ब्रेकर से बदल दिया गया है।

हालांकि फ्रांस और इटली जैसे देशों में, एसीबी अभी भी वोल्टेज 15 केवी तक बेहतर विकल्प हैं। तेल सर्किट ब्रेकर के मामले में तेल की आग के जोखिम से बचने के लिए एसीबी भी एक अच्छा विकल्प है। अमेरिका में, नए वैक्यूम सर्किट ब्रेकर और SF6 सर्किट ब्रेकर के विकास तक 15 kV तक के सिस्टम के लिए ACB का विशेष रूप से उपयोग किया जाता था।

एक फ्यूज के विपरीत, जो एक बार संचालित होता है और फिर बदला जाना चाहिए, सामान्य ऑपरेशन को फिर से शुरू करने के लिए एक सर्किट ब्रेकर को रीसेट किया जा सकता है (या तो मैन्युअल रूप से या स्वचालित रूप से)। आपके पास रिमोट नियंत्रित सर्किट ब्रेकर भी हो सकता है जिसे दूर से संचालित किया जा सकता है, जबकि फ्यूज के साथ ऐसा नहीं है।

air blast circuit breaker in Hindi

Working Principle of Air Circuit Breaker

इस ब्रेकर का कार्य सिद्धांत किसी भी अन्य प्रकार के सर्किट ब्रेकर से अलग है। सभी प्रकार के सर्किट ब्रेकर का मुख्य उद्देश्य एक ऐसी स्थिति बनाकर वर्तमान शून्य के बाद उत्पन्न होने की पुन: स्थापना को रोकना है जहां संपर्क अंतराल में सिस्टम रिकवरी वोल्टेज का सामना करना पड़ेगा।

एयर सर्किट ब्रेकर वही करता है लेकिन अलग तरीके से। चाप को बाधित करने के लिए यह आपूर्ति वोल्टेज से अधिक चाप वोल्टेज बनाता है। आर्क वोल्टेज को चाप को बनाए रखने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया गया है। यह सर्किट ब्रेकर आर्क वोल्टेज को मुख्य रूप से तीन अलग-अलग तरीकों से बढ़ाता है,

• यह चाप प्लाज्मा को ठंडा करके चाप वोल्टेज को बढ़ा सकता है। जैसे ही चाप प्लाज्मा का तापमान कम होता है, चाप प्लाज्मा में कण की गतिशीलता कम हो जाती है; इसलिए चाप को बनाए रखने के लिए अधिक वोल्टेज प्रवणता की आवश्यकता होती है।

• यह चाप पथ को लंबा करके चाप वोल्टेज को बढ़ा सकता है। जैसे-जैसे चाप पथ की लंबाई बढ़ाई जाती है, पथ का प्रतिरोध बढ़ता जाता है, और इसलिए समान चाप धारा को बनाए रखने के लिए चाप पथ पर अधिक वोल्टेज लागू करने की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि चाप वोल्टेज में वृद्धि हुई है।

• चाप को कई श्रृंखला चापों में विभाजित करने से चाप वोल्टेज भी बढ़ जाता है।

Type of Air Circuit Breaker in Hindi

एसीबी मुख्यतः दो प्रकार की होती है।

• प्लेन एयर सर्किट ब्रेकर।
• एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर।

Operation of air blast circuit 

एसीबी के संचालन को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

• पहला उद्देश्य आमतौर पर चाप को इन्सुलेट सामग्री के जितना संभव हो उतना बड़े क्षेत्र के संपर्क में लाकर प्राप्त किया जाता है। प्रत्येक एयर सर्किट ब्रेकर संपर्क के चारों ओर एक कक्ष से सुसज्जित है। इस कक्ष को 'आर्क च्यूट' कहा जाता है। चाप इसमें संचालित होता है। यदि चाप ढलान के अंदर उपयुक्त रूप से आकार दिया गया है, और यदि चाप को आकार के अनुरूप बनाया जा सकता है, तो चाप ढलान की दीवार शीतलन प्राप्त करने में मदद करेगी। इस प्रकार की चाप ढलान किसी प्रकार की दुर्दम्य सामग्री से बनाई जानी चाहिए। ग्लास फाइबर और सिरेमिक से प्रबलित उच्च तापमान वाले प्लास्टिक आर्क च्यूट बनाने के लिए बेहतर सामग्री हैं।

• दूसरा उद्देश्य जो चाप पथ को लंबा कर रहा है, एक साथ मुट्ठी के उद्देश्य से प्राप्त किया जाता है। यदि चाप ढलान की भीतरी दीवारों को इस तरह से आकार दिया जाता है कि चाप न केवल इसके साथ निकटता में मजबूर हो जाता है बल्कि चाप ढलान की दीवार पर प्रक्षेपित एक सर्पिन चैनल में भी संचालित होता है। चाप पथ को लंबा करने से चाप प्रतिरोध बढ़ जाता है।

• तीसरी तकनीक आर्क च्यूट के अंदर मेटल आर्क स्लीटर का उपयोग करके हासिल की जाती है। मुख्य चाप ढलान को धातु पृथक्करण प्लेटों का उपयोग करके छोटे डिब्बों की संख्या में विभाजित किया गया है। ये धात्विक पृथक्करण प्लेट वास्तव में आर्क स्प्लिटर हैं और प्रत्येक छोटे डिब्बे व्यक्तिगत मिनी आर्क च्यूट के रूप में व्यवहार करते हैं। इस प्रणाली में प्रारंभिक चाप को कई श्रृंखला चापों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक का अपना छोटा चाप ढलान होगा। इसलिए प्रत्येक स्प्लिट आर्क का अपना मिनी आर्क च्यूट के कारण अपना कूलिंग और लंबा प्रभाव होता है और इसलिए व्यक्तिगत स्प्लिट आर्क वोल्टेज अधिक हो जाता है। ये सामूहिक रूप से, समग्र चाप वोल्टेज को सिस्टम वोल्टेज से बहुत अधिक बनाते हैं।

यह एयर सर्किट ब्रेकर का कार्य सिद्धांत था अब हम व्यवहार में एसीबी के संचालन के बारे में विस्तार से चर्चा करेंगे।

वोल्टेज स्तर 1 केवी के भीतर संचालित एयर सर्किट ब्रेकर को किसी चाप नियंत्रण उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है। मुख्य रूप से कम वोल्टेज (1 केवी से ऊपर कम वोल्टेज स्तर) पर हैवी फॉल्ट करंट के लिए उपयुक्त आर्क कंट्रोल डिवाइस के साथ एबीसी अच्छे विकल्प हैं। इन ब्रेकरों में आम तौर पर दो जोड़ी संपर्क होते हैं।

संपर्कों की मुख्य जोड़ी सामान्य भार पर करंट को वहन करती है और ये संपर्क तांबे के बने होते हैं। अतिरिक्त जोड़ी आर्किंग संपर्क है और कार्बन से बना है। जब सर्किट ब्रेकर खोला जा रहा है, तो मुख्य संपर्क पहले खुलते हैं और मुख्य संपर्क खोलने के दौरान आर्किंग संपर्क अभी भी एक-दूसरे के संपर्क में रहते हैं।

जैसे ही करंट मिलता है, मुख्य कॉन्टैक्ट्स को खोलने के दौरान आर्किंग कॉन्टैक्ट के माध्यम से एक समानांतर लो रेसिस्टिव पाथ, मेन कॉन्टैक्ट में कोई आर्किंग नहीं होगी। आर्किंग तभी शुरू की जाती है जब अंत में आर्किंग कॉन्टैक्ट्स अलग हो जाते हैं। प्रत्येक चाप संपर्क एक चाप धावक के साथ लगाया जाता है जो चित्र में दिखाए गए अनुसार थर्मल और विद्युत चुम्बकीय दोनों प्रभावों के कारण चाप को ऊपर की ओर बढ़ने में मदद करता है।

जैसे ही चाप को ऊपर की ओर चलाया जाता है, यह चाप के ढलान में प्रवेश करता है, जिसमें स्प्लिटर्स होते हैं। च्यूट में चाप ठंडा, लंबा और विभाजित हो जाएगा इसलिए एयर सर्किट ब्रेकर के संचालन के समय आर्क वोल्टेज सिस्टम वोल्टेज से बहुत बड़ा हो जाता है, और इसलिए चाप को वर्तमान शून्य के दौरान अंत में बुझा दिया जाता है।

air blast circuit breaker in hindi

यद्यपि इस प्रकार के सर्किट ब्रेकर मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोग के लिए अप्रचलित हो गए हैं, लेकिन वे अभी भी कम वोल्टेज अनुप्रयोग में उच्च वर्तमान रेटिंग के लिए बेहतर विकल्प हैं।

Air Blast Circuit Breaker in Hindi

इस प्रकार के एयर सर्किट ब्रेकर का उपयोग 245 केवी, 420 केवी और इससे भी अधिक के सिस्टम वोल्टेज के लिए किया जाता था, खासकर जहां तेज ब्रेकर ऑपरेशन की आवश्यकता होती थी। एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर के तेल सर्किट ब्रेकर पर कुछ विशिष्ट फायदे हैं जो निम्नानुसार सूचीबद्ध हैं,

• तेल के कारण आग लगने की कोई संभावना नहीं है।

• एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर के संचालन के दौरान सर्किट ब्रेकर की ब्रेकिंग स्पीड बहुत अधिक होती है।

• एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर के संचालन के दौरान आर्क शमन बहुत तेज होता है।

• चाप की अवधि छोटे और साथ ही उच्च धाराओं के रुकावट के सभी मूल्यों के लिए समान है।

• चूंकि चाप की अवधि छोटी होती है, इसलिए चाप से करंट ले जाने वाले संपर्कों तक कम मात्रा में ऊष्मा का एहसास होता है, इसलिए संपर्कों का सेवा जीवन लंबा हो जाता है।

• सिस्टम की स्थिरता को अच्छी तरह से बनाए रखा जा सकता है क्योंकि यह सर्किट ब्रेकर के संचालन की गति पर निर्भर करता है।

• तेल सर्किट ब्रेकर की तुलना में बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।

एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर के कुछ नुकसान भी हैं:

• बार-बार संचालन करने के लिए, पर्याप्त रूप से उच्च क्षमता वाले एयर कंप्रेसर का होना आवश्यक है।

• कंप्रेसर, संबद्ध वायु पाइप और स्वचालित नियंत्रण उपकरणों के लगातार रखरखाव की भी आवश्यकता होती है।

• हाई स्पीड करंट रुकावट के कारण री-स्ट्राइकिंग वोल्टेज और करंट चॉपिंग के बढ़ने की उच्च दर की संभावना हमेशा बनी रहती है।

• हवा के पाइप जंक्शनों से हवा के दबाव के रिसाव की भी संभावना है।

जैसा कि हमने पहले बताया कि एसीबी मुख्य रूप से दो तरह के होते हैं, प्लेन एयर सर्किट ब्रेकर और एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर। लेकिन बाद वाले को आगे तीन अलग-अलग श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

Axial Blast ACB.

Axial Blast ACB with side moving contact.

Cross Blast ACB.

Axial Blast Air Circuit Breaker in Hindi

Axial Blast Air Circuit Breaker

अक्षीय विस्फोट एसीबी में गतिमान संपर्क स्प्रिंग प्रेशर की मदद से स्थिर संपर्क के संपर्क में होता है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। स्थिर संपर्क में एक नोजल छिद्र होता है जो ब्रेकर की सामान्य बंद स्थिति में चलती संपर्क की नोक से अवरुद्ध होता है। जब गलती होती है, तो उच्च दबाव वाली हवा को आर्किंग कक्ष में पेश किया जाता है।

वायुदाब वसंत के दबाव का मुकाबला करेगा और वसंत को विकृत कर देगा इसलिए गतिमान संपर्क निश्चित संपर्क से वापस ले लिया जाता है और नोजल छेद खुला हो जाता है। साथ ही उच्च दाब वाली वायु चाप के अनुदिश स्थिर संपर्क नोज़ल छिद्र से बहने लगती है। नोजल छिद्र के माध्यम से चाप के साथ हवा का यह अक्षीय प्रवाह चाप को लंबा और ठंडा बना देगा इसलिए चाप वोल्टेज सिस्टम वोल्टेज की तुलना में बहुत अधिक हो जाता है, जिसका अर्थ है कि चाप को बनाए रखने के लिए सिस्टम वोल्टेज अपर्याप्त है जिसके परिणामस्वरूप चाप बुझ जाता है।

Axial Blast ACB with Side Moving Contact

इस प्रकार के एक्सियल ब्लास्ट एयर सर्किट ब्रेकर में मूविंग कॉन्टैक्ट को स्प्रिंग के ऊपर समर्थित पिस्टन के ऊपर फिट किया जाता है। सर्किट ब्रेकर को खोलने के लिए हवा को आर्किंग चेंबर में प्रवेश दिया जाता है जब दबाव पूर्व निर्धारित मूल्य तक पहुंच जाता है, तो यह चलती संपर्क को दबा देता है; स्थिर और गतिमान संपर्कों के बीच एक चाप खींचा जाता है। वायु विस्फोट तुरंत चाप को आर्किंग इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित कर देता है और फलस्वरूप हवा के अक्षीय प्रवाह से बुझ जाता है।

Axial Blast ACB with Side Moving Contact

Cross Blast Air Circuit Breaker

क्रॉस ब्लास्ट एयर सर्किट ब्रेकर क्रॉस ब्लास्ट एयर सर्किट ब्रेकर का कार्य सिद्धांत काफी सरल है। एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर की इस प्रणाली में ब्लास्ट पाइप को आर्किंग चेंबर में मूविंग कॉन्टैक्ट की गति के लंबवत में तय किया जाता है और आर्किंग चैंबर के विपरीत दिशा में एक एग्जॉस्ट चैंबर भी ब्लास्ट पाइप के समान संरेखण में फिट किया जाता है, ताकि ब्लास्ट पाइप से आने वाली हवा ब्रेकर के कॉन्टैक्ट गैप के जरिए सीधे एग्जॉस्ट चैंबर में प्रवेश कर सकती है।

air blast circuit breaker in hindi

निकास कक्ष चाप स्प्लिटर्स के साथ थूका जाता है। जब मूविंग कॉन्टैक्ट को फिक्स्ड कॉन्टैक्ट से हटा लिया जाता है, तो कॉन्टैक्ट के बीच में एक आर्क स्थापित हो जाता है, और साथ ही ब्लास्ट पाइप से आने वाली हाई प्रेशर एयर कॉन्टैक्ट गैप से होकर गुजरेगी और आर्क को जबरदस्ती एग्जॉस्ट चेंबर में ले जाएगी जहां आर्क विभाजित है। चाप स्प्लिटर्स की मदद से और अंततः चाप बुझ जाता है।