वसंतसंचालन तंत्र, स्थायी चुंबक ऑपरेटिंग तंत्र, और विद्युत चुम्बकीय ऑपरेटिंग तंत्र मध्यम और उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर में तीन सबसे महत्वपूर्ण ऑपरेटिंग तंत्र हैं। वे सर्किट ब्रेकर के "ओपनिंग" (सर्किट को डिस्कनेक्ट करना) और "क्लोजिंग" (सर्किट को कनेक्ट करना) क्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार हैं।
नीचे, मैं तीनों के बीच अंतर और कनेक्शन के बारे में विस्तार से बताऊंगा।
I. मुख्य अंतरों की तुलना
| विशेषता आयाम | स्प्रिंग ऑपरेटिंग तंत्र | स्थायी चुंबक संचालन तंत्र | विद्युत चुम्बकीय संचालन तंत्र |
|---|---|---|---|
| ऊर्जा भंडारण विधि | मैकेनिकल स्प्रिंग (क्लोजिंग स्प्रिंग/ओपनिंग स्प्रिंग) | स्थायी चुंबक + संधारित्र | प्रत्यक्ष विद्युत चुम्बकीय बल, कोई दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण घटक नहीं। |
| काम के सिद्धांत | मोटर ऊर्जा संग्रहित करने के लिए क्लोजिंग स्प्रिंग को संपीड़ित करती है, और क्लोजिंग को चलाने के लिए ऊर्जा छोड़ती है; उद्घाटन तंत्र इसी तरह काम करता है। | स्थायी चुंबक धारण बल प्रदान करता है; संधारित्र तुरंत डिस्चार्ज हो जाता है, जिससे उद्घाटन/समापन को संचालित करने के लिए एक रिवर्स विद्युत चुम्बकीय बल उत्पन्न होता है। | कॉइल सीधे ऊर्जावान होती है, जो लोहे के कोर को चलाने के लिए विद्युत चुम्बकीय बल उत्पन्न करती है, जो सीधे उद्घाटन/समापन ऑपरेशन को पूरा करती है। |
| संचालन की गति | अपेक्षाकृत तेज़, लेकिन स्प्रिंग रिलीज़ की यांत्रिक प्रक्रिया द्वारा सीमित। | अत्यंत तेज़; विद्युत चुम्बकीय बल प्रत्यक्ष है, इसमें कोई मध्यवर्ती यांत्रिक लिंक नहीं है। | गति वर्तमान परिमाण पर निर्भर करती है; आम तौर पर धीमी, उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए विशाल धाराओं की आवश्यकता होती है। |
| ऊर्जा की खपत | कम बिजली की खपत. ऊर्जा भंडारण मोटर ऊर्जा भंडारण के दौरान केवल कुछ क्षण के लिए ही चलती है, जिसके परिणामस्वरूप बिजली की खपत कम होती है। | बेहद कम बिजली की खपत. संधारित्र केवल ऑपरेशन के दौरान तुरंत डिस्चार्ज होता है; अन्यथा, यह लगभग न के बराबर बिजली की खपत करता है। | उच्च दक्षता. पूरे ऑपरेशन के दौरान निरंतर उच्च धारा आपूर्ति की आवश्यकता होती है। |
| संरचनात्मक जटिलता | जटिल। कई यांत्रिक भाग, जैसे कैम, कनेक्टिंग रॉड, कुंडी और स्प्रिंग। | सरल। बहुत कम चलने वाले हिस्से; मुख्य रूप से एक गतिशील लौह कोर। |
सरल। इसमें मुख्य रूप से एक कुंडल और लोहे का कोर होता है। |
| विश्वसनीयता/रखरखाव | उच्च विश्वसनीयता, लेकिन महत्वपूर्ण यांत्रिक टूट-फूट, जिसके लिए नियमित रखरखाव और स्नेहन की आवश्यकता होती है। | उच्च विश्वसनीयता। कोई यांत्रिक घिसाव नहीं; लंबा रखरखाव-मुफ़्त चक्र। |
विश्वसनीयता मध्यम है. विद्युत घटक सरल हैं, लेकिन उच्च धारा नियंत्रण सर्किट पर उच्च मांग रखती है। |
| लागत | मध्यम विनिर्माण लागत, परिपक्व प्रौद्योगिकी और व्यापक अनुप्रयोग। | उच्च विनिर्माण लागत (उच्च प्रदर्शन नियोडिमियम आयरन बोरॉन स्थायी मैग्नेट और बुद्धिमान नियंत्रकों पर निर्भर करती है)। |
विनिर्माण लागत अपेक्षाकृत कम है, लेकिन परिचालन लागत (बिजली आपूर्ति प्रणाली) अधिक हो सकती है।
|
| मुख्य अनुप्रयोग | मध्यम वोल्टेज क्षेत्र में सबसे मुख्यधारा, 10kV-40.5kV वैक्यूम सर्किट ब्रेकर और कुछ SF6 सर्किट ब्रेकर को कवर करता है। | मध्यम वोल्टेज रेंज (12kV-40.5kV) में उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों और उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त। | धीरे-धीरे चरणबद्ध तरीके से समाप्त किया जा रहा है, मुख्य रूप से कुछ कम {{0}वोल्टेज सर्किट ब्रेकर या कुछ पुराने माध्यम - और उच्च {{2}वोल्टेज सर्किट ब्रेकर में उपयोग किया जाता है। |
द्वितीय. प्रत्येक तंत्र के कार्य सिद्धांतों और विशेषताओं की विस्तृत व्याख्या
1. स्प्रिंग ऑपरेटिंग तंत्र
काम के सिद्धांत:
ऊर्जा भंडारण: एक छोटी मोटर ऊर्जा संग्रहित करने के लिए क्लोजिंग स्प्रिंग को संपीड़ित करती है, जिसे एक यांत्रिक लॉकिंग डिवाइस द्वारा बनाए रखा जाता है।
समापन: समापन कुंडल को एक विद्युत संकेत दिया जाता है, जिससे लॉकिंग तंत्र मुक्त हो जाता है। समापन स्प्रिंग की ऊर्जा को एक लिंकेज और कैम तंत्र के माध्यम से बढ़ाया जाता है, जो सर्किट को बंद करने के लिए सर्किट ब्रेकर संपर्कों को जल्दी से धकेलता है। इसके साथ ही, समापन प्रक्रिया के दौरान, ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए उद्घाटन स्प्रिंग को आमतौर पर संपीड़ित किया जाता है।
ओपनिंग: ओपनिंग कॉइल को एक विद्युत संकेत दिया जाता है, जिससे ओपनिंग स्प्रिंग का लॉकिंग तंत्र मुक्त हो जाता है। शुरुआती स्प्रिंग की ऊर्जा जारी होती है, जिससे संपर्क जल्दी से अलग हो जाते हैं।
लाभ:
परिपक्व प्रौद्योगिकी, व्यापक अनुप्रयोग और अपेक्षाकृत नियंत्रणीय लागत।
ऊर्जा भंडारण के बाद, खोलने/बंद करने के संचालन के लिए आवश्यक नियंत्रण शक्ति बहुत छोटी है (केवल लॉकिंग कॉइल को चालू करने की आवश्यकता है)।
विश्वसनीयता लम्बे समय से सिद्ध हो चुकी है।
नुकसान:
जटिल संरचना, कई हिस्से, और विनिर्माण और असेंबली परिशुद्धता के लिए उच्च आवश्यकताएं।
यांत्रिक घिसाव, थकान और जाम होने का जोखिम मौजूद है, जिसके लिए नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है।
कार्रवाई का समय कुछ हद तक बिखरा हुआ है, जो इसे स्थायी चुंबक तंत्र की तुलना में कम सटीक बनाता है।
2. स्थायी चुंबक संचालन तंत्र
काम के सिद्धांत:
धारण अवस्था: तंत्र का मूल एक चुंबकीय सर्किट प्रणाली है जो उच्च प्रदर्शन वाले स्थायी चुंबक (जैसे नियोडिमियम आयरन बोरान) और एक कुंडल से बना है। स्थायी चुंबक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय बल गतिशील लौह कोर को "खुली" या "बंद" स्थिति में स्थिर रखता है।
कार्रवाई प्रक्रिया: जब ऑपरेशन की आवश्यकता होती है, तो एक बड़ी क्षमता वाला कैपेसिटर बैंक तुरंत कॉइल में डिस्चार्ज हो जाता है।
बंद करें: कैपेसिटर डिस्चार्ज द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र स्थायी चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होता है, चुंबकीय बल को बढ़ाता है और लौह कोर को बंद स्थिति में ले जाता है, जहां यह स्थायी चुंबक बल द्वारा आयोजित किया जाता है।
खुला: संधारित्र विपरीत दिशा में डिस्चार्ज होता है, जिससे एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है जो स्थायी चुंबकीय क्षेत्र को रद्द या उलट देता है, जिससे धारण बल कमजोर हो जाता है। ओपनिंग स्प्रिंग या चुंबकीय सर्किट के डिज़ाइन की कार्रवाई के तहत, लोहे का कोर जल्दी से खुली स्थिति में चला जाता है और स्थायी चुंबक बल द्वारा पकड़ लिया जाता है।
लाभ:
बेहद सरल संरचना, केवल एक चलने वाले हिस्से के साथ, वस्तुतः कोई यांत्रिक टूट-फूट नहीं, वास्तव में रखरखाव मुफ्त है।
तेज परिचालन गति, कम फैलाव और स्थिर प्रदर्शन।
बेहद कम ऊर्जा खपत, ऑपरेशन के तुरंत बाद केवल कैपेसिटर से बिजली लेना।
नुकसान:
स्थायी चुंबक सामग्री (जैसे कि जबरदस्ती और उच्च तापमान प्रतिरोध) और नियंत्रक के प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताएं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च लागत होती है।
"विचुंबकीकरण" का जोखिम है (हालाँकि आधुनिक सामग्रियों ने इसमें काफी सुधार किया है), और एक बार विचुंबकीकरण होने पर, तंत्र विफल हो जाएगा।
नियंत्रण सर्किट अपेक्षाकृत जटिल है और कैपेसिटर की विश्वसनीय चार्जिंग पर निर्भर करता है।
3. विद्युत चुम्बकीय संचालन तंत्र
काम के सिद्धांत:
एक बड़ा करंट सीधे बंद होने या खुलने वाले कॉइल को आपूर्ति किया जाता है।
कुंडल एक मजबूत विद्युत चुम्बकीय बल उत्पन्न करता है, जो सीधे लौह कोर को आकर्षित या धक्का देता है, इस प्रकार सर्किट ब्रेकर संपर्कों को खोलने या बंद करने के ऑपरेशन को पूरा करने के लिए प्रेरित करता है।
ऑपरेशन पूरा होने के बाद, करंट काट दिया जाता है, विद्युत चुम्बकीय बल गायब हो जाता है, और यांत्रिक कुंडी या अन्य माध्यमों से तंत्र को उसकी अंतिम स्थिति में रखा जाता है।
लाभ:
सरल सिद्धांत, कम विनिर्माण लागत।
जटिल मध्यवर्ती ऊर्जा भंडारण और ट्रांसमिशन लिंक के बिना, सीधी कार्रवाई।
नुकसान:
भारी बिजली की खपत! सैकड़ों एम्पीयर तात्कालिक धारा प्रदान करने के लिए उच्च क्षमता वाली डीसी बिजली आपूर्ति या ऑपरेटिंग बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
परिचालन बिजली आपूर्ति पर मजबूत निर्भरता; बिजली का उतार-चढ़ाव सीधे परिचालन प्रदर्शन को प्रभावित करता है।
ऑपरेशन के दौरान बड़ा प्रभाव और उच्च शोर।
इन घातक कमियों के कारण, मध्यम और उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में इसे बड़े पैमाने पर स्प्रिंग और स्थायी चुंबक तंत्र द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।
तृतीय. तीनों के बीच संबंध
मूलभूत कार्य:तीनों तंत्र एक ही मूल उद्देश्य साझा करते हैं: सर्किट ब्रेकर के उद्घाटन और समापन संचालन के लिए आवश्यक यांत्रिक ऊर्जा प्रदान करना, तेजी से और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करना।
ऊर्जा रूपांतरण प्रकृति:मूलतः, ये तीनों विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। स्प्रिंग तंत्र विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है (उदाहरण के लिए, विद्युत ऊर्जा → मोटर यांत्रिक ऊर्जा → स्प्रिंग संभावित ऊर्जा → गतिज ऊर्जा); स्थायी चुंबक तंत्र विद्युत ऊर्जा (जैसे, संधारित्र) को विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा से गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है; और विद्युत चुम्बकीय तंत्र विद्युत ऊर्जा (सीधे) को विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा से गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
तकनीकी विकास:वे ऑपरेटिंग तंत्र के तकनीकी विकास पथ का प्रतिनिधित्व करते हैं:
विद्युत चुम्बकीय तंत्र एक प्रारंभिक तकनीक थी, जो उच्च ऊर्जा खपत के कारण चरणबद्ध तरीके से समाप्त हो गई।
स्प्रिंग मैकेनिज्म, दूसरी पीढ़ी की तकनीक के रूप में, पिछले कुछ दशकों से मुख्य धारा बनकर "पूर्व संग्रहीत ऊर्जा" के माध्यम से ऊर्जा खपत की समस्या को हल करता है।
स्थायी चुंबक तंत्र तीसरी पीढ़ी की तकनीक है, जो सरलीकृत यांत्रिक संरचना के माध्यम से उच्च विश्वसनीयता और रखरखाव मुक्त संचालन प्राप्त करती है, और वर्तमान विकास दिशा का प्रतिनिधित्व करती है।
हाइब्रिड अनुप्रयोग:कुछ डिज़ाइनों में हाइब्रिड तकनीकें भी देखी जाती हैं। उदाहरण के लिए, कुछ स्थायी चुंबक तंत्रों को ट्रिपिंग प्रक्रिया के अंत में सर्किट को बफर करने में मदद करने या विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए छोटे स्प्रिंग्स के साथ पूरक किया जा सकता है, लेकिन यह इस तथ्य को नहीं बदलता है कि वे स्थायी चुंबक ड्राइव पर आधारित हैं।
सारांश
स्प्रिंग से संचालित तंत्र वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और तकनीकी रूप से परिपक्व मुख्य आधार है, जो उच्च लागत दक्षता प्रदान करता है, लेकिन रखरखाव की आवश्यकता होती है।
स्थायी चुंबक संचालित तंत्र प्रौद्योगिकी के भविष्य का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो अपनी उच्च विश्वसनीयता, रखरखाव मुक्त संचालन और लंबे जीवनकाल के लिए प्रसिद्ध हैं, जो उन्हें उच्च रखरखाव आवश्यकताओं के साथ बुद्धिमान पावर ग्रिड के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाते हैं, लेकिन उच्च प्रारंभिक लागत के साथ।
विद्युतचुंबकीय{{0}संचालित तंत्र अपनी महत्वपूर्ण ऊर्जा खपत और कठोर बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं के कारण अप्रचलित हैं या कम{1}अंत, कम{2}वोल्टेज अनुप्रयोगों तक सीमित हैं।
स्विचगियर का चयन करते समय, लागत, विश्वसनीयता आवश्यकताओं, रखरखाव क्षमताओं और स्विचगियर की बुद्धिमत्ता के समग्र स्तर पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है।
पावर ग्रिड के प्रत्येक कनेक्शन और डिस्कनेक्शन में, विश्वसनीय ऑपरेटिंग तंत्र इसकी स्थिरता और सुरक्षा की रक्षा करते हैं। शानक्सी हुआडियन, जो चीन के बिजली उद्योग की उपजाऊ मिट्टी में गहराई से निहित है, मध्यम और उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए स्प्रिंग और स्थायी चुंबक संचालन तंत्र के अनुसंधान और विकास और विनिर्माण पर ध्यान केंद्रित करने के लिए दशकों के शिल्प कौशल और तकनीकी संचय का लाभ उठाता है, जो वैश्विक ग्राहकों को कुशल, स्थिर और रखरखाव मुक्त संचालन समाधान प्रदान करता है। इच्छुक? कृपया हमसे संपर्क करें!
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