MVRing مین یونٹ میں SF6 فری ویکیوم لوڈ بریک سوئچز کی متوازی آرک بجھانے والی اسکیم کا تعارف

جب ہائی وولٹیج سرکٹ منقطع ہو جاتا ہے، تو وولٹیج ہوا کو توڑ کر اعلی درجہ حرارت اور اعلی چالکتا سے پاک گیسیں پیدا کرے گا، جو فوری طور پر اعلی درجہ حرارت کی چنگاریوں کے طور پر ظاہر ہوتی ہیں، جو کہ آرکس ہیں۔

آرک کا نقصان بہت زیادہ ہے: آرک اعلی درجہ حرارت پیدا کرے گا، جو رابطے کی سطح کو ختم کردے گا اور موصل مواد کو جلا دے گا۔ اصل میں منقطع ہونے والے دو رابطوں نے آرک کی موجودگی کی وجہ سے ایک کرنٹ بنایا، جس نے سرکٹ کو منقطع کرنے کے لیے سوئچ کا وقت بڑھا دیا اور پاور سسٹم میں شارٹ سرکٹ کی خرابیوں کی وجہ سے ہونے والے نقصان کو بڑھا دیا۔ آرکس آگ یا یہاں تک کہ دھماکے کا سبب بن سکتا ہے۔

لہذا، قوس بجھانا ہائی وولٹیج برقی آلات میں ایک اہم کڑی بن گیا ہے۔ ایک مثال کے طور پر انگوٹی کے مرکزی یونٹ کو لے لو. اسے ہائی وولٹیج سرکٹس کی سوئچنگ مکمل کرنے کی ضرورت ہے، اور اسے گنجان آباد علاقوں جیسے ہوائی اڈوں اور رہائشی علاقوں میں رکھا جانا چاہیے۔ اس کی حفاظت کو یقینی بنایا جائے۔

آرکس کو ختم کرنے کے لئے، روایتی طریقوں میں بنیادی طور پر درج ذیل خیالات شامل ہیں:

1. گرا دیں۔ ویاوولٹیج

وولٹیج کو کم کرنے کی بات کرتے ہوئے، کچھ لوگ سرکٹ میں وولٹیج کو براہ راست کم کرنے کی امید کرتے ہیں، لیکن ظاہر ہے یہ ممکن نہیں ہے۔ بہر حال، آلات کو ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن کے دوران سرکٹ کے منقطع ہونے کو مکمل کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ ہمیشہ ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن کو کم وولٹیج ٹرانسمیشن میں تبدیل نہیں کر سکتا۔ یہاں ڈراپ وولٹیج اس وقت وولٹیج ہے جب ڈراپ رابطہ منقطع ہو جاتا ہے! ہم جانتے ہیں کہ U=IR، رابطہ منقطع ہونے پر، R فوری طور پر بڑھ جائے گا۔ اگر ہم U کو کم سے کم کرنا چاہتے ہیں، تو ہمیں اس بات کو یقینی بنانا چاہیے کہ رابطہ منقطع ہونے کے وقت رابطے کے ذریعے بہنے والا کرنٹ کم سے کم ہو۔ یہ بھی نوٹ کریں کہ AC سرکٹس میں کرنٹ اور وولٹیج کے زیرو کراسنگ اکثر بوجھ کی قسم کے لحاظ سے ہم آہنگ نہیں ہوتے ہیں۔

جب رابطہ کھلا ہو تو رابطہ پر وولٹیج کو کم کرنے کے لیے، اس بات کو یقینی بنائیں کہ عمل اس وقت ہوتا ہے جب کرنٹ صفر کو عبور کرتا ہے۔ تو مثالی طور پر، میں بالکل 0 ہے، U=IR=0، لہذا کوئی قوس نہیں ہوگا۔ لیکن ایسا نہیں ہے۔ یہ خیال مشکل ہے۔ مشکل یہ ہے کہ مکینیکل ڈھانچہ کو 50Hz کرنٹ پر درست طریقے سے کام کرنا چاہیے۔ موجودہ (50Hz) میں تیز رفتار تبدیلیوں کے مقابلے میں، مکینیکل رابطے بہت آہستہ حرکت کرتے ہیں۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ دونوں اعمال کے درمیان وقت کا فرق بھی مختلف ہے! اس بار جب آپ اسے ٹرگر کرتے ہیں، تو یہ 15ms کے بعد منقطع ہوجاتا ہے، اور اگلی بار جب آپ اسے ٹرگر کرتے ہیں، تو یہ 22ms کے بعد منقطع ہوجاتا ہے۔ 50Hz کے کرنٹ کے تحت یہ جٹر رینج بہت اہم ہے۔

2. ہوا بیتک نیچے ایبجھانا اےrc

قوس پیدا ہونے کے بعد، قوس کو ہوا اڑا کر بجھایا جا سکتا ہے، جسے ہم اکثر آرک اڑانے کا نام دیتے ہیں۔ آرک بلونگ آرک پر عمل کرنے کے لیے ہوا کے بہاؤ کا استعمال کرتا ہے، جو مؤثر طریقے سے آرک کو ٹھنڈا کر سکتا ہے، آرک زون میں دباؤ بڑھا سکتا ہے، اور بقایا مفت گیس کو دور کر سکتا ہے، اس لیے اس میں آرک بجھانے کی اچھی کارکردگی ہے۔ آرک اڑانے کا طریقہ افقی اڑانے یا عمودی اڑانے والا ہوسکتا ہے۔

مزید برآں، اس حصے کے ارد گرد کچھ گرڈز شامل کیے جا سکتے ہیں جہاں آرک پیدا ہوتا ہے، تاکہ قوس کو کاٹا جا سکے۔ اس سے قوس کو تیزی سے بجھانے میں مدد ملتی ہے۔

بلاشبہ، قوس کو بجھانا کسی کو پھونکنے کے لیے تلاش کرنے کے بارے میں نہیں ہے۔ رابطے کی کارروائی سے پیدا ہونے والے ہوا کے بہاؤ کو آرک اڑانے کے آپریشن کو مکمل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

عام حالات میں، زیادہ تر آرک اڑانے کے طریقے استعمال کیے جاتے ہیں۔ سب کے بعد، اس طریقہ کار کے نفاذ کی قیمت زیادہ نہیں ہے. مثال کے طور پر، مختلف آرک بجھانے والے چیمبرز میں آرک اڑانے والے میکانزم اور گرڈ ہوں گے۔

3. کو تبدیل کریں۔ ایمedia

اگر ہم درمیانے درجے کو بہتر موصل خصوصیات کے ساتھ تبدیل کریں اور اس میڈیم میں سرکٹ کو توڑ دیں تو قوس کو کم کیا جا سکتا ہے۔ سوچنے کی سب سے آسان چیز ویکیوم ہے۔ ویکیوم انٹرپرٹر کا آرک بجھانے والا اثر بہت اچھا ہے، لیکن ویکیوم کی قیمت زیادہ ہے اور اس کی زندگی مختصر ہے۔

اب سب سے زیادہ استعمال ہونے والا میڈیم سلفر ہیکسا فلورائیڈ SF6 ہے۔ یہ ایک مصنوعی گیس ہے جس کی ترکیب 100 سال پہلے دو فرانسیسی کیمیا دانوں، Moissan اور Lebeau نے کی تھی۔

سلفر ہیکسا فلورائیڈ میں درج ذیل خصوصیات ہیں:

اعلی تھرمل چالکتا آرک کے درجہ حرارت کو تیزی سے دور کر سکتی ہے۔ یہ بے رنگ، بو کے بغیر، غیر زہریلا ہے، مستحکم کیمیائی خصوصیات رکھتا ہے، اور کمرے کے درجہ حرارت پر کیمیائی رد عمل کا شکار نہیں ہوتا ہے۔ لہذا، سلفر ہیکسافلوورائڈ بڑے پیمانے پر بجلی کی صنعت میں درمیانے اور ہائی وولٹیج برقی آلات کے لیے موصلیت اور توڑنے والے میڈیم کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، سلفر ہیکسا فلورائیڈ ایک گرین ہاؤس گیس ہے اور اس کی گلوبل وارمنگ پوٹینشل (GWP) 23,500 ہے، جس کا مطلب ہے کہ 1 کلو گرام سلفر ہیکسافلوورائیڈ کا اثر 23,500 کلوگرام کاربن ڈائی آکسائیڈ کے برابر ہے۔ یہ بہت سنگین ہے۔

کیا کوئی ایسا حل ہے جو محفوظ، ماحول دوست اور لمبی عمر کا حامل ہو؟

4. متوازی ویایکوم میںرکاوٹ (SVI) ایسحل

یہ ایک محفوظ اور زیادہ ماحول دوست حل ہے، جسے سب سے پہلے شنائیڈر الیکٹرک نے تجویز کیا تھا اور اسے رنگ مین یونٹس میں استعمال کیا جاتا ہے۔ متوازی ویکیوم انٹرپٹنگ سلوشن ایک ویکیوم آرک بجھانے والے چیمبر اور ہوا میں ایک الگ تھلگ سوئچ پر مشتمل ہوتا ہے، جو تھوڑے سے پرزوں اور کم لاگت کے ساتھ مشترکہ تھری اسٹیشن سوئچ آپریشن کو محسوس کرتا ہے۔

آئیے SVI کے اصول کو متعارف کرانے کے لیے شنائیڈر الیکٹرک کے حل کو بطور مثال لیتے ہیں۔

جب حرکت پذیر رابطے حرکت کرتے ہیں، تو کرنٹ اسٹیشنری رابطوں سے ویکیوم انٹرپرٹر میں منتقل ہوتا ہے۔ اور یہ واضح رہے کہ اس وقت جب متحرک رابطہ اور جامد رابطہ الگ ہو جائیں، کیونکہ رابطے ایک ہی پوٹینشل پر ہیں، کوئی قوس نہیں بنے گا۔

کرنٹ پھر بند پوزیشن میں ویکیوم انٹرپرٹر سے گزرتا ہے۔ اس کے بعد، حرکت پذیر رابطے سے چلتے ہوئے، پیوٹ راڈ گھومتا ہے اور ویکیوم انٹرپرٹر کو کھولنے اور بند کرنے کے لیے چلاتا ہے۔

جب موجودہ رکاوٹ مکمل ہو جاتی ہے، تو حرکت پذیر رابطہ محور کی چھڑی کو چھوڑ دیتا ہے اور تنہائی کی پوزیشن پر گھومنا جاری رکھتا ہے۔ بفر اسپرنگ کے عمل کے تحت، پیوٹ راڈ اپنی اصل پوزیشن پر واپس آجاتا ہے، اس طرح ویکیوم انٹرپرٹر بند ہوجاتا ہے۔

یہ حل ویکیوم انٹرپرٹر کے سائز اور لاگت کو کم کر سکتا ہے۔ چونکہ ویکیوم انٹرپرٹر صرف بریکنگ سٹیج میں کام کرتا ہے، یہ بریکنگ کے دوران عارضی ریکوری وولٹیج کو برداشت کرے گا، لیکن اس میں شارٹ سرکٹ بند ہونے کی صلاحیت، قلیل مدتی کرنٹ برداشت کرنے کی صلاحیت، اور مسلسل کرنٹ برداشت کرنے کی صلاحیت کی ضرورت نہیں ہے۔ اختتامی مرحلے کے دوران، کرنٹ ویکیوم انٹرپرٹر سے نہیں گزرتا۔ مزید برآں، بریکنگ فیز کے دوران، ویکیوم انٹرپرٹر کے ذریعے کرنٹ کے بہنے کا وقت صرف چند ملی میٹر ہے۔

تنہائی کی حالت میں، متحرک رابطے اور اسٹیشنری رابطے خشک ہوا میں الگ تھلگ ہوتے ہیں۔

تنہائی میں ایک ذریعہ کے طور پر، خشک ہوا کے درج ذیل فوائد ہیں:

آپریٹرز کے لیے غیر زہریلا اور محفوظ۔ آپ یقین کر سکتے ہیں کہ زہریلی گیس کے اخراج کی فکر کیے بغیر آلات عوامی مقامات کے قریب نصب کیے گئے ہیں۔

یہ آلودگی سے پاک ہے، سلفر ہیکسا فلورائیڈ کی جگہ لے لیتا ہے اور گرین ہاؤس اثر سے بچتا ہے۔

یہ استعمال کرنا آسان ہے۔ جب آلات کو ختم کر دیا جاتا ہے، تو گیس کو بحالی کے پیچیدہ عمل سے گزرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور اسے براہ راست چھوڑا جا سکتا ہے۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ متوازی ویکیوم انٹرپٹنگ کے فوائد ہیں اور امکان ہے کہ وہ سلفر ہیکسا فلورائیڈ محلول کی جگہ لے لے۔

مزید برآں، ہم نے پایا کہ پورا عمل اسی انداز میں چلایا گیا تھا جس طرح اس وقت استعمال شدہ تھری پوزیشن سلفر ہیکسافلوورائیڈ سوئچ: ایک آپریشن بریکنگ/آئیسولیشن حاصل کرنے کے لیے، اور دوسرا آپریشن گراؤنڈنگ حاصل کرنے کے لیے۔ یہاں تک کہ شنائیڈر الیکٹرک کے رِنگ مین یونٹ سلوشن میں بھی سلفر ہیکسافلوورائیڈ سوئچ جیسا ہی فوٹ پرنٹ ہے، اور یہاں تک کہ بس بار کاپر بارز اور کیبل جوائنٹس کی اونچائی میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی ہے۔ اس میں آسانی سے ترمیم کی جا سکتی ہے اور اصل سلفر ہیکسا فلورائیڈ سکیم کو ایک نئی سکیم میں تبدیل کر دیا گیا تھا۔ لہذا یہ ایک زیادہ ماحول دوست اور محفوظ حل ہے۔