स्विचगियर क्या है?

किसी विद्युत परिपथ और उपकरणों को स्विच करने, नियंत्रित करने और उनकी सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण को स्विचगियर (Switchgear) कहते है।

स्विचगियर उपकरण अनिवार्य रूप से सामान्य या असामान्य परिचालन स्थितियों के तहत स्विचिंग और इंटरप्टिंग धाराओं से संबंधित है। साधारण फ्यूज के साथ टंबलर स्विच स्विचगियर का सबसे सरल रूप है और इसका उपयोग घरों, कार्यालयों आदि में रोशनी और अन्य उपकरणों को नियंत्रित करने और संरक्षित करने के लिए किया जाता है।

स्विचगियर का उपयोग (use of switchgear)

उच्च रेटिंग के सर्किट के लिए, एक स्विच के साथ संयोजन में एक उच्च-टूटने की क्षमता (HRC) फ्यूज हो सकता है। सर्किट को नियंत्रित और संरक्षित करने के उद्देश्य से कार्य करें। हालाँकि, इस तरह के स्विचगियर को दो कारणों से उच्च वोल्टेज सिस्टम (3.3 kV) पर लाभकारी रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है। सबसे पहले, जब कोई फ्यूज उड़ता है, तो उसे बदलने में कुछ समय लगता है और फलस्वरूप ग्राहकों की सेवा में रुकावट आती है। दूसरे, फ्यूज उच्च वोल्टेज सिस्टम पर दोषों के परिणामस्वरूप बड़ी गलती धाराओं को सफलतापूर्वक बाधित नहीं कर सकता है।

विद्युत विभाग में स्विचगियर (Switchgear in electrical department)

बिजली व्यवस्था की प्रगति के साथ, लाइनें और अन्य उपकरण उच्च वोल्टेज पर काम करते हैं और धारा बढ़ जाती है तो सिस्टम में शॉर्ट सर्किट होता है, तो उपकरण के माध्यम से बहने वाली भारी धारा काफी नुकसान पहुंचा सकती है। ऐसी धाराओं को बाधित करने के लिए, स्वचालित सर्किट ब्रेकर (या बस सर्किट ब्रेकर) का उपयोग किया जाता है।

सर्किट ब्रेकर एक प्रकार का स्विचगियर (Circuit breaker switchgear)

एक सर्किट ब्रेकर एक स्विचगियर है जो सामान्य और असामान्य दोनों स्थितियों में विद्युत सर्किट को खोल या बंद कर सकता है। यहां तक कि ऐसे मामलों में जहां फ्यूज पर्याप्त है, ब्रेकिंग क्षमता के संबंध में, एक सर्किट ब्रेकर बेहतर हो सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक सर्किट ब्रेकर सर्किट को बंद कर सकता है, साथ ही उन्हें बिना प्रतिस्थापन के तोड़ सकता है और इस प्रकार फ्यूज की तुलना में व्यापक रूप से उपयोग की सीमा होती है।

स्विचगियर उपकरण (Switchgear equipment)

स्विचगियर सामान्य और असामान्य दोनों स्थितियों में स्विचिंग और इंटरप्टिंग धाराओं से संबंधित उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करता है। इसमें स्विच, फ़्यूज़, सर्किट ब्रेकर, रिले और अन्य उपकरण शामिल हैं। इन उपकरणों का संक्षिप्त विवरण नीचे दिया गया है।

स्विच

स्विच एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग किसी विद्युत परिपथ को सुविधाजनक तरीके से खोलने या बंद करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग पूर्ण-लोड या नो-लोड स्थितियों के तहत किया जा सकता है लेकिन यह संपर्कों को बाधित नहीं कर सकता है। यह उच्च वोल्टेज और बड़ी वर्तमान क्षमता के सर्किट के लिए विशेष रूप से सच है। पहले के संपर्क हवा में खुलते हैं और बाद वाले के संपर्क तेल में खुलते हैं। स्विच को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है -

1. एयर स्विच
2. ऑयल स्विच

एयर-ब्रेक स्विच

यह एक एयर स्विच है और इसे लोड के तहत एक सर्किट खोलने के लिए डिज़ाइन किया गया है, इस तरह के स्विच को खोलने पर होने वाले शमन के लिए, विशेष आर्किंग हॉर्न प्रदान किए जाते हैं। आर्किंग हॉर्म्स धातुओं के टुकड़े होते हैं जिनके बीच ओपनिंग ऑपरेशन के दौरान चाप बनता है। जैसे ही स्विच खुलता है, ये हॉर्न दूर-दूर तक फैल जाते हैं। नतीजतन, हैं लंबा, ठंडा और बाधित। एयर-ब्रेक स्विच आमतौर पर मध्यम क्षमता के सर्किट के लिए बाहरी रूप से उपयोग किए जाते हैं जैसे कि मुख्य ट्रांसमिशन लाइन या फीडर से औद्योगिक भार की आपूर्ति करने वाली लाइनें।

आइसोलेटर या डिस्कनेक्टिंग स्विच

यह अनिवार्य रूप से एक चाकू स्विच है और इसे बिना लोड के एक सर्किट खोलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य उद्देश्य सर्किट के एक हिस्से को दूसरे से अलग करना है और लाइन में करंट प्रवाहित होने पर इसे खोलने का इरादा नहीं है। इस तरह के स्विच आमतौर पर सर्किट ब्रेकर के दोनों किनारों पर उपयोग किए जाते हैं ताकि सर्किट ब्रेकर की मरम्मत और प्रतिस्थापन बिना किसी खतरे के किया जा सके। जब तक एक ही सर्किट में सर्किट ब्रेकर नहीं खोला जाता है और सर्किट ब्रेकर बंद होने से पहले हमेशा बंद होना चाहिए, तब तक उन्हें खुला नहीं होना चाहिए।

तेल स्विच

जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है कि ऐसे स्विच के कॉन्टैक्ट तेल के नीचे खुलते हैं। और बड़ी वर्तमान वहन क्षमता। जब सर्किट खोला जाता है तो फॉर्म, इन स्विचों का उपयोग उच्च वोल्टता वाले आमतौर पर ट्रांसफॉर्मर तेल के सर्किट के लिए किया जाता है। तेल का प्रभाव उन चीजों को ठंडा और बुझाना इनकी प्रवृत्ति होती है।

फ्यूज

फ्यूज तार का एक छोटा टुकड़ा या पतली पट्टी होती है जो पर्याप्त समय के लिए अत्यधिक धारा प्रवाहित होने पर पिघल जाती है। इसे संरक्षित करने के लिए सर्किट के साथ श्रृंखला में डाला जाता है। सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, फ्यूज इसे इसके गलनांक से नीचे के तापमान पर तत्व देता है। इसलिए, यह बिना ओवरहीटिंग के सामान्य लोड करंट को वहन करता है।

हालाँकि, जब शॉर्ट-सर्किट या ओवरलोड होता है, तो फ्यूज तत्व के माध्यम से करंट अपनी रेटेड क्षमता से अधिक बढ़ जाता है। इससे तापमान बढ़ जाता है और फ्यूज तत्व पिघल जाता है (या बाहर निकल जाता है), इसके द्वारा संरक्षित सर्किट को डिस्कनेक्ट कर देता है। इस तरह, एक फ्यूज मशीन और उपकरण को अत्यधिक करंट के कारण होने वाले नुकसान से बचाता है। यह ध्यान देने योग्य है कि एक फ्यूज पता लगाने और रुकावट दोनों कार्य करता है।

सर्किट ब्रेकर

एक सर्किट ब्रेकर एक उपकरण है जो सभी परिस्थितियों (नो-लोड, फुल-लोड और फॉल्ट की स्थिति) में सर्किट को खोल या बंद कर सकता है। इसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि इसे सामान्य परिस्थितियों में मैन्युअल रूप से (या रिमोट कंट्रोल द्वारा) संचालित किया जा सकता है और स्वचालित रूप से गलती शर्तों के तहत संचालित किया जा सकता है।

बाद के ऑपरेशन के लिए, एक सर्किट ब्रेकर के साथ एक रिले सर्किट का उपयोग किया जाता है। चित्र (a) एक विशिष्ट तेल सर्किट ब्रेकर के हिस्सों को दिखाता है जबकि चित्र (b) रिले सर्किट द्वारा इसका नियंत्रण दिखाता है। सर्किट ब्रेकर में अनिवार्य रूप से चलती और स्थिर संपर्क होते हैं जो मजबूत धातु टैंक में संलग्न होते हैं और तेल में डूबे होते हैं, जिन्हें ट्रांसफार्मर तेल के रूप में जाना जाता है।

रिले

रिले एक उपकरण है जो परिपथ में खराबी का पता लगाता है और सर्किट रुकावट के लिए ब्रेकर को सूचना प्रदान करता है।

इसे तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है -

1. एक "करंट ट्रांसफॉर्मर (सीटी) की प्राथमिक वाइंडिंग जो संरक्षित होने के लिए सर्किट के साथ श्रेणी में जुड़ा होता है। प्राथमिक वाइंडिंग में अक्सर मुख्य कंडक्टर ही होता है।
2. दूसरा सर्किट कनेक्टेड सीटी की सेकेंडरी वाइंडिंग है जो रिले ऑपरेटिंग कुण्डली के लिए होती है।
3. सर्किट ट्रिपिंग सर्किट - इसमें आपूर्ति का एक स्रोत, सर्किट ब्रेकर का ट्रिप कॉइल और रिले स्थिर संपर्क होता है।

सामान्य लोड स्थितियों में, CT (Current transformer) की सेकेंडरी वाइंडिंग का छोटा होती है और रिले ऑपरेटिंग कॉइल में बहने वाली धारा रिले संपर्कों को बंद करने के लिए अपर्याप्त होती है। यह सर्किट ब्रेकर के ट्रिप कॉइल को बिना ऊर्जा के रखता है। परिणामस्वरूप, सर्किट ब्रेकर के संपर्क बंद रहते हैं और यह सामान्य लोड धारा प्रवाहित होती है।

जब कोई फॉल्ट होता है, तो C.T के प्राइमरी से एक उच्च धारा प्रवाहित होती है। इससे द्वितीयक वि.वा.ब.के माध्यम से रिले आपरेटिंग कुंडली में धारा प्रवाहित होती है जिससे रिले संपर्क बंद हो जाते हैं और सर्किट ब्रेकर के संपर्कों को खोलने के लिए सर्किट ब्रेकर का ट्रिप कॉइल सक्रिय हो जाती है।

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