షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు పనిచేస్తుంది

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో "షార్ట్ సర్క్యూట్" అనే పదం వోల్టేజ్ మూలాల యొక్క అత్యవసర ఆపరేషన్‌ను సూచిస్తుంది. శక్తి ప్రసారం యొక్క సాంకేతిక ప్రక్రియల ఉల్లంఘనల సందర్భంలో, అవుట్పుట్ టెర్మినల్స్ పని చేసే జనరేటర్ లేదా రసాయన మూలకం యొక్క షార్ట్ సర్క్యూట్ (షార్ట్ సర్క్యూట్) అయినప్పుడు సంభవిస్తుంది.

ఈ సందర్భంలో, మూలం యొక్క పూర్తి శక్తి వెంటనే షార్ట్ సర్క్యూట్కు వర్తించబడుతుంది. భారీ ప్రవాహాలు దాని గుండా ప్రవహిస్తాయి, ఇది పరికరాలను కాల్చివేస్తుంది మరియు సమీపంలోని ప్రజలకు విద్యుత్ గాయాలు కలిగిస్తుంది. అటువంటి సంఘటనల అభివృద్ధిని ఆపడానికి, ప్రత్యేక రక్షణలు ఉపయోగించబడతాయి.

షార్ట్ సర్క్యూట్ల రకాలు ఏమిటి

సహజ విద్యుత్ క్రమరాహిత్యాలు

వారు కలిసి మెరుపు విడుదల సమయంలో కనిపిస్తాయి శక్తివంతమైన మెరుపు.

వాటి నిర్మాణం యొక్క మూలాలు వివిధ సంకేతాలు మరియు పరిమాణాల యొక్క స్థిర విద్యుత్ యొక్క అధిక పొటెన్షియల్స్, అవి చాలా దూరాలకు గాలి ద్వారా తరలించబడినప్పుడు మేఘాలచే సేకరించబడతాయి. సహజ శీతలీకరణ ఫలితంగా, ఎత్తు పెరిగేకొద్దీ, మేఘాలలో తేమ ఘనీభవిస్తుంది, వర్షం ఏర్పడుతుంది.

తేమతో కూడిన వాతావరణం తక్కువ విద్యుత్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది మెరుపు రూపంలో కరెంట్ యొక్క పాస్ కోసం గాలి ఇన్సులేషన్ యొక్క విచ్ఛిన్నతను సృష్టిస్తుంది.

వివిధ పొటెన్షియల్స్ ఉన్న రెండు వస్తువుల మధ్య విద్యుత్ ఉత్సర్గం జారిపోతుంది:

• సమీపించే మేఘాలపై;

• ఉరుము మరియు నేల మధ్య.

మెరుపు మొదటి రకం విమానాలకు ప్రమాదకరం, మరియు నేలకి విడుదల చెట్లు, భవనాలు, పారిశ్రామిక సౌకర్యాలు, ఓవర్ హెడ్ విద్యుత్ లైన్లను నాశనం చేస్తుంది. దాని నుండి రక్షించడానికి, మెరుపు రాడ్లు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి, ఇవి వరుసగా క్రింది విధులను నిర్వహిస్తాయి:

1. స్వీకరించడం, మెరుపు సంభావ్యతను ప్రత్యేక అరెస్టుకు ఆకర్షించడం;

2. భవనం యొక్క గ్రౌండింగ్ సర్క్యూట్కు ఒక కండ్యూట్ ద్వారా అందుకున్న ప్రస్తుత ప్రకరణము;

3. ఈ సర్క్యూట్ నుండి గ్రౌండ్ పొటెన్షియల్‌కు అధిక వోల్టేజ్ డిచ్ఛార్జ్ యొక్క ఉత్సర్గ.

ప్రత్యక్ష ప్రవాహాలలో షార్ట్ సర్క్యూట్లు

గాల్వానిక్ వోల్టేజ్ మూలాలు లేదా రెక్టిఫైయర్‌లు అవుట్‌పుట్ పరిచయాల యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల పొటెన్షియల్‌లలో వ్యత్యాసాన్ని సృష్టిస్తాయి, ఇది సాధారణ పరిస్థితులలో సర్క్యూట్ యొక్క ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది, ఉదాహరణకు, దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా బ్యాటరీ నుండి లైట్ బల్బ్ యొక్క గ్లో.

ఈ సందర్భంలో జరుగుతున్న విద్యుత్ ప్రక్రియలు గణిత వ్యక్తీకరణ ద్వారా వివరించబడ్డాయి పూర్తి సర్క్యూట్ కోసం ఓం యొక్క చట్టం.

మూలం యొక్క ఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ వారి ప్రతిఘటనలను అధిగమించడం ద్వారా అంతర్గత మరియు బాహ్య సర్క్యూట్లలో లోడ్ సృష్టించడానికి పంపిణీ చేయబడుతుంది «R» మరియు «r».

అత్యవసర రీతిలో, బ్యాటరీ టెర్మినల్స్ «+» మరియు «-» మధ్య చాలా తక్కువ విద్యుత్ నిరోధకతతో ఒక చిన్న సర్క్యూట్ ఏర్పడుతుంది, ఇది బాహ్య సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని ఆచరణాత్మకంగా మూసివేస్తుంది, సర్క్యూట్ యొక్క ఈ భాగాన్ని నిష్క్రియం చేస్తుంది. కాబట్టి, నామమాత్రపు మోడ్‌కు సంబంధించి, మనం R = 0 అని భావించవచ్చు.

అన్ని ప్రస్తుత అంతర్గత సర్క్యూట్లో మాత్రమే తిరుగుతుంది, ఇది చిన్న ప్రతిఘటనను కలిగి ఉంటుంది మరియు I = E / r సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

ఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ యొక్క పరిమాణం మారలేదు కాబట్టి, కరెంట్ యొక్క విలువ చాలా తీవ్రంగా పెరుగుతుంది. అటువంటి షార్ట్ సర్క్యూట్ షార్టింగ్ వైర్ మరియు లోపలి లూప్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, దీని వలన వాటిలో అపారమైన ఉష్ణ ఉత్పత్తి మరియు తదుపరి నిర్మాణ నష్టం జరుగుతుంది.

AC సర్క్యూట్లలో షార్ట్ సర్క్యూట్లు

ఇక్కడ అన్ని విద్యుత్ ప్రక్రియలు కూడా ఓం యొక్క చట్టం యొక్క ఆపరేషన్ ద్వారా వివరించబడ్డాయి మరియు ఇదే సూత్రం ప్రకారం కొనసాగుతాయి. వారి పాసేజ్ యొక్క లక్షణాలు అవసరం:

• వివిధ కాన్ఫిగరేషన్లతో ఒకే-దశ లేదా మూడు-దశల నెట్వర్క్ల ఉపయోగం;

• గ్రౌండ్ లూప్ ఉనికి.

AC సర్క్యూట్లలో షార్ట్ సర్క్యూట్ల రకాలు

షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రవాహాలు వీటి మధ్య సంభవించవచ్చు:

• దశ మరియు నేల;

• రెండు వేర్వేరు దశలు;

• రెండు వేర్వేరు దశలు మరియు గ్రౌండింగ్;

• మూడు దశలు;

• మూడు దశలు మరియు భూమి.

ఓవర్ హెడ్ పవర్ లైన్ల ద్వారా విద్యుత్ ప్రసారం కోసం, పవర్ సిస్టమ్స్ వేరే న్యూట్రల్ కనెక్షన్ స్కీమ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు:

1. ఒంటరిగా;

2. చెవిటి గ్రౌన్దేడ్.

ఈ సందర్భాలలో ప్రతి ఒక్కటి షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రవాహాలు వారి స్వంత మార్గాన్ని ఏర్పరుస్తాయి మరియు వేరే విలువను కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌ను సమీకరించడానికి పైన పేర్కొన్న అన్ని ఎంపికలు మరియు వాటి కోసం ప్రస్తుత రక్షణ కాన్ఫిగరేషన్‌ను సృష్టించేటప్పుడు వాటిలో షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రవాహాల అవకాశం పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది.

విద్యుత్ వినియోగదారులలో కూడా షార్ట్ సర్క్యూట్ సంభవించవచ్చు, ఉదాహరణకు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్. సింగిల్-ఫేజ్ నిర్మాణాలలో, దశ సంభావ్యత గృహ లేదా తటస్థ కండక్టర్కు ఇన్సులేషన్ పొరను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.మూడు-దశల విద్యుత్ పరికరాలలో, రెండు లేదా మూడు దశల మధ్య లేదా ఫ్రేమ్ / గ్రౌండ్‌తో వాటి కలయికల మధ్య అదనపు లోపం సంభవించవచ్చు.

ఈ అన్ని సందర్భాల్లో, DC సర్క్యూట్‌లలో షార్ట్ సర్క్యూట్ విషయంలో, చాలా పెద్ద పరిమాణంలో ఉన్న షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్ ఏర్పడిన షార్ట్ సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది మరియు మొత్తం సర్క్యూట్ జనరేటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది, దీనివల్ల అత్యవసర మోడ్ ఏర్పడుతుంది.

దీనిని నివారించడానికి, పెరిగిన ప్రవాహాలకు గురైన పరికరాల నుండి వోల్టేజ్ని స్వయంచాలకంగా తొలగించే రక్షణలు ఉపయోగించబడతాయి.

షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ యొక్క ఆపరేటింగ్ పరిమితులను ఎలా ఎంచుకోవాలి

అన్ని ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణాలు వాటి వోల్టేజ్ తరగతిలో కొంత మొత్తంలో విద్యుత్తును వినియోగించేలా రూపొందించబడ్డాయి. లోడ్‌ను శక్తి ద్వారా కాకుండా, కరెంట్ ద్వారా అంచనా వేయడానికి ఇది అంగీకరించబడుతుంది. కొలవడం, నియంత్రించడం మరియు దాని నుండి రక్షణను సృష్టించడం సులభం.

పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క వివిధ రీతుల్లో సంభవించే ప్రవాహాల గ్రాఫ్‌లను చిత్రం చూపిస్తుంది. వాటి కోసం, రక్షిత పరికరాలను సెట్ చేయడానికి మరియు సెట్ చేయడానికి పారామితులు ఎంపిక చేయబడ్డాయి.

గోధుమ రంగులో ఉన్న గ్రాఫ్ నామమాత్రపు మోడ్ యొక్క సైన్ వేవ్ను చూపుతుంది, ఇది ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో ప్రారంభ ఒకటిగా ఎంపిక చేయబడుతుంది, వైరింగ్ యొక్క శక్తి మరియు ప్రస్తుత రక్షణ పరికరాల ఎంపికను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది.

పారిశ్రామిక ఫ్రీక్వెన్సీ సైన్ వేవ్ 50 హెర్ట్జ్ ఈ మోడ్‌లో ఇది ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఒక పూర్తి డోలనం యొక్క వ్యవధి 0.02 సెకన్లలో జరుగుతుంది.

ఆపరేటింగ్ మోడ్ యొక్క సైన్ వేవ్ చిత్రంలో నీలం రంగులో చూపబడింది. ఇది సాధారణంగా నామమాత్ర హార్మోనిక్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ప్రజలు తమకు కేటాయించిన సామర్థ్యం యొక్క అన్ని నిల్వలను అరుదుగా పూర్తిగా ఉపయోగించుకుంటారు.ఉదాహరణగా, ఒక గదిలో ఐదు చేతుల షాన్డిలియర్ వేలాడుతుంటే, లైట్ల కోసం ఒక సమూహం బల్బులు తరచుగా చేర్చబడతాయి: రెండు లేదా మూడు, మొత్తం ఐదు కాదు.

ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణాలు రేట్ చేయబడిన లోడ్ వద్ద విశ్వసనీయంగా పనిచేయడానికి, అవి రక్షణలను సెట్ చేయడానికి ఒక చిన్న కరెంట్ రిజర్వ్‌ను సృష్టిస్తాయి. వారు ట్రిప్‌కు సర్దుబాటు చేసే కరెంట్ మొత్తాన్ని సెట్‌పాయింట్ అంటారు. చేరుకున్నప్పుడు, స్విచ్లు పరికరాలు నుండి వోల్టేజ్ని తొలగిస్తాయి.

నామమాత్రపు మోడ్ మరియు సెట్ పాయింట్ మధ్య సైనూసోయిడల్ యాంప్లిట్యూడ్‌ల పరిధిలో, సర్క్యూట్ కొంచెం ఓవర్‌లోడ్ మోడ్‌లో పనిచేస్తుంది.

ఫాల్ట్ కరెంట్ యొక్క సాధ్యమయ్యే సమయ లక్షణం గ్రాఫ్‌లో నలుపు రంగులో చూపబడింది. దీని వ్యాప్తి రక్షణ సెట్టింగ్‌ను మించిపోయింది మరియు డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీ నాటకీయంగా మారింది. ఇది సాధారణంగా అపెరియాడిక్ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి అర్ధ-వేవ్ పరిమాణం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీలో మారుతుంది.

ఓవర్ కరెంట్ రక్షణ అల్గోరిథం

ప్రతి షార్ట్-సర్క్యూట్ రక్షణలో మూడు ప్రధాన దశల ఆపరేషన్ ఉంటుంది:

1. మానిటర్ కరెంట్ సిన్యుసోయిడ్ యొక్క స్థితి యొక్క స్థిరమైన పర్యవేక్షణ మరియు పనిచేయకపోవడం యొక్క క్షణం యొక్క నిర్ణయం;

2. పరిస్థితి యొక్క విశ్లేషణ మరియు తార్కిక భాగం నుండి కార్యనిర్వాహక సంస్థకు ఆదేశం జారీ చేయడం;

3. పరికరాలను మార్చడం ద్వారా పరికరాల నుండి వోల్టేజ్ విడుదల.

అనేక పరికరాలలో, మరొక మూలకం ఉపయోగించబడుతుంది - ప్రతిస్పందన సమయం ఆలస్యం యొక్క పరిచయం. కాంప్లెక్స్, బ్రాంచ్డ్ సర్క్యూట్‌లలో సెలెక్టివిటీ సూత్రాన్ని అందించడానికి ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.

సైన్ వేవ్ 0.005 సెకన్ల సమయంలో దాని వ్యాప్తికి చేరుకుంటుంది కాబట్టి, రక్షణల ద్వారా దాని కొలతకు ఈ కాలం కనీసం అవసరం. తదుపరి రెండు దశల పనులు కూడా వెంటనే నిర్వహించబడవు.

ఈ కారణాల వల్ల, వేగవంతమైన కరెంట్ ప్రొటెక్షన్‌ల మొత్తం ఆపరేటింగ్ సమయం 0.02 సెకన్ల ఒక హార్మోనిక్ డోలనం కాలం కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది.

షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ యొక్క డిజైన్ లక్షణాలు

ప్రతి తీగ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహానికి కారణమవుతుంది:

• కండక్టర్ యొక్క థర్మల్ తాపన;

• అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని నిర్దేశిస్తుంది.

ఈ రెండు చర్యలు రక్షణ పరికరాల రూపకల్పనకు ఆధారంగా తీసుకోబడ్డాయి.

ప్రస్తుత రక్షణ

జౌల్ మరియు లెంజ్ అనే శాస్త్రవేత్తలచే వివరించబడిన కరెంట్ యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ఫ్యూజులను రక్షించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

కాపలాదారి

ఇది ప్రస్తుత మార్గంలో ఫ్యూజ్ యొక్క సంస్థాపనపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది నామమాత్రపు లోడ్‌ను ఉత్తమంగా తట్టుకుంటుంది, కానీ మించిపోయినప్పుడు కాలిపోతుంది, సర్క్యూట్‌కు అంతరాయం కలిగిస్తుంది.

అత్యవసర కరెంట్ యొక్క అధిక విలువ, వేగంగా సర్క్యూట్ బ్రేక్ సృష్టించబడుతుంది - వోల్టేజ్ తొలగించడం. కరెంట్ కొంచెం మించిపోయినట్లయితే, అది చాలా కాలం తర్వాత ఆఫ్ కావచ్చు.

ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, కార్ల ఎలక్ట్రికల్ పరికరాలు, గృహోపకరణాలు, 1000 వోల్ట్ల వరకు పారిశ్రామిక పరికరాలలో ఫ్యూజులు విజయవంతంగా పని చేస్తాయి. వారి నమూనాలు కొన్ని అధిక వోల్టేజ్ పరికరాల సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడతాయి.

ప్రస్తుత విద్యుదయస్కాంత ప్రభావం సూత్రం ఆధారంగా రక్షణ

కరెంట్ మోసే వైర్ చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ప్రేరేపించే సూత్రం ట్రిప్ కాయిల్‌ని ఉపయోగించి భారీ తరగతి విద్యుదయస్కాంత రిలేలు మరియు స్విచ్‌లను సృష్టించడం సాధ్యం చేసింది.

దీని కాయిల్ ఒక కోర్లో ఉంది - మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్, దీనిలో ప్రతి మలుపు నుండి అయస్కాంత ప్రవాహాలు జోడించబడతాయి. కదిలే పరిచయం యాంత్రికంగా ఆర్మేచర్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఇది కోర్ యొక్క స్వింగింగ్ భాగం. ఇది స్ప్రింగ్ యొక్క శక్తి ద్వారా నిశ్చల పరిచయానికి వ్యతిరేకంగా ఒత్తిడి చేయబడుతుంది.

స్పైరల్ కాయిల్ యొక్క మలుపుల ద్వారా ప్రవహించే రేటెడ్ కరెంట్ వసంత శక్తిని అధిగమించలేని అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది. అందువల్ల, పరిచయాలు శాశ్వతంగా మూసివేయబడతాయి.

అత్యవసర ప్రవాహాల విషయంలో, ఆర్మేచర్ మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ యొక్క నిశ్చల భాగానికి ఆకర్షించబడుతుంది మరియు పరిచయాల ద్వారా సృష్టించబడిన సర్క్యూట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.

రక్షిత సర్క్యూట్ నుండి విద్యుదయస్కాంత వోల్టేజ్ని తొలగించడం ఆధారంగా పనిచేసే సర్క్యూట్ బ్రేకర్ల రకాల్లో ఒకటి ఫోటోలో చూపబడింది.

ఇది ఉపయోగిస్తుంది:

• అత్యవసర మోడ్ల స్వయంచాలక షట్డౌన్;

• ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ ఆర్పివేయడం వ్యవస్థ;

• మాన్యువల్ లేదా ఆటోమేటిక్ ప్రారంభం.

డిజిటల్ షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ

పైన చర్చించిన అన్ని రక్షణలు అనలాగ్ విలువలతో పని చేస్తాయి. వీటితో పాటు, ఇటీవల పరిశ్రమలో మరియు ముఖ్యంగా ఇంధన రంగంలో, పని ఆధారంగా డిజిటల్ సాంకేతికతలు చురుకుగా ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి. మైక్రోప్రాసెసర్ పరికరాలు మరియు స్టాటిక్ రిలేలు. గృహ అవసరాల కోసం సరళీకృత ఫంక్షన్లతో అదే పరికరాలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

రక్షిత సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రస్తుత పాసింగ్ యొక్క పరిమాణం మరియు దిశ యొక్క కొలత అధిక స్థాయి ఖచ్చితత్వంతో అంతర్నిర్మిత స్టెప్-డౌన్ కరెంట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. దాని ద్వారా కొలవబడిన సిగ్నల్ సూపర్‌పొజిషన్ ద్వారా డిజిటలైజ్ చేయబడింది అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ దీర్ఘచతురస్రాకార పప్పులు వ్యాప్తి మాడ్యులేషన్ సూత్రం ప్రకారం.

అప్పుడు అది మైక్రోప్రాసెసర్ యొక్క రక్షణ యొక్క తార్కిక భాగానికి వెళుతుంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట, ముందుగా కాన్ఫిగర్ చేయబడిన అల్గోరిథం ప్రకారం పనిచేస్తుంది. అత్యవసర పరిస్థితుల్లో, పరికర లాజిక్ నెట్‌వర్క్ నుండి వోల్టేజ్‌ను తీసివేయడానికి షట్‌డౌన్ యాక్యుయేటర్‌కు ఆదేశాన్ని జారీ చేస్తుంది.

రక్షిత ఆపరేషన్ కోసం, విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది మెయిన్స్ లేదా స్వయంప్రతిపత్త వనరుల నుండి వోల్టేజ్ తీసుకుంటుంది.

డిజిటల్ షార్ట్-సర్క్యూట్ రక్షణ నెట్వర్క్ యొక్క అత్యవసర స్థితి మరియు దాని షట్డౌన్ మోడ్ను నమోదు చేయడం వరకు పెద్ద సంఖ్యలో విధులు, సెట్టింగులు మరియు సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటుంది.