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उपयोग श्रेणियाँ विद्युत संपर्ककों को उन स्विचिंग परिस्थितियों के अनुसार वर्गीकृत करती हैं जिन्हें उन्हें विशिष्ट प्रकार के भारों को नियंत्रित करते समय सहन करना होता है। मध्यम-वोल्टेज मोटर नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए, ये श्रेणियाँ संपर्कक द्वारा संपर्क स्थापित करने और संपर्क तोड़ने के दौरान अनुभव किए जाने वाले धारा परिमाण, शक्ति कारक और परिचालन आवृत्ति को परिभाषित करती हैं—ये पैरामीटर सीधे यह निर्धारित करते हैं कि एक वैक्यूम संपर्कक अपनी नियोजित सेवा अवधि तक चलेगा या समय से पहले विफल हो जाएगा।.
अंतर्राष्ट्रीय विद्युत-तकनीकी आयोग ने IEC 60947-4-1 में इस वर्गीकरण प्रणाली की स्थापना मूल रूप से निम्न-वोल्टेज कॉन्टैक्टरों के लिए की थी। मध्यम-वोल्टेज अनुप्रयोग समान श्रेणी परिभाषाओं का पालन करते हैं, जिसमें उच्च-वोल्टेज कॉन्टैक्टरों और कॉन्टैक्टर-आधारित मोटर स्टार्टर्स के लिए परीक्षण आवश्यकताएँ IEC 62271-106 के तहत अनुकूलित की गई हैं।.
प्रत्येक उपयोग श्रेणी चार महत्वपूर्ण मापदंड निर्दिष्ट करती है:
स्क्विरल-केज इंडक्शन मोटर्स—जो मध्यम-वोल्टेज औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्रमुख मोटर प्रकार हैं—के लिए दो श्रेणियाँ सबसे महत्वपूर्ण हैं: AC-3 और AC-4। यह अंतर एक प्रश्न पर केंद्रित है: मोटर के त्वरण वक्र के किस बिंदु पर कॉन्टैक्टर धारा को विरामित करता है? इसका उत्तर यह निर्धारित करता है कि संपर्क क्षरण सैकड़ों हजारों संचालनों में धीरे-धीरे जमा होगा या दसियों हजारों में तेजी से।.
AC-3 और AC-4 के बीच मूलभूत अंतर संपर्क अलगाव के क्षण में लगाए गए विद्युत तनाव में निहित है। AC-3 स्क्विरल-केज मोटर्स को सामान्य गति पर चलने के दौरान शुरू करने और बंद करने पर लागू होता है। AC-4 उन संचालनों को कवर करता है जिनमें शुरू करना, प्लगिंग, इंचिंग और रिवर्सिंग शामिल हैं, जहाँ संपर्कों को बार-बार लॉक्ड-रोटर धारा को विरामित करना पड़ता है।.
AC-3: सामान्य ड्यूटी मोटर स्विचिंग
जब मोटर पूर्ण गति पर पहुँचती है, तो वोल्टेज वैक्यूम कॉन्टैक्टर खुलने से पहले नाममात्र परिचालन स्तर पर आ जाता है। IEC 60947-4-1 अनुभाग 4.3.5.1 के अनुसार, AC-3 रेटेड कॉन्टैक्टरों को मोटर स्टार्ट के दौरान लगभग 6× रेटेड परिचालन धारा (Ie) संभालनी चाहिए, लेकिन विच्छेदन केवल 1× Ie पर होता है। विच्छेदन के समय पावर फैक्टर आमतौर पर 0.85 से 0.90 के बीच होता है, जिससे संपर्क पृथक्करण के दौरान आर्क ऊर्जा काफी कम हो जाती है।.
पेट्रोकेमिकल सुविधाओं और जल उपचार संयंत्रों में क्षेत्रीय तैनाती के दौरान, AC-3 सबसे सामान्य स्विचिंग परिदृश्य को दर्शाता है। मोटर का बैक-ईएमएफ वैक्यूम गैप पर प्रकट होने वाले रिकवरी वोल्टेज को काफी कम कर देता है। 7.2 kV वैक्यूम कॉन्टैक्टर्स पर किए गए क्षेत्र परीक्षणों में सामान्य मोटर अनुप्रयोगों के लिए ब्रेक करंट 200 A से 400 A तक मापे गए हैं, और 6–10 मिमी कॉन्टैक्ट गैप दूरी पर्याप्त डाइइलेक्ट्रिक मजबूती प्रदान करती है।.
एसी-4: गंभीर-कर्तव्य मोटर स्विचिंग
AC-4 परिस्थितियों में, वैक्यूम कॉन्टैक्टर को केवल 0.35 से 0.40 के पावर फैक्टर के साथ 6×Ie पर करंट ब्रेक करना होता है। कोई बैक-ईएमएफ सहायता नहीं होती क्योंकि रोटर स्थिर रहता है या उल्टी दिशा में घूम रहा होता है। वैक्यूम इंटरप्टर को पूर्ण लाइन वोल्टेज पर CuCr संपर्क सतहों से होकर पूर्ण संभावित करंट प्रवाहित होने पर आर्क बुझाना होता है।.
आर्क ऊर्जा संबंध तीव्रता को समझाता है:
आर्क ऊर्जा ∝ I² × t × (1 – cos φ)
कम पावर फैक्टर का मतलब है कि धारा और वोल्टेज काफी हद तक फेज से बाहर होते हैं, और उच्च रिकवरी वोल्टेज तनाव के तहत धारा शून्य क्रॉसिंग होती है। इसका परिणाम तीव्र आर्क ताप, प्रति संचालन तांबे-क्रोमियम सामग्री का अधिक क्षरण, और संपर्क गैप के घिसाव का तेज़ संचय होता है।.
[विशेषज्ञ की अंतर्दृष्टि: AC-3/AC-4 प्रदर्शन पर क्षेत्रीय अवलोकन]
IEC फ्रेमवर्क कई AC उपयोग श्रेणियाँ परिभाषित करता है, जो विशिष्ट लोड प्रकारों और स्विचिंग परिस्थितियों को संबोधित करती हैं। स्क्विरल-केज इंडक्शन मोटर्स को नियंत्रित करने वाले मध्यम-वोल्टेज वैक्यूम कॉन्टैक्टर्स के लिए AC-3 और AC-4 विनिर्देशों में प्रमुख हैं, हालांकि पूरे परिवार को समझना संदर्भ प्रदान करता है।.
| श्रेणी | आवेदन | वर्तमान बनाना | वर्तमान तोड़ना | कोस φ |
|---|---|---|---|---|
| एसी-1 | गैर-प्रेरक या हल्के प्रेरक भार | 1.5 × Ie | यानी | 0.95 |
| एसी-2 | स्लिप-रिंग मोटरें: स्टार्टिंग, स्विच ऑफ | 2.5 × Ie | 2.5 × Ie | 0.65 |
| एसी-3 | स्क्विरल-केज मोटर: स्टार्टिंग, रनिंग, स्टॉप | 6 × Ie | यानी | 0.35 |
| एसी-4 | स्क्विरल-केज मोटर: प्लगिंग, इंचिंग, जॉगिंग | 6 × Ie | 6 × Ie | 0.35 |
महत्वपूर्ण अंतर ब्रेकिंग करंट कॉलम में निहित है। AC-3 मानता है कि मोटर लगभग पूर्ण गति पर चलने के दौरान विघटन हुआ—करंट रेटेड परिचालन स्तरों तक गिर चुका है। AC-4 मानता है कि विघटन लॉक्ड-रोटर स्थितियों में या उसके निकट हुआ: छह गुना अधिक करंट और काफी अधिक आर्क ऊर्जा जिसे बुझाना होता है।.
AC-2 विशेष रूप से स्लिप-रिंग (वाउंड-रोटर) मोटर्स पर लागू होता है, जिनकी स्टार्टिंग विशेषताएँ भिन्न होती हैं और जो आधुनिक मध्यवोल्टेज (MV) इंस्टॉलेशनों में कम आम हैं। AC-1 प्रतिरोधी और हल्के रूप से प्रेरक भारों जैसे हीटिंग एलिमेंट्स को कवर करता है—जो मोटर नियंत्रण अनुप्रयोगों में वैक्यूम कॉन्टैक्टर चयन के लिए शायद ही कभी प्राथमिक चिंता का विषय होते हैं।.
महत्वपूर्ण AC-3 पैरामीटर में शामिल हैं: विद्युत सहनशीलता ≥ 1 × 10^6 परिचालन चक्र नाममात्र धारा पर, यांत्रिक सहनशीलता 3 × 10^6 संचालन तक, और संपर्क अपक्षय दरें सामान्यतः प्रत्येक अर्धव्यास-सेकंड के लिए 0.1 माइक्रोग्राम से कम।.MV वैक्यूम कॉन्टैक्टर्स निर्दिष्ट करने वाले इंजीनियरों के लिए प्रश्न सरल हो जाता है: क्या इस मोटर को पूर्ण गति तक पहुँचने से पहले कभी रोका जाएगा? यदि हाँ, तो AC-4 लागू होता है। यदि मोटर हमेशा रुकने से पहले पूर्ण गति तक पहुँच जाती है, तो AC-3 पर्याप्त है।.
वैक्यूम इंटरप्टर के CuCr (तांबा-क्रोमियम) संपर्कों पर AC-4 ड्यूटी की विद्युत तीव्रता का पूरा भार पड़ता है। घिसाव तंत्र को समझना यह स्पष्ट करता है कि उपयोग श्रेणी का चयन रखरखाव अंतराल और जीवनकाल लागत को सीधे प्रभावित करता है।.
AC-3 विराम के दौरान, प्रसारित वैक्यूम आर्क संपर्क सतह पर फैलता है, जिससे ऊष्मा ऊर्जा अपेक्षाकृत समान रूप से वितरित होती है। धारा परिमाण कम (1×Ie) होता है, और अनुकूल पावर फैक्टर का अर्थ है कि धारा शून्य होने से पहले आर्क की अवधि संक्षिप्त होती है। प्रति संचालन संपर्क सामग्री की हानि न्यूनतम रहती है।.
AC-4 परिस्थितियाँ मूल रूप से भिन्न आर्क व्यवहार उत्पन्न करती हैं। 0.35 पावर फैक्टर के साथ 6× Ie पर, आर्क विखुरित मोड से संकुचित मोड में परिवर्तित हो जाता है। ऊर्जा संपर्क सतह पर स्थानीय क्षेत्रों में केंद्रित हो जाती है, जिससे:
25–50% क्रोमियम सामग्री वाले मानक CuCr संपर्क मोटर स्विचिंग ड्यूटी के लिए आधार रेखा प्रदान करते हैं। गंभीर AC-4 सेवा के लिए, निर्माता निर्दिष्ट कर सकते हैं:
संपर्क गैप—आमतौर पर 7.2 kV रेटेड MV कॉन्टैक्टर्स के लिए 8–12 मिमी—को क्षरण जमा होने पर भी पर्याप्त डाइइलेक्ट्रिक मजबूती बनाए रखनी चाहिए। 10⁻³ Pa से नीचे का वैक्यूम स्तर धातु वाष्प आर्क का त्वरित डीआयनकरण सक्षम करता है, लेकिन बार-बार उच्च-ऊर्जा अवरोधों से शील्ड संदूषण और गेटर की समाप्ति के माध्यम से आंतरिक वातावरण धीरे-धीरे बिगड़ जाता है।.
वैक्यूम इंटरप्टर की संरचना और आर्क विलुप्ति भौतिकी की गहरी समझ के लिए, हमारी संपूर्ण गाइड देखें: वैक्यूम इंटरप्टर क्या है और यह कैसे काम करता है?
[विशेषज्ञ की अंतर्दृष्टि: संपर्क जीवन प्रबंधन]
वास्तविक ड्यूटी साइकिल के अनुसार उपयोग श्रेणी का मिलान समयपूर्व विफलता और अनावश्यक बड़े आकार दोनों को रोकता है। सही विनिर्देश निर्धारित करने में केवल मोटर की नामपट्टिका नहीं, बल्कि अनुप्रयोग प्रोफ़ाइल महत्वपूर्ण है।.
एमवी प्रणालियों में सामान्य AC-3 अनुप्रयोग:
इन अनुप्रयोगों में एक समान विशेषता होती है: मोटर स्टॉप कमांड से पहले परिचालन गति तक त्वरण करती है। संपर्कक अनुकूल विद्युत कारक परिस्थितियों में केवल रेटेड धारा को ही विच्छेदित करता है।.
मध्यम वोल्टेज प्रणालियों में सामान्य AC-4 अनुप्रयोग:
खनन संचालन एक विशेष चुनौती प्रस्तुत करते हैं। कन्वेयर सिस्टम मुख्यतः AC-3 मोड में काम करते हैं, लेकिन रखरखाव के लिए स्थिति निर्धारण हेतु कभी-कभी जॉगिंग की आवश्यकता होती है। केवल AC-3 ड्यूटी के लिए निर्दिष्ट संपर्कक इन AC-4 चक्रों के दौरान तीव्र घिसाव का सामना करेगा।.
मिश्रित शुल्क गणना
वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग अक्सर दोनों ड्यूटी प्रकारों को मिलाते हैं। IEC दृष्टिकोण समतुल्य घिसाव की गणना करने की अनुमति देता है:
समतुल्य AC-3 संचालन = AC-3 संचालन + (k × AC-4 संचालन)
गुणक k आमतौर पर निर्माता के परीक्षण डेटा के आधार पर 3 से 10 तक होता है। एक क्रेन जो प्रतिदिन 50 सामान्य स्टार्ट/स्टॉप और 5 इंचिंग चक्र करती है, उसके लिए समतुल्य AC-3 घिसाव 50 + (5 × 8) = 90 संचालन प्रतिदिन हो सकता है, न कि 55।.
AC-3 और AC-4 दोनों सेवाओं के लिए इंजीनियर किए गए हमारे वैक्यूम कॉन्टैक्टर्स की पूरी श्रृंखला का अन्वेषण करें: वैक्यूम कॉन्टैक्टर निर्माता
उचित श्रेणी चयन के लिए सामान्य सुरक्षा कारकों को लागू करने के बजाय वास्तविक संचालन प्रोफ़ाइल का विश्लेषण करना आवश्यक है। मूल्यांकन के लिए चार प्रश्न मार्गदर्शन करते हैं:
डीरेटिंग की वास्तविकता
AC-3 ड्यूटी के लिए रेटेड एक कॉन्टैक्टर को उसी धारा रेटिंग पर AC-4 अनुप्रयोगों में सीधे उपयोग नहीं किया जा सकता। मानक दृष्टिकोणों में शामिल हैं:
| पैरामीटर | एसी-3 रेटिंग | एसी-4 रेटिंग (समान फ्रेम) |
|---|---|---|
| मूल्यांकित परिचालन धारा | 400 ए | 200 एक विशिष्ट |
| विद्युत सहनशीलता | ५००,०००–२,०००,००० ऑप्स | 100,000–500,000 ऑप्स |
| प्रति 1,000 ऑप्स संपर्क क्षरण | 0.002–0.005 मिमी | 0.01–0.02 मिमी |
बड़े फ्रेम आकार का चयन AC-4 परिस्थितियों में आवश्यक करंट रेटिंग बनाए रखता है। कुछ निर्माता कठोर ड्यूटी अनुप्रयोगों के लिए—जहाँ फ्रेम का आकार बढ़ाना व्यावहारिक नहीं होता—सुधारित संपर्क सामग्री जैसे टंगस्टन-तांबा (WCu) या चांदी-टंगस्टन कार्बाइड (AgWC) प्रदान करते हैं।.
मानकों का सत्यापन
निर्माताओं को IEC 62271-106 के अनुसार प्रकार परीक्षण के माध्यम से अनुपालन प्रदर्शित करना चाहिए [मानक सत्यापित करें: पुष्टि करें कि वर्तमान संस्करण विशिष्ट वोल्टेज वर्ग पर लागू होता है]। प्रकार परीक्षण रेटेड श्रेणी मानों पर चालू और बंद करने की क्षमता, रेटेड जीवन तक अनुमानित कम परीक्षण चक्रों के माध्यम से विद्युत सहनशीलता, और स्विचिंग संचालन के बाद डाइइलेक्ट्रिक सहनशीलता को सत्यापित करते हैं।.
वैक्यूम कॉन्टैक्टर की खरीद के लिए विनिर्देश तैयार करते समय, हमारी विस्तृत मार्गदर्शिका देखें: वीसीबी आरएफक्यू चेकलिस्ट: तकनीकी आवश्यकताएँ
XBRELE 3.6 kV से 12 kV तक रेटेड मध्यम-वोल्टेज वैक्यूम कॉन्टैक्टर का निर्माण करता है, जो AC-3 और AC-4 दोनों उपयोग श्रेणियों में विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए अभिकल्पित हैं। हमारे वैक्यूम इंटरप्टर नियंत्रित क्रोमियम सामग्री वाले अनुकूलित CuCr संपर्क पदार्थों से सुसज्जित हैं, जो पूरे परिचालन जीवनकाल में निरंतर आर्क क्षरण विशेषताओं को सुनिश्चित करते हैं।.
प्रत्येक कॉन्टैक्टर पर पावर फ्रिक्वेंसी प्रतिरोध वोल्टेज, मुख्य सर्किट प्रतिरोध और यांत्रिक संचालन मापदंडों की पुष्टि के लिए नियमित परीक्षण किया जाता है। विशिष्ट उपयोग श्रेणियों का संदर्भ देने वाली प्रकार परीक्षण रिपोर्टें अनुरोध पर उपलब्ध हैं, जो परियोजना विनिर्देशों और गुणवत्ता आश्वासन कार्यक्रमों के लिए आवश्यक दस्तावेज़ प्रदान करती हैं।.
मिश्रित AC-3/AC-4 ड्यूटी या असामान्य संचालन प्रोफाइल वाले अनुप्रयोगों के लिए, हमारी इंजीनियरिंग टीम उपयुक्त आकार निर्धारण और संपर्क सामग्री चयन हेतु तकनीकी परामर्श प्रदान करती है। चाहे आपका अनुप्रयोग मानक पंप मोटर नियंत्रण से संबंधित हो या बार-बार इंचिंग चक्रों वाले चुनौतीपूर्ण क्रेन संचालन से, उचित उपयोग श्रेणी मिलान विश्वसनीय स्विचिंग प्रदर्शन और पूर्वानुमानित रखरखाव अंतराल सुनिश्चित करता है।.
स्थापना पर्यावरण संबंधी विचारों पर मार्गदर्शन के लिए, हमारे चयन संसाधन को देखें: इनडोर बनाम आउटडोर वीसीबी चयन गाइड
पूरी परीक्षण आवश्यकताओं और उपयोग श्रेणी परिभाषाओं के लिए, द्वारा प्रकाशित मानकों का संदर्भ लें। अंतर्राष्ट्रीय विद्युत-प्राविधिक आयोग.
प्रश्न 1: क्या निर्धारित करता है कि मेरे आवेदन के लिए AC-3 या AC-4 रेटेड कॉन्टैक्टर्स की आवश्यकता है?
A1: मुख्य कारक यह है कि क्या मोटर संपर्कक खुलने से पहले पूर्ण परिचालन गति तक पहुँचती है। यदि मोटर हमेशा पूरी तरह से गति बढ़ाने के बाद ही रुकती है, तो AC-3 लागू होता है। यदि संचालन में जॉगिंग, इंचिंग, प्लगिंग या पूर्ण गति से पहले कोई भी रुकना शामिल है, तो संपर्कक के चयन के लिए AC-4 आवश्यकताएँ लागू होती हैं।.
प्रश्न 2: AC-4 ड्यूटी, AC-3 की तुलना में वैक्यूम कॉन्टैक्टर की सेवा अवधि को कितनी महत्वपूर्ण रूप से कम कर देती है?
A2: AC-4 परिस्थितियों में विद्युत सहनशीलता समान कॉन्टैक्टर फ्रेमों के लिए आमतौर पर AC-3 जीवन का 10–30% तक घट जाती है, मुख्यतः प्रत्येक संचालन पर ब्रेकिंग करंट और संबंधित आर्क ऊर्जा में छह गुना वृद्धि के कारण।.
Q3: क्या मैं कभी-कभार AC-4 संचालन के लिए AC-3 रेटेड कॉन्टैक्टर पर सुरक्षा कारक लागू कर सकता हूँ?
A3: कभी-कभार AC-4 संचालन के लिए साधारण सुरक्षा गुणकों के बजाय समतुल्य घिसाव गणनाएँ आवश्यक होती हैं। निर्माता के आंकड़ों के अनुसार AC-4 चक्रों की संख्या को 3–10 से गुणा करें और वास्तविक संपर्क घिसाव संचय का अनुमान लगाने के लिए इसे AC-3 संचालन में जोड़ें।.
Q4: MV वैक्यूम संपर्ककर्ताओं में गंभीर AC-4 ड्यूटी के लिए कौन सी संपर्क सामग्री सबसे उपयुक्त हैं?
A4: उच्च-क्रोमियम CuCr मिश्रधातुएँ (50–75% Cr) दाने-सुधारित सूक्ष्मसंरचनाओं के साथ उत्कृष्ट आर्क क्षरण प्रतिरोध प्रदान करती हैं, जबकि सर्पिल-क्षेत्र संपर्क ज्यामिति संपर्क सतह पर आर्क ऊर्जा का वितरण करके स्थानीय घिसाव को कम करती है।.
Q5: मैं कैसे सत्यापित करूँ कि एक वैक्यूम कॉन्टैक्टर मेरे निर्दिष्ट उपयोग श्रेणी के लिए उचित रूप से रेट किया गया है?
A5: अपने आवेदन के लिए विशिष्ट उपयोग श्रेणी और वर्तमान रेटिंग का संदर्भ देते हुए परीक्षण प्रमाणपत्र अनुरोध करें। IEC 62271-106 के अनुसार परीक्षण घोषित श्रेणी पर क्षमता निर्माण, क्षमता विघटन और विद्युत सहनशीलता प्रदर्शित करना चाहिए।.
Q6: क्या संचालन वोल्टेज उपयोग श्रेणी की आवश्यकताओं को प्रभावित करता है?
A6: उपयोग श्रेणी परिभाषाएँ सभी वोल्टेज वर्गों में समान रूप से लागू होती हैं, लेकिन उच्च सिस्टम वोल्टेज अवरोधन के दौरान पुनर्प्राप्ति वोल्टेज तनाव को बढ़ा देते हैं, जिससे 7.2 kV और 12 kV अनुप्रयोगों के लिए उचित श्रेणी चयन और भी अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।.
Q7: कौन से रखरखाव संकेतक बताते हैं कि एक कॉन्टैक्टर ने अपनी रेटेड उपयोग श्रेणी ड्यूटी से अधिक काम कर लिया है?
A7: संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि, विघटन के दौरान लंबी आर्क अवधि, निर्माता की सीमाओं से परे दिखाई देने वाला संपर्क क्षरण, और कमजोर हो गई डाइइलेक्ट्रिक सहन क्षमता—ये सभी संकेत देते हैं कि संचित तनाव संभवतः रेटेड श्रेणी के लिए निर्धारित डिज़ाइन मान्यताओं से अधिक हो गया है।.
