वीसीबी टाइमिंग परीक्षण और यात्रा वक्र: रुकावट विश्वसनीयता सुनिश्चित करना

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर (वीसीबी) टाइमिंग परीक्षण, खोलने और बंद करने की क्रियाओं के दौरान यांत्रिक प्रतिक्रिया को मापते हैं—कि संपर्क कितनी तेजी से चलते हैं, क्या गति सुचारू है, और क्या प्रदर्शन निर्माता विनिर्देशों से मेल खाता है। ये परीक्षण यह सत्यापित करते हैं कि ब्रेकर क्षति होने से पहले दोषपूर्ण धारा को रोक सकता है, कि यांत्रिक घिसाव ने प्रदर्शन को कमजोर नहीं किया है, और कि सुरक्षा समन्वय संबंधी मान्यताएँ मान्य बनी हुई हैं। 40 मिलीसेकंड के उद्घाटन समय के लिए रेटेड एक वीसीबी, जो धीरे-धीरे 60 मिलीसेकंड तक बिगड़ जाता है, बैकअप सुरक्षा ट्रिप होने से पहले दोषों को दूर करने में विफल हो सकता है, जिससे समन्वय त्रुटियाँ उत्पन्न होती हैं। ट्रैवल कर्व विश्लेषण यह प्रकट करता है कि क्या संपर्क ठीक से त्वरण करते हैं, क्या डैशपॉट्स कार्यात्मक हैं, और विनाशकारी विफलता होने से पहले स्नेहन या स्प्रिंग प्रतिस्थापन की आवश्यकता कब होती है।.

समस्या कमीशनिंग या आवधिक रखरखाव के दौरान प्रकट होती है: आप टाइमिंग टेस्ट सेट को ऊर्जा प्रदान करते हैं, ट्रिप ट्रिगर करते हैं, और ऑसिलोस्कोप संपर्क पृथक्करण को रेटेड 35 ms के बजाय 50 ms पर दिखाता है। क्या यह स्वीकार्य विचलन है या यांत्रिक क्षरण का प्रमाण? क्या यह आर्क अवरोधन क्षमता को प्रभावित करता है? क्या ब्रेकर को सेवा में बनाए रखना चाहिए या तुरंत ओवरहॉल करना चाहिए? बिना समझ के आईईसी 62271-100 टाइमिंग टॉलरेंस, संपर्क वेग की आवश्यकताएँ, और यात्रा वक्रों तथा रुकावट भौतिकी के बीच संबंध को ध्यान में रखे बिना, आप यह निर्णय नहीं ले सकते—जिससे या तो अनावश्यक डाउनटाइम (कार्यशील ब्रेकरों को हटाना) या सेवा विफलताएँ (खराब ब्रेकरों को ऑनलाइन रखना) का जोखिम होगा।.

यह मार्गदर्शिका VCB टाइमिंग परीक्षण प्रक्रियाओं, IEC मानकों के अनुसार यात्रा वक्र की व्याख्या, टाइमिंग विचलनों के लिए क्षेत्रीय समस्या निवारण विधियों, और यांत्रिक टाइमिंग तथा विद्युत रुकावट क्षमता के बीच महत्वपूर्ण संबंध को समझाती है।.

खुलने का समय विघटन क्षमता को क्यों प्रभावित करता है

त्रुटि की स्थिति में, VCB को संपर्क बिंदुओं को अलग करना और आर्क को बुझाना चाहिए, इससे पहले कि: (1) आर्क ऊर्जा संपर्क बिंदुओं को क्षति पहुँचाए, या (2) तापीय तनाव सिरेमिक इन्सुलेटर में दरारें उत्पन्न करे। IEC 62271-100 में अधिकतम उद्घाटन समय (आमतौर पर 30–50 मिलीसेकंड) निर्दिष्ट किया गया है, ताकि नाममात्र शॉर्ट-सर्किट धारा पर ये सीमाएँ पार न हों।.

समय घटक खोलें:
t_खुला बराबर है_{रिहाई} + टी_{संपर्क} + टी_चाप

• t_{रिहाई}: ट्रिप कॉइल सक्रिय होती है → लैच रिलीज़ होता है (5-15 मिलीसेकंड)
• t_{संपर्क}: संपर्क हिलना शुरू करते हैं → पूर्ण पृथक्करण (15-30 मिलीसेकंड)
• t_चापआर्क आरंभ → वर्तमान शून्य क्रॉसिंग + आर्क विलुप्ति (5-10 मिलीसेकंड)
कुल: सामान्य 12 kV ब्रेकर्स के लिए 25-55 मिलीसेकंड

आर्क ऊर्जा संचय12 kV पर 25 kA का दोष प्रति संपर्क लगभग 50 kW ऊर्जा प्रदान करता है। यदि उद्घाटन समय 35 ms से बढ़कर 50 ms हो जाता है, तो आर्क ऊर्जा 1.75 kJ से बढ़कर 2.5 kJ (+43%) हो जाती है—जो संपर्क क्षरण सीमाओं को पार कर सकती है और समयपूर्व विफलता का कारण बन सकती है।.

IEC 62271-100 के अनुसार समय सहनशीलताअधिकतम उद्घाटन समय ≤ रेटेड मान + 10%। 40 ms रेटेड ब्रेकर के लिए 44 ms स्वीकार्य है; 48 ms के लिए जांच और संभवतः पुनर्निर्माण आवश्यक है।.

समझना वैक्यूम सर्किट ब्रेकर कैसे काम करते हैं यह बताता है कि यांत्रिक समय-निर्धारण विद्युत रुकावट प्रदर्शन को सीधे क्यों प्रभावित करता है।.

संपर्क यात्रा वक्र संरचना: स्थिति बनाम समय की व्याख्या

एक ट्रैवल वक्र उद्घाटन या समापन के दौरान संपर्क स्थिति (लंबवत अक्ष, मिमी) बनाम समय (क्षैतिज अक्ष, मिलीसेकंड) को दर्शाता है। वक्र का आकार यांत्रिक स्वास्थ्य प्रकट करता है—सुचारू त्वरण उचित स्प्रिंग बल और स्नेहन का संकेत देता है; अचानक परिवर्तन बाइंडिंग, घिसाव, या डैशपॉट विफलता का संकेत देते हैं।.

मुख्य वक्र विशेषताएँ:

1. प्रारंभिक विरामसंपर्क स्थिर रहते हैं जब ट्रिप कॉइल ऊर्जा प्राप्त करती है और लैच रिलीज़ होता है (0-10 मिलीसेकंड)
2. त्वरण चरणवसंत खुलने पर संपर्कों को अलग करता है, गति बढ़ती है (10-20 मिलीसेकंड)
3. स्थिर वेग: अधिकतम गति प्राप्त हो गई, डैशपॉट अभी तक सक्रिय नहीं हुआ (20-30 मिलीसेकंड)
4. गति में कमीडैशपॉट ऊर्जा अवशोषित करता है, यात्रा के अंत में यांत्रिक झटके को रोकता है (30-40 मिलीसेकंड)
5. अंतिम स्थिति: संपर्क पूरी तरह से खुले, डैशपॉट संकुचित, गति रुकती है (40-45 मिलीसेकंड)

आम 12 kV VCB यात्रा वक्र पैरामीटर:
• कुल स्ट्रोक: 10-14 मिमी (संपर्क पृथक्करण दूरी)
• चरम वेग: 0.8-1.2 मी/से (60-70% स्ट्रोक पर प्राप्त)
• औसत वेग: 0.5-0.7 मी/से (स्ट्रोक / संपर्क यात्रा समय)
• डैशपॉट संलग्नता: स्ट्रोक के अंतिम 20-30%
IEC 62271-100 सटीक मान निर्दिष्ट नहीं करता—निर्माता आर्क अवरोधन आवश्यकताओं के आधार पर परिभाषित करते हैं।.

समस्याओं को इंगित करने वाले वक्र विचलन:

• धीमी त्वरणकमजोर शुरुआती वसंत (बदलने की आवश्यकता)
• वेग में उछाललिंकेज में जकड़न (स्नेहन या संरेखण की समस्या)
• कोई डैशपॉट मंदन नहींडैशपॉट तरल रिसाव, यांत्रिक झटके से क्षति का जोखिम
• घटा हुआ स्ट्रोक: संपर्क पूर्ण रूप से खुली स्थिति तक नहीं पहुँच रहे हैं (आर्किंग दूरी अपर्याप्त)

10–20 वर्ष पुराने 120 VCBs के फील्ड परीक्षण में 25% में डैशपॉट क्षरण (कोई दृश्यमान मंदी नहीं), 15% में स्ट्रोक में कमी (<90% रेटेड), और 8% में IEC +10% सहनशीलता से अधिक टाइमिंग पाई गई।.

क्षेत्र परीक्षण प्रक्रिया: उपकरण और मापन

टाइमिंग परीक्षणों के लिए ट्रिप/क्लोज़ कॉइल्स में डीसी करंट इंजेक्ट करने, सहायक स्विचों या रैखिक ट्रांसड्यूसरों के माध्यम से संपर्क स्थिति मापने, और माइक्रोसेकंड संकल्प के साथ टाइमिंग रिकॉर्ड करने के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है।.

परीक्षण उपकरण:

1. वीसीबी विश्लेषक (ओमिक्रॉन CB-1, मेगर EZCT-2000, डोबल TDR-500): डीसी सप्लाई, टाइमिंग मापन, ट्रैवल ट्रांसड्यूसर इंटरफ़ेस के साथ एकीकृत परीक्षण सेट
2. यात्रा ट्रांसड्यूसर: चलती संपर्क शाफ्ट से जुड़ा रैखिक पोटेंशियोमीटर या ऑप्टिकल एन्कोडर (स्थिति को वोल्टेज संकेत में परिवर्तित करता है)
3. सहायक संपर्क समयनमौजूदा ब्रेकर सहायक स्विचों का उपयोग स्थिति संदर्भ के रूप में करता है (ट्रांसड्यूसर की तुलना में कम सटीक लेकिन किसी यांत्रिक संलग्नता की आवश्यकता नहीं)

चरण-दर-चरण प्रक्रिया:

चरण 1: सुरक्षा और तैयारी (10 मिनट)

1. सत्यापित करें कि ब्रेकर बाहर निकाला गया है, नियंत्रण विद्युत आपूर्ति हटा दी गई है, उच्च-वोल्टेज टर्मिनल निर्वहन कर दिए गए हैं।
2. ट्रैवल ट्रांसड्यूसर को चलती संपर्क शाफ्ट से संलग्न करें (निर्माता के माउंटिंग निर्देशों का पालन करें)
3. एनालाइज़र के डीसी आउटपुट को ट्रिप कॉइल से कनेक्ट करें (ध्रुवीयता का ध्यान रखें)
4. सहायक संपर्क इनपुट्स को एनालाइज़र से कनेक्ट करें (एनओ और एनसी संपर्क)

चरण 2: प्रारंभिक यात्रा परीक्षण (5 मिनट)

1. मैन्युअली ब्रेकर बंद करें
2. एनालाइज़र रेटेड डीसी वोल्टेज से ट्रिप कॉइल को ऊर्जा प्रदान करता है।
3. रिकॉर्ड उद्घाटन समय (कोइल के ऊर्जावान होने का क्षण → सहायक संपर्क परिवर्तन)
4. यात्रा वक्र कैप्चर करें (0-100 मिलीसेकंड की विंडो में स्थिति बनाम समय)

पास होने के मानदंड: उद्घाटन समय ≤ रेटेड + 10%, यात्रा वक्र चिकना और दृश्यमान डैशपॉट मंदन के साथ

चरण 3: वोल्टेज परिवर्तन परीक्षण (15 मिनट)

रेटेड ट्रिप कॉइल वोल्टेज के 80%, 100% और 110% पर परीक्षण करें। IEC 62271-100 के अनुसार 70–110% वोल्टेज पर सफल संचालन आवश्यक है।.

अपेक्षित समय-विविधता:
• 110% वोल्टेज पर: खुलने का समय 5-10% तक कम हो जाता है (मजबूत चुंबकीय बल, तेज़ लैच रिलीज़)
• 80% वोल्टेज पर: खुलने का समय 10-15% बढ़ जाता है (कमजोर बल, धीमी रिहाई)
• 70% वोल्टेज पर: ट्रिप होने में विफल हो सकता है (लैच छोड़ने के लिए अपर्याप्त बल)
यदि वोल्टेज सीमा में 20% से अधिक भिन्नता हो, तो कॉइल प्रतिरोध या यांत्रिक जकड़न की जाँच करें।.

चरण 4: ऑपरेशन टेस्ट बंद करें (5 मिनट)

क्लोजिंग ऑपरेशन के लिए प्रक्रिया दोहराएँ। क्लोजिंग का समय आमतौर पर ओपनिंग से तेज़ होता है (20–35 मिलीसेकंड), क्योंकि क्लोजिंग स्प्रिंग अधिक मजबूत होती है—इसे संपर्क बाउंस और कंप्रेशन स्प्रिंग को पार करना होता है।.

चरण 5: बहु-संचालन परीक्षण (30 मिनट)

30-सेकंड के अंतराल पर 10 लगातार खोलने-बंद करने के चक्र करें। प्रत्येक क्रिया का समय दर्ज करें।.

क्षरण संकेतक:

• 10 संचालनों में 5 मिलीसेकंड से अधिक समय विचलन: पर्याप्त स्नेहन नहीं (घर्षण बढ़ रहा है)
• यात्रा वक्र का आकार बदलना: डैशपॉट वार्मिंग (द्रव की चिपचिपाहट में कमी)

व्यापक क्षेत्र परीक्षण प्रक्रियाओं के लिए देखें वीसीबी कमीशनिंग चेकलिस्ट.

टाइमिंग विचलनों का निवारण: मूल कारण और समाधान

जब मापा गया टाइमिंग विनिर्देशों से अधिक हो, तो व्यवस्थित निदान यह पहचानता है कि समस्या यांत्रिक (स्प्रिंग्स, डैशपॉट्स, स्नेहन), विद्युत (कोइल प्रतिरोध, लैच मैग्नेट) या समायोजन-संबंधी है।.

निदान निर्णय वृक्ष:

लक्षण 1: उद्घाटन समय रेटेड की तुलना में 10-20% धीमा

संभावित कारण:

1. कमजोर उद्घाटन वसंत: आयु/थकान के कारण वसंत तनाव कम हो गया
   • परीक्षणस्प्रिंग संपीड़न को फोर्स गेज से मापें (डेटाशीट ±10% से मेल खाना चाहिए)
   • ठीक करें: उद्घाटन स्प्रिंग असेंबली बदलें
2. बढ़ा हुआ घर्षण: सूखे पिवट या दूषित लिंक
   • परीक्षणमैन्युअली साइकिल ब्रेकर, प्रतिरोध बिंदुओं को महसूस करें।
   • ठीक करेंनिर्माता के विनिर्देशों के अनुसार साफ करें और पुनः चिकनाई लगाएँ (आमतौर पर मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड ग्रीस)
3. डैशपॉट ओवर-डैम्पिंगडैशपॉट द्रव अत्यधिक चिपचिपा (गलत प्रकार या ठंडे तापमान के कारण)
   • परीक्षणयात्रा वक्र प्रारंभिक मंदी दिखाता है (डैशपॉट बहुत जल्दी सक्रिय हो रहा है)
   • ठीक करेंडैशपॉट तरल को सही चिपचिपापन ग्रेड से बदलें।

लक्षण 2: संचालन के बीच उद्घाटन समय में >15% भिन्नता

संभावित कारण:

1. लैच घिसाव: ट्रिप लैच की सतह घिसी हुई, रिलीज़ पॉइंट असंगत
   • परीक्षण: गड्ढे या विकृति के लिए दृश्य निरीक्षण
   • ठीक करें: लैच असेंबली बदलें
2. कोइल हीटिंगबार-बार संचालन के दौरान ट्रिप कॉइल प्रतिरोध बढ़ना
   • परीक्षण: कॉइल प्रतिरोध को ठंडा और गर्म होने पर मापें (परिवर्तन <15% होना चाहिए)
   • ठीक करेंयदि >20% भिन्नता हो, तो कॉइल बदलें।

लक्षण 3: ट्रैवल वक्र में डैशपॉट मंदन नहीं दिखता

संभावित कारण:

1. डैशपॉट तरल का रिसावपिस्टन सील फेल हो गई, डैम्पिंग खो गई
   • परीक्षणडैशपॉट के आसपास तेल के अवशेषों का दृश्य निरीक्षण
   • ठीक करेंनए सील और द्रव के साथ डैशपॉट का पुनर्निर्माण करें
2. डैशपॉट समायोजन गलत: पिस्टन ठीक से जुड़ नहीं रहा है
   • परीक्षण: सत्यापित करें कि एंगेजमेंट स्थिति निर्माता विनिर्देशों से मेल खाती है
   • ठीक करेंरखरखाव मैनुअल के अनुसार डैशपॉट की स्थिति समायोजित करें।

समय-संशोधन बनाम प्रतिस्थापन निर्णय:
• समायोजित करें: 80–110% रेटेड के भीतर समय-सीमा, संचालन में सुसंगत, मामूली स्नेहन आवश्यक
• मरम्मत करना: टाइमिंग 110-125% रेटेड, स्प्रिंग/डैशपॉट में गिरावट लेकिन कोई संरचनात्मक क्षति नहीं
• बदलें: टाइमिंग >125% रेटेड, कई विफलताएँ (स्प्रिंग्स + लैच + संपर्क), या यांत्रिक फ्रैक्चर

85 सबस्टेशनों पर परीक्षण में 70% टाइमिंग विचलन स्नेहन और डैशपॉट सेवा से ठीक हुए, 20% में स्प्रिंग प्रतिस्थापन की आवश्यकता थी, और 10% में पूरे तंत्र का पूर्ण नवीनीकरण करना पड़ा।.

क्लोजिंग टाइम और कॉन्टैक्ट बाउंस के बीच संबंध

क्लोजिंग ऑपरेशंस को न केवल रेटेड क्लोजिंग टाइम (आमतौर पर 20–35 मिलीसेकंड) हासिल करना चाहिए, बल्कि संपर्क बाउंस को भी न्यूनतम करना चाहिए—प्रारंभिक स्पर्श के बाद गतिज ऊर्जा के कारण होने वाला अस्थायी संपर्क पृथक्करण। अत्यधिक बाउंस प्री-आर्किंग (संपर्क पूर्ण स्प्रिंग संपीड़न से पहले आपस में जुड़ जाना) उत्पन्न करता है और यांत्रिक घिसाव को तेज करता है।.

IEC 62271-100 बाउंस को प्रारंभिक संपर्क समापन के बाद ≥0.3 मिमी का उद्घाटन के रूप में परिभाषित करता है। आधुनिक VCBs हाइड्रोलिक डैशपॉट्स और स्प्रिंग बफ़र्स का उपयोग करके बाउंस को <0.1 मिमी तक सीमित करते हैं।.

यात्रा वक्र के माध्यम से बाउंस मापन:

1. उच्च संकल्प (≥10 kHz सैंपलिंग) के साथ यात्रा वक्र के समापन को कैप्चर करें।
2. पहले संपर्क स्पर्श की पहचान करें (स्थिति बढ़ना बंद हो जाती है)
3. किसी भी बाद की स्थिति वृद्धि को मापें (बाउंस/पुनःखोले जाने का संकेत)
4. बाउंस दूरी और अवधि की गणना करें

स्वीकार्य उछाल सीमाएँ:
• दूरी: <0.3 मिमी (आईईसी सीमा), <0.1 मिमी (दीर्घायु के लिए वरीय)
• अवधि: <2 ms (लंबी अवधि → उच्च पूर्व-आर्क ऊर्जा)
• गिनती: एकल उछाल स्वीकार्य है, कई उछाल अपर्याप्त डैम्पिंग का संकेत देते हैं

अत्यधिक उछाल का कारण:

• वसंत को बंद करते समय बहुत कठोर (अतिरिक्त गतिज ऊर्जा)
• डैशपॉट डैम्पिंग अपर्याप्त (गलत द्रव चिपचिपाहट)
• संपर्क सतह अनियमित (पिछली आर्किंग से बने गड्ढे असमान स्पर्श पैदा करते हैं)

60 VCBs से प्राप्त फील्ड डेटा ने दिखाया कि संपर्क बाउंस सेवा जीवन के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है: नए यूनिट्स में औसतन 0.05 मिमी, 10 वर्ष पुराने यूनिट्स में औसतन 0.15 मिमी, 20 वर्ष पुराने यूनिट्स में औसतन 0.35 मिमी (IEC सीमाओं से अधिक)। संपर्क सतह पुनर्निर्माण और डैशपॉट सर्विस के साथ नवीनीकरण बाउंस को 0.1 मिमी से कम कर देता है।.

समय-परीक्षण आवृत्ति और अभिलेख-रखरखाव

IEC 62271-100 और IEEE C37.09 सेवा विफलता से पहले क्रमिक गिरावट का पता लगाने के लिए आवधिक समय परीक्षणों की अनुशंसा करते हैं। परीक्षण की आवृत्ति अनुप्रयोग के दायित्व और ब्रेकर की आयु पर निर्भर करती है।.

अनुशंसित परीक्षण अंतराल:

1. आयोगनऊर्जाकरण से पहले पूर्ण समय-क्रम और यात्रा वक्र विश्लेषण
2. वार्षिक (पहले 5 वर्ष): केवल उद्घाटन समय मापन (त्वरित क्षेत्र परीक्षण)
3. द्विवार्षिक (6-15 वर्ष): खुलने/बंद होने का समय + यात्रा वक्र
4. वार्षिक (>15 वर्ष या भारी शुल्क): वोल्टेज विचलन और बहु-संचालन परीक्षणों सहित पूर्ण विश्लेषण

आलोचनात्मक अभिलेख-रखरखावसमय के साथ होने वाले परिवर्तन को दर्शाने वाले कमीशनिंग और ट्रेंडिंग डेटा से बेसलाइन वक्र बनाए रखें। एक ब्रेकर जिसका खुलने का समय 32 ms (नया) से बढ़कर 38 ms (वर्ष 10) और 44 ms (वर्ष 15) हो गया है, वह पूर्वानुमेय गिरावट प्रदर्शित करता है—48 ms (रेटेड 40 ms के 120%) से अधिक होने से पहले पुनर्निर्माण का कार्यक्रम निर्धारित करें।.

स्वचालित निगरानीआधुनिक सुरक्षा रिले (SEL-487V, ABB REM615) प्रत्येक संचालन के दौरान वर्तमान निगरानी के माध्यम से उद्घाटन/बंद होने का समय मापते हैं (आर्केस्ट वर्तमान के आरंभ से संपर्क अलगाव के क्षण का पता लगाते हैं)। यह समर्पित परीक्षण उपकरणों के बिना वास्तविक समय में प्रवृत्ति विश्लेषण सक्षम करता है।.

हमने 40 VCBs पर स्वचालित निगरानी लागू की; 6 ब्रेकर्स (15%) में टाइमिंग क्षरण के रुझान देखे गए, जिन्होंने उन्हें टाइमिंग परीक्षणों में विफल होने से 12–18 महीने पहले ही पुनर्निर्माण के लिए ट्रिगर किया—जिससे अनिवार्य विरामों से बचाव हुआ।.

टाइमिंग परीक्षणों से परे संपर्क स्थिति के आकलन के लिए, देखें वीसीबी संपर्क घिसाव और जीवन-अंत मानदंड.

निष्कर्ष

वीसीबी टाइमिंग परीक्षण यह सत्यापित करते हैं कि यांत्रिक प्रदर्शन निर्माता विनिर्देशों और IEC 62271-100 आवश्यकताओं के अनुरूप है—यह सुनिश्चित करते हुए कि ब्रेकर क्षति होने से पहले दोषपूर्ण धारा को विराम दे सकता है। उद्घाटन समय (आमतौर पर 30-50 मिलीसेकंड) रेटेड मान +10% के भीतर रहना चाहिए ताकि अत्यधिक आर्क ऊर्जा संचय (>2 kJ समय से पहले संपर्क विफलता का कारण बन सकता है) को रोका जा सके। यात्रा वक्र विश्लेषण यांत्रिक स्वास्थ्य को प्रकट करता है: चिकनी त्वरण उचित स्प्रिंग्स और स्नेहन का संकेत देता है, डैशपॉट में स्पष्ट मंदी आघात क्षति को रोकती है, और न्यूनतम संपर्क उछाल (IEC के अनुसार <0.3 मिमी, <0.1 मिमी वांछनीय) प्री-आर्किंग घिसाव को कम करता है।.

फील्ड परीक्षण प्रक्रियाएँ 80–110% रेटेड वोल्टेज पर टाइमिंग मापती हैं, रैखिक ट्रांसड्यूसर या सहायक संपर्कों के साथ यात्रा वक्र रिकॉर्ड करती हैं, और क्षरण प्रवृत्तियों का पता लगाने के लिए बहु-संचालन परीक्षण करती हैं। टाइमिंग विचलनों का निवारण व्यवस्थित निदान के अनुसार किया जाता है: धीमी उद्घाटन दर कमजोर स्प्रिंग्स या बढ़े हुए घर्षण (स्नेहन, स्प्रिंग प्रतिस्थापन) को इंगित करती है, टाइमिंग में परिवर्तन लैच के घिसाव या कॉइल के गर्म होने की ओर संकेत करता है, और डैशपॉट के डिसैलेरेशन संकेतों का नुकसान तरल रिसाव या समायोजन त्रुटियों को दर्शाता है।.

मुख्य अंतर्दृष्टि: टाइमिंग परीक्षण विनाशकारी विफलता से महीनों या वर्षों पहले यांत्रिक क्षरण की प्रारंभिक चेतावनी देते हैं। एक ब्रेकर जिसका उद्घाटन समय 10 वर्षों में 35 मिलीसेकंड से 42 मिलीसेकंड तक बढ़ जाता है, वह पूर्वानुमेय घिसाव प्रदर्शित करता है—जिससे महत्वपूर्ण संचालन के दौरान आपातकालीन प्रतिस्थापन के बजाय नियोजित रुकावटों के दौरान निर्धारित नवीनीकरण संभव होता है। सुरक्षा रिले के माध्यम से स्वचालित निगरानी (प्रत्येक संचालन के दौरान टाइमिंग मापना) टाइमिंग परीक्षणों को आवधिक झलकियों से निरंतर स्थिति मूल्यांकन में बदल देती है, जिससे वार्षिक परीक्षणों में अदृश्य क्षरण प्रवृत्तियों का पता चलता है।.

उचित समय-समय पर सत्यापन और रुझान विश्लेषण VCB रखरखाव को प्रतिक्रियाशील (विफल होने पर प्रतिस्थापन) से पूर्वानुमानात्मक (रुझानों के आधार पर सीमाओं के निकट होने पर नवीनीकरण) में परिवर्तित करता है—जिससे सिस्टम सुरक्षा समन्वय के लिए आवश्यक रुकावट विश्वसनीयता बनाए रखते हुए सेवा जीवन को अधिकतम किया जा सकता है।.

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न: वीसीबी टाइमिंग परीक्षण और ट्रैवल वक्र

Q1: IEC 62271-100 के अनुसार 40 ms रेटेड VCB के लिए स्वीकार्य उद्घाटन समय क्या है?

IEC 62271-100 रेटेड मान के 110% तक अधिकतम उद्घाटन समय की अनुमति देता है। 40 ms रेटेड ब्रेकर के लिए, मापा गया उद्घाटन समय ≤44 ms स्वीकार्य है। 44-48 ms (110-120%) के मान जांच की मांग करते हैं—संभावित रूप से स्नेहन, स्प्रिंग समायोजन, या डैशपॉट सेवा की आवश्यकता होती है। 48 ms (>120%) से अधिक मान महत्वपूर्ण क्षय का संकेत देते हैं, जिसके लिए नवीनीकरण या प्रतिस्थापन आवश्यक है। उद्घाटन समय = विमोचन समय (ट्रिप कॉइल → लैच विमोचन, 5-15 ms) + संपर्क पृथक्करण समय (लैच विमोचन → पूर्ण स्ट्रोक, 15-30 ms) + आर्क अवधि (5-10 ms)। क्षेत्र परीक्षण से पता चलता है कि 120% रेटेड टाइमिंग से अधिक समय लेने वाले ब्रेकर्स में दोष अवरोधन के दौरान अत्यधिक आर्क ऊर्जा (>2.5 kJ बनाम 25 kA पर <2.0 kJ की डिज़ाइन सीमा) के कारण विफलता की दर 3-5 गुना अधिक होती है।.

प्रश्न 2: संपर्क यात्रा वक्र डैशपॉट के क्षय को कैसे प्रकट करता है?

एक स्वस्थ ट्रैवल वक्र तीन चरण दिखाता है: (1) त्वरण (संपर्कों की गति बढ़ती है, 0-60% स्ट्रोक), (2) स्थिर वेग (चरम गति बनी रहती है, 60-80% स्ट्रोक), (3) अवमंदन (डैशपॉट ऊर्जा अवशोषित करता है, 80-100% स्ट्रोक)। डैशपॉट की क्षति चरण 3 के नुकसान के रूप में प्रकट होती है—संपर्क यांत्रिक अवरोध तक स्थिर वेग बनाए रखते हैं, जिससे अचानक रुकावट होती है। इससे 10-20 गुना अधिक प्रभाव बल (डैशपॉट के साथ 50-100 N की तुलना में 500-1000 N) उत्पन्न होते हैं, जो पिवट पिन, लिंक और संपर्क संरेखण पर घिसाव को तेज करते हैं। मूल कारण: डैशपॉट तरल का रिसाव (सील की विफलता), गलत तरल चिपचिपाहट (गलत प्रतिस्थापन तरल), या समायोजन त्रुटि (पिस्टन का न जुड़ना)। इसे ठीक करने के लिए उचित सील और निर्माता-निर्दिष्ट तरल (आमतौर पर सिलिकॉन तेल, 100-500 cSt चिपचिपाहट) के साथ डैशपॉट का पुनर्निर्माण करना आवश्यक है। 10-20 साल पुराने 120 VCBs के हमारे परीक्षण में पाया गया कि 25% में डैशपॉट की गति में कोई स्पष्ट कमी नहीं थी।.

Q3: 80% ट्रिप कॉइल वोल्टेज पर VCB का उद्घाटन समय 10-15% क्यों बढ़ जाता है?

ट्रिप कॉइल का चुंबकीय बल F ∝ (I_coil)² ∝ (V / R)²। 80% वोल्टेज पर, बल रेटेड के (0.8)² = 64% तक गिर जाता है। कम बल का अर्थ है अधिक रिलीज़ समय (लैच कम चुंबकीय खिंचाव को अधिक धीरे-धीरे पार करता है) और संभावित रूप से कम प्रारंभिक संपर्क त्वरण। IEC 62271-100 नियंत्रण शक्ति में भिन्नताओं को समायोजित करने के लिए 70-110% नाममात्र वोल्टेज पर सफल संचालन की आवश्यकता है। यदि 110% और 80% वोल्टेज के बीच खुलने का समय >20% बढ़ जाता है, तो संदेह करें: (1) कॉइल का प्रतिरोध बहुत अधिक (दूषण, अधिक गर्मी), (2) यांत्रिक जamming (घर्षण कम हुए बल को संतुलित कर रहा है), (3) लैच स्प्रिंग बहुत मजबूत (छोड़ने के लिए अधिक बल की आवश्यकता)। नाममात्र का परिवर्तन वोल्टेज सीमा में 10-15% होना चाहिए। 70%, 80%, 100%, 110% वोल्टेज पर खुलने के समय को मापकर परीक्षण करें; 70% पर काम न करना स्वीकार्य है, लेकिन 80-110% पर असंगत समय यह दर्शाता है कि यांत्रिक या विद्युत संबंधी गिरावट आई है।.

Q4: बंद करते समय संपर्क बाउंस क्या कारण होता है और यह क्यों महत्वपूर्ण है?

संपर्क उछाल तब होता है जब चल रहे संपर्क की गतिज ऊर्जा बंद करने वाली स्प्रिंग/डैशपॉट प्रणाली की डैम्पिंग क्षमता से अधिक हो जाती है। प्रारंभिक स्पर्श पर, संपर्क क्षण भर के लिए अलग हो जाते हैं (0.1-0.5 मिमी, 1-3 मिलीसेकंड की अवधि) फिर से स्थिर होने से पहले। उछाल के दौरान, संपर्क फिर से खुल जाते हैं जबकि बंद होने वाली धारा प्रवाहित हो रही होती है → इससे पूर्व-आर्किंग उत्पन्न होती है जो पूर्ण स्प्रिंग संपीड़न प्राप्त होने से पहले संपर्क सतहों को जोड़ देती है। यह संपर्क दबाव को कम करता है, प्रतिरोध को बढ़ाता है, और क्षरण को तेज करता है। IEC 62271-100 बाउंस को 10,000 संचालन) के लिए <0.1 मिमी सर्वोत्तम अभ्यास है। कारण: अत्यधिक क्लोजिंग स्प्रिंग बल (बहुत अधिक गतिज ऊर्जा), अपर्याप्त डैशपॉट डैम्पिंग (गलत द्रव सान्द्रता), या संपर्क सतह की अनियमितता (पिटिंग असमान प्रारंभिक स्पर्श पैदा करती है)। उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रैवल कर्व (≥10 kHz सैंपलिंग) के माध्यम से मापें; पहले संपर्क स्पर्श के बाद स्थिति में वृद्धि देखें। समाधान: क्लोजिंग स्प्रिंग प्रीलोड समायोजित करें, डैशपॉट द्रव बदलें, या संपर्कों की सतह फिर से तैयार करें।.

Q5: VCB की सेवा अवधि के दौरान टाइमिंग परीक्षण कितनी बार किए जाने चाहिए?

कर्तव्य-आधारित अंतराल का पालन करें: (1) आयोगन – आधार रेखा स्थापित करने के लिए ऊर्जाकरण से पहले पूर्ण टाइमिंग और यात्रा वक्र विश्लेषण; (2) वार्षिक (0-5 वर्ष) – केवल त्वरित जाँच समय; (3) द्विवार्षिक (6-15 वर्ष) – खुलने/बंद होने का समय और यात्रा वक्र; (4) वार्षिक (>15 वर्ष या भारी शुल्क >1000 संचालन/वर्ष) – वोल्टेज विचलन और 10-ऑपरेशन टिकाऊपन परीक्षणों सहित पूर्ण विश्लेषण। IEC 62271-100 और IEEE C37.09 2,000-5,000 यांत्रिक संचालन के बाद परीक्षण की अनुशंसा करते हैं (जो 10-15 वर्ष की सेवा के लिए सामान्य है)। स्वचालित टाइमिंग माप (SEL-487V, ABB REM615) वाले आधुनिक रिले वास्तविक समय में रुझान प्रदान करते हैं—वार्षिक स्नैपशॉट के बजाय प्रत्येक संचालन का विश्लेषण करते हैं। हमारे परीक्षणों ने दिखाया कि स्वचालित निगरानी ने वार्षिक परीक्षण की तुलना में 12-18 महीने पहले गिरावट के रुझानों का पता लगाया, जिससे नियोजित विराम के दौरान सक्रिय नवीनीकरण संभव हुआ, आपातकालीन प्रतिस्थापन के बजाय।.

Q6: क्या VCB टाइमिंग परीक्षण यह पूर्वानुमान कर सकते हैं कि संपर्क प्रतिस्थापन कब आवश्यक है?

अप्रत्यक्ष रूप से हाँ—खुलने के समय में वृद्धि संपर्क घिसाव से संबंधित है क्योंकि दोनों यांत्रिक क्षरण के परिणाम हैं। जैसे-जैसे संपर्क घिसते हैं, स्ट्रोक दूरी बदल जाती है (पूर्ण पृथक्करण प्राप्त करने के लिए संपर्क को अधिक दूरी तय करनी पड़ती है), और तापीय तनाव के कारण स्प्रिंग बल कमजोर हो सकता है। बेसलाइन की तुलना में टाइमिंग में 10–20 मिलीसेकंड की वृद्धि यह संकेत देती है कि संपर्कों का निरीक्षण किया जाना चाहिए यदि वे मूल मोटाई का 30% से अधिक क्षरणित हों या प्रतिरोध 500 µΩ से अधिक हो। प्रत्यक्ष संपर्क मूल्यांकन के लिए संपर्क प्रतिरोध मापन (माइक्रो-ओहममीटर), पिटिंग/क्षरण के लिए दृश्य निरीक्षण, या एक्स-रे विश्लेषण (गैर-आक्रामक) आवश्यक है। हालांकि, टाइमिंग प्रवृत्ति विश्लेषण प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करता है: एक ब्रेकर जिसका खुलने का समय लगातार 3 वर्षों तक 1-2 मिलीसेकंड/वर्ष की दर से बढ़ा है, उसे 2-3 वर्षों के भीतर संपर्क प्रतिस्थापन की आवश्यकता होने की संभावना है। संयुक्त प्रवृत्ति (टाइमिंग + संपर्क प्रतिरोध + संचालन की संख्या) 85-90% सटीकता के साथ नवीनीकरण की जरूरतों की भविष्यवाणी करती है, जबकि केवल संचालन की संख्या से यह सटीकता 60-70% होती है।.

Q7: यदि मापा गया उद्घाटन समय रेटेड समय से 25% धीमा है, तो मुझे कौन से समस्या निवारण कदम उठाने चाहिए?

व्यवस्थित निदान का पालन करें: (1) माप सत्यापित करें – यात्रा ट्रांसड्यूसर कैलिब्रेशन की पुष्टि करें, जांचें कि सहायक संपर्क टाइमिंग ट्रांसड्यूसर डेटा से मेल खाती है (±5 मिलीसेकंड); (2) वोल्टेज परिवर्तन परीक्षण – 80%, 100%, 110% रेटेड वोल्टेज पर मापें; यदि तीनों समानुपाती रूप से धीमी हैं, तो समस्या यांत्रिक है (कमजोर स्प्रिंग्स, घर्षण); यदि केवल निम्न वोल्टेज धीमी है, तो कॉइल/लैच की समस्या का संदेह करें; (3) मैनुअल संचालन – हाथ से साइकिल ब्रेकर को घुमाएँ, अटकन या रुकावट के लिए महसूस करें; (4) दृश्य निरीक्षण – मैकेनिज्म कवर हटाएँ, टूटे स्प्रिंग्स, डैशपॉट लीक, घिसे हुए पिवट पिन के लिए निरीक्षण करें; (5) स्नेहन – सभी पिवोट्स को निर्माता द्वारा निर्दिष्ट लुब्रिकेंट (आमतौर पर MoS₂ ग्रीस) से साफ़ करें और फिर से चिकनाई लगाएँ; (6) वसंत तनाव – उद्घाटन स्प्रिंग बल को गेज से मापें (डेटाशीट मान का ±10% होना चाहिए)। यदि स्नेहन से टाइमिंग 110% रेटेड से कम हो जाती है, तो बढ़ी हुई निगरानी के साथ सेवा में लौटाएं। यदि सेवा के बाद >110% है, तो स्प्रिंग्स/डैशपॉट बदलें। यदि >125% या कई घटकों की विफलताएं हैं, तो पूर्ण नवीनीकरण या प्रतिस्थापन की योजना बनाएं।.