شارٹ سرکٹ پروٹیکشن کیسے کام کرتا ہے اور کام کرتا ہے۔

الیکٹریکل انجینئرنگ میں اصطلاح "شارٹ سرکٹ" وولٹیج کے ذرائع کے ہنگامی آپریشن سے مراد ہے۔ توانائی کی ترسیل کے تکنیکی عمل کی خلاف ورزیوں کی صورت میں ہوتا ہے، جب آؤٹ پٹ ٹرمینلز کام کرنے والے جنریٹر یا کیمیائی عنصر کے شارٹ سرکٹ (شارٹ سرکٹ) ہوتے ہیں۔

اس صورت میں، ذریعہ کی مکمل طاقت فوری طور پر شارٹ سرکٹ پر لاگو ہوتی ہے. اس میں سے بہت بڑا کرنٹ بہتا ہے، جس سے سامان جل سکتا ہے اور قریبی لوگوں کو بجلی سے چوٹیں لگ سکتی ہیں۔ اس طرح کے واقعات کی ترقی کو روکنے کے لئے، خصوصی تحفظات کا استعمال کیا جاتا ہے.

شارٹ سرکٹ کی اقسام کیا ہیں؟

قدرتی برقی بے ضابطگییں۔

وہ اس کے ساتھ بجلی کے نروہن کے دوران ظاہر ہوتے ہیں۔ طاقتور بجلی.

ان کی تشکیل کے ذرائع مختلف علامات اور طول و عرض کی جامد بجلی کی اعلیٰ صلاحیتیں ہیں، جو بادلوں کے ذریعے جمع ہوتی ہیں جب انہیں ہوا کے ذریعے طویل فاصلے تک منتقل کیا جاتا ہے۔ قدرتی ٹھنڈک کے نتیجے میں، جیسے جیسے یہ اونچائی میں اضافہ ہوتا ہے، بادلوں میں نمی کم ہو جاتی ہے، بارش بنتی ہے۔

مرطوب ماحول میں بجلی کی مزاحمت کم ہوتی ہے، جو بجلی کی صورت میں کرنٹ کے گزرنے کے لیے ہوا کی موصلیت کا خرابی پیدا کرتی ہے۔

ایک برقی مادہ مختلف صلاحیتوں کی دو اشیاء کے درمیان سلائیڈ کرتا ہے:

• قریب آنے والے بادلوں پر؛

• گرج چمک اور زمین کے درمیان۔

پہلی قسم کی بجلی ہوائی جہاز کے لیے خطرناک ہے، اور زمین پر گرنے سے درخت، عمارتیں، صنعتی سہولیات، اوور ہیڈ پاور لائنیں تباہ ہو سکتی ہیں۔ اس کے خلاف حفاظت کے لیے، بجلی کی سلاخیں نصب کی جاتی ہیں، جو یکے بعد دیگرے درج ذیل کام انجام دیتی ہیں۔

1. وصول کرنا، بجلی کی چمک کو خصوصی گرفتار کرنے والے کی طرف متوجہ کرنا؛

2. عمارت کے گراؤنڈ سرکٹ تک نالی کے ذریعے موصول ہونے والے کرنٹ کا گزرنا؛

3. اس سرکٹ سے گراؤنڈ پوٹینشل تک ہائی وولٹیج کا خارج ہونے والا مادہ۔

براہ راست کرنٹ میں شارٹ سرکٹس

گیلوینک وولٹیج کے ذرائع یا ریکٹیفائر آؤٹ پٹ رابطوں کی مثبت اور منفی صلاحیتوں میں فرق پیدا کرتے ہیں، جو عام حالات میں سرکٹ کے کام کو یقینی بناتا ہے، مثال کے طور پر، بیٹری سے لائٹ بلب کی چمک، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

اس معاملے میں ہونے والے برقی عمل کو ریاضیاتی اظہار کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے۔ ایک مکمل سرکٹ کے لیے اوہم کا قانون.

ماخذ کی الیکٹرو موٹیو قوت کو اندرونی اور بیرونی سرکٹس میں ان کی مزاحمتوں «R» اور «r» پر قابو پا کر بوجھ پیدا کرنے کے لیے تقسیم کیا جاتا ہے۔

ایمرجنسی موڈ میں، بیٹری ٹرمینلز «+» اور «-» کے درمیان انتہائی کم برقی مزاحمت کے ساتھ ایک شارٹ سرکٹ ہوتا ہے، جو بیرونی سرکٹ میں کرنٹ کے بہاؤ کو عملی طور پر بند کر دیتا ہے، اور سرکٹ کے اس حصے کو غیر فعال کر دیتا ہے۔ لہذا، برائے نام موڈ کے حوالے سے، ہم فرض کر سکتے ہیں کہ R = 0۔

تمام کرنٹ صرف اندرونی سرکٹ میں گردش کرتا ہے، جس میں ایک چھوٹی مزاحمت ہوتی ہے اور اس کا تعین فارمولہ I = E/r سے ہوتا ہے۔

چونکہ الیکٹرو موٹیو فورس کی شدت میں کوئی تبدیلی نہیں آئی ہے، اس لیے کرنٹ کی قدر میں بہت تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ اس طرح کا شارٹ سرکٹ شارٹنگ تار اور اندرونی لوپ سے گزرتا ہے، جس سے ان میں بہت زیادہ گرمی پیدا ہوتی ہے اور اس کے نتیجے میں ساختی نقصان ہوتا ہے۔

AC سرکٹس میں شارٹ سرکٹس

یہاں تمام برقی عمل بھی اوہم کے قانون کے عمل سے بیان کیے گئے ہیں اور اسی طرح کے اصول کے مطابق آگے بڑھتے ہیں۔ ان کے گزرنے کی خصوصیات کی ضرورت ہے:

• مختلف کنفیگریشنز کے ساتھ سنگل فیز یا تھری فیز نیٹ ورکس کا استعمال؛

• گراؤنڈ لوپ کی موجودگی۔

AC سرکٹس میں شارٹ سرکٹس کی اقسام

شارٹ سرکٹ کرنٹ ان کے درمیان ہو سکتا ہے:

• مرحلہ اور زمین؛

• دو مختلف مراحل؛

• دو مختلف مراحل اور بنیاد؛

• تین مراحل؛

• تین مراحل اور زمین.

اوور ہیڈ پاور لائنوں کے ذریعے بجلی کی ترسیل کے لیے، پاور سسٹم مختلف غیر جانبدار کنکشن اسکیم استعمال کر سکتے ہیں:

1. الگ تھلگ

2. بہرا گراؤنڈ۔

ان میں سے ہر ایک صورت میں شارٹ سرکٹ کرنٹ اپنا راستہ بنائیں گے اور ان کی قدر مختلف ہوگی۔ اس لیے، برقی سرکٹ کو جمع کرنے کے لیے مندرجہ بالا تمام اختیارات اور ان میں شارٹ سرکٹ کرنٹ کے امکان کو ان کے لیے کرنٹ پروٹیکشن کنفیگریشن بناتے وقت مدنظر رکھا جاتا ہے۔

ایک شارٹ سرکٹ بجلی کے صارفین میں بھی ہو سکتا ہے، مثال کے طور پر الیکٹرک موٹر۔ سنگل فیز ڈھانچے میں، فیز پوٹینشل موصلیت کی پرت کے ذریعے ہاؤسنگ یا نیوٹرل کنڈکٹر تک پہنچ سکتی ہے۔تھری فیز برقی آلات میں، دو یا تین مرحلوں کے درمیان یا فریم/گراؤنڈ کے ساتھ ان کے امتزاج کے درمیان ایک اضافی فالٹ ہو سکتا ہے۔

ان تمام صورتوں میں، جیسا کہ ڈی سی سرکٹس میں شارٹ سرکٹ کی صورت میں ہوتا ہے، بننے والے شارٹ سرکٹ اور اس سے جڑے ہوئے پورے سرکٹ کے ذریعے بہت بڑی شدت کا شارٹ سرکٹ کرنٹ بہتے گا، جس سے ایمرجنسی موڈ پیدا ہو جائے گا۔

اس کو روکنے کے لیے، تحفظات کا استعمال کیا جاتا ہے جو بڑھتے ہوئے کرنٹوں کے سامنے آنے والے آلات سے خود بخود وولٹیج کو ہٹا دیتے ہیں۔

شارٹ سرکٹ تحفظ کی آپریٹنگ حدود کا انتخاب کیسے کریں۔

تمام برقی آلات کو ان کی وولٹیج کلاس میں بجلی کی ایک خاص مقدار استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ طاقت کے ذریعہ نہیں بلکہ کرنٹ کے ذریعہ بوجھ کا اندازہ کرنے کے لئے قبول کیا جاتا ہے۔ اس کے خلاف پیمائش، کنٹرول اور تحفظ پیدا کرنا آسان ہے۔

تصویر کرنٹ کے گراف دکھاتی ہے جو آلات کے آپریشن کے مختلف طریقوں میں ہو سکتی ہے۔ ان کے لیے حفاظتی آلات کی ترتیب اور ترتیب کے لیے پیرامیٹرز کا انتخاب کیا جاتا ہے۔

بھورے رنگ میں گراف برائے نام موڈ کی سائن ویو کو دکھاتا ہے، جسے وائرنگ کی طاقت اور موجودہ تحفظ کے آلات کے انتخاب کو مدنظر رکھتے ہوئے، الیکٹریکل سرکٹ کے ڈیزائن میں ابتدائی کے طور پر منتخب کیا جاتا ہے۔

صنعتی فریکوئنسی سائن ویو 50 ہرٹز اس موڈ میں یہ ہمیشہ مستحکم رہتا ہے، اور ایک مکمل دولن کی مدت 0.02 سیکنڈ کے وقت میں ہوتی ہے۔

آپریٹنگ موڈ کی سائن ویو تصویر میں نیلے رنگ میں دکھائی گئی ہے۔ یہ عام طور پر برائے نام ہارمونک سے کم ہوتا ہے۔ لوگ شاذ و نادر ہی اپنی تفویض کردہ صلاحیت کے تمام ذخائر کو مکمل طور پر استعمال کرتے ہیں۔مثال کے طور پر، اگر کسی کمرے میں پانچ بازو والا فانوس لٹکا ہوا ہے، تو روشنی کے لیے اکثر بلبوں کا ایک گروپ شامل کیا جاتا ہے: دو یا تین، تمام پانچ نہیں۔

بجلی کے آلات کو ریٹیڈ لوڈ پر قابل اعتماد طریقے سے کام کرنے کے لیے، وہ تحفظات کو ترتیب دینے کے لیے ایک چھوٹا کرنٹ ریزرو بناتے ہیں۔ کرنٹ کی وہ مقدار جس پر وہ ٹرپ کے لیے ایڈجسٹ ہوتے ہیں سیٹ پوائنٹ کہلاتا ہے۔ پہنچ جانے پر، سوئچ آلات سے وولٹیج کو ہٹا دیتے ہیں۔

برائے نام موڈ اور سیٹ پوائنٹ کے درمیان سائنوسائیڈل طول و عرض کی حد میں، سرکٹ معمولی اوورلوڈ موڈ میں کام کرتا ہے۔

فالٹ کرنٹ کی ممکنہ وقت کی خصوصیت گراف میں سیاہ میں دکھائی گئی ہے۔ اس کا طول و عرض تحفظ کی ترتیب سے زیادہ ہے، اور دولن کی تعدد ڈرامائی طور پر بدل گئی ہے۔ یہ عام طور پر فطرت میں aperiodic ہے. ہر نصف لہر شدت اور تعدد میں بدلتی ہے۔

اوورکرنٹ تحفظ الگورتھم

ہر شارٹ سرکٹ تحفظ میں آپریشن کے تین اہم مراحل شامل ہیں:

1. مانیٹر شدہ موجودہ سائنوسائڈ کی حالت کی مسلسل نگرانی اور خرابی کے لمحے کا تعین؛

2. صورتحال کا تجزیہ اور منطقی حصے سے ایگزیکٹو باڈی کو حکم جاری کرنا؛

3. سوئچنگ ڈیوائسز کے ذریعے آلات سے وولٹیج کا اخراج۔

بہت سے آلات میں، ایک اور عنصر استعمال کیا جاتا ہے - جوابی وقت میں تاخیر کا تعارف۔ یہ پیچیدہ، برانچڈ سرکٹس میں سلیکٹیوٹی کا اصول فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

چونکہ سائن کی لہر 0.005 سیکنڈ کے وقت میں اپنے طول و عرض تک پہنچ جاتی ہے، اس لیے یہ مدت تحفظات کے ذریعے اس کی پیمائش کے لیے کم از کم ضروری ہے۔ کام کے اگلے دو مراحل بھی فوری طور پر نہیں کیے جاتے ہیں۔

ان وجوہات کی بناء پر، تیز ترین موجودہ تحفظات کا کل آپریٹنگ وقت 0.02 سیکنڈ کے ایک ہارمونک دولن کی مدت سے تھوڑا کم ہے۔

شارٹ سرکٹ تحفظ کے ڈیزائن کی خصوصیات

ہر تار میں سے برقی رو بہنے کا سبب بنتا ہے:

• کنڈکٹر کی تھرمل ہیٹنگ؛

• مقناطیسی میدان کی ہدایت

یہ دو اقدامات حفاظتی آلات کے ڈیزائن کی بنیاد کے طور پر کیے جاتے ہیں۔

موجودہ تحفظ

کرنٹ کا تھرمل اثر، جو سائنسدانوں جول اور لینز نے بیان کیا ہے، فیوز کی حفاظت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

چوکیدار

یہ موجودہ راستے میں فیوز کی تنصیب پر مبنی ہے، جو زیادہ سے زیادہ برائے نام بوجھ کو برداشت کرتا ہے، لیکن سرکٹ میں خلل ڈالتے ہوئے حد سے تجاوز کرنے پر جل جاتا ہے۔

ایمرجنسی کرنٹ کی قدر جتنی زیادہ ہوگی، اتنی ہی تیزی سے سرکٹ بریک پیدا ہوتا ہے - وولٹیج کو ہٹانا۔ اگر کرنٹ قدرے زیادہ ہو جائے تو یہ طویل عرصے کے بعد بند ہو سکتا ہے۔

فیوز برقی آلات، کاروں کے برقی آلات، گھریلو آلات، 1000 وولٹ تک کے صنعتی آلات میں کامیابی سے کام کرتے ہیں۔ ان کے کچھ ماڈل ہائی وولٹیج آلات کے سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔

کرنٹ کے برقی مقناطیسی اثر کے اصول پر مبنی تحفظ

کرنٹ لے جانے والے تار کے گرد مقناطیسی میدان کو شامل کرنے کے اصول نے ٹرپ کوائل کا استعمال کرتے ہوئے برقی مقناطیسی ریلے اور سوئچز کی ایک بڑی کلاس بنانا ممکن بنایا۔

اس کا کنڈلی ایک کور پر واقع ہے - ایک مقناطیسی سرکٹ جس میں ہر موڑ سے مقناطیسی بہاؤ شامل کیا جاتا ہے۔ حرکت پذیر رابطہ میکانکی طور پر آرمچر سے جڑا ہوا ہے، جو کور کا جھولتا ہوا حصہ ہے۔ یہ موسم بہار کی طاقت کے ذریعہ اسٹیشنری رابطے کے خلاف دبایا جاتا ہے۔

سرپل کوائل کے موڑ سے بہنے والا درجہ بند کرنٹ ایک مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے جو بہار کی قوت پر قابو نہیں پا سکتا۔ اس لیے رابطے مستقل طور پر بند ہیں۔

ہنگامی دھاروں کی صورت میں، آرمچر مقناطیسی سرکٹ کے اسٹیشنری حصے کی طرف متوجہ ہوتا ہے اور رابطوں کے ذریعے بنائے گئے سرکٹ کو توڑ دیتا ہے۔

محفوظ سرکٹ سے برقی مقناطیسی وولٹیج کو ہٹانے کی بنیاد پر کام کرنے والے سرکٹ بریکرز کی ایک قسم تصویر میں دکھائی گئی ہے۔

یہ استعمال کرتا ہے:

• ہنگامی طریقوں کے خود کار طریقے سے بند؛

• الیکٹرک آرک بجھانے کا نظام؛

• دستی یا خودکار آغاز۔

ڈیجیٹل شارٹ سرکٹ تحفظ

مذکورہ بالا تمام تحفظات ینالاگ اقدار کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ ان کے علاوہ، حال ہی میں صنعت میں اور خاص طور پر توانائی کے شعبے میں، کام کی بنیاد پر ڈیجیٹل ٹیکنالوجیز کو فعال طور پر متعارف کرایا گیا ہے۔ مائکرو پروسیسر آلات اور جامد ریلے. آسان افعال کے ساتھ وہی آلات گھریلو ضروریات کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔

محفوظ سرکٹ سے گزرنے والے کرنٹ کی شدت اور سمت کی پیمائش ایک بلٹ ان سٹیپ ڈاؤن کرنٹ ٹرانسفارمر کے ذریعے کی جاتی ہے جس میں اعلیٰ درجے کی درستگی ہوتی ہے۔ اس کے ذریعہ ماپنے والے سگنل کو سپرپوزیشن کے ذریعہ ڈیجیٹائز کیا جاتا ہے۔ اعلی تعدد مستطیل دالیں طول و عرض ماڈیولیشن کے اصول کے مطابق۔

پھر یہ مائکرو پروسیسر کے تحفظ کے منطقی حصے میں جاتا ہے، جو ایک مخصوص، پہلے سے ترتیب شدہ الگورتھم کے مطابق کام کرتا ہے۔ ہنگامی حالات کی صورت میں، ڈیوائس لاجک نیٹ ورک سے وولٹیج کو ہٹانے کے لیے شٹ ڈاؤن ایکچیویٹر کو کمانڈ جاری کرتی ہے۔

حفاظتی آپریشن کے لیے، ایک پاور سپلائی یونٹ استعمال کیا جاتا ہے، جو مینز یا خود مختار ذرائع سے وولٹیج لیتا ہے۔

ڈیجیٹل شارٹ سرکٹ پروٹیکشن میں نیٹ ورک کی ہنگامی حالت اور اس کے شٹ ڈاؤن موڈ کو رجسٹر کرنے تک بڑی تعداد میں فنکشنز، سیٹنگز اور صلاحیتیں ہوتی ہیں۔