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एमसीबी (मिनिएचर सर्किट ब्रेकर, छोटा सर्किट ब्रेकर) निम्न-वोल्टेज वितरण प्रणालियों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले टर्मिनल सुरक्षा उपकरणों में से एक है। छोटे आकार, सुविधाजनक संचालन और सटीक सुरक्षा जैसे लाभों के साथ, इसका उपयोग औद्योगिक, वाणिज्यिक और नागरिक भवनों की वितरण लाइनों में व्यापक रूप से किया जाता है, और यह सर्किट अधिभार और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा जैसे मुख्य कार्यों को पूरा करता है। निम्नलिखित इसके कार्यात्मक विशेषताओं का, जैसे कि मुख्य कार्य, तकनीकी विशेषताएँ और अनुप्रयोग विशेषताएँ, विभिन्न पहलुओं से विस्तृत विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

I. कोर संरक्षण कार्य: सर्किट के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करना

एमसीबी का मुख्य महत्व वितरण लाइनों और विद्युत उपकरणों की सुरक्षा में निहित है। इसका सुरक्षा कार्य मुख्यतः सटीक क्रिया तंत्रों के माध्यम से प्राप्त होता है, जिसमें विशेष रूप से निम्नलिखित दो प्रकार की कोर सुरक्षा शामिल है:

1. अधिभार संरक्षण कार्य

जब सर्किट सामान्य रूप से काम कर रहा होता है, तो धारा निर्धारित सीमा के भीतर होती है। हालाँकि, जब बहुत अधिक विद्युत उपकरण होते हैं या सर्किट लंबे समय तक ओवरलोड रहता है, तो लाइन में धारा निर्धारित मान से अधिक हो जाती है, जिससे तार गर्म हो जाते हैं। यदि लंबे समय तक ओवरलोड रहता है, तो इससे इंसुलेशन पुराना हो सकता है, शॉर्ट सर्किट हो सकता है और यहाँ तक कि आग भी लग सकती है। MCB का ओवरलोड संरक्षण एक द्विधात्विक पट्टी थर्मल ट्रिप डिवाइस के माध्यम से प्राप्त किया जाता है: जब धारा निर्धारित मान से अधिक हो जाती है, तो द्विधात्विक पट्टी धारा द्वारा उत्पन्न ऊष्मा के कारण मुड़ जाती है और विकृत हो जाती है, जिससे ट्रिप तंत्र सक्रिय हो जाता है, जिससे सर्किट ब्रेकर संपर्क खुल जाते हैं और सर्किट कट जाता है।

इसके अधिभार संरक्षण की एक व्युत्क्रम-समय विशेषता है, अर्थात, अधिभार धारा जितनी अधिक होगी, क्रिया समय उतना ही कम होगा। उदाहरण के लिए, जब धारा रेटेड धारा का 1.3 गुना होती है, तो संचालन समय कई घंटों तक चल सकता है। जब धारा रेटेड धारा के छह गुना तक पहुँच जाती है, तो क्रिया समय को कुछ सेकंड तक कम किया जा सकता है। इससे न केवल अल्पकालिक मामूली अधिभार के कारण होने वाली अनावश्यक ट्रिपिंग से बचा जा सकता है, बल्कि अत्यधिक अधिभार की स्थिति में सर्किट को तुरंत बंद भी किया जा सकता है, जिससे लचीली और विश्वसनीय सुरक्षा प्राप्त होती है।

2. शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा फ़ंक्शन

शॉर्ट सर्किट, सर्किट में सबसे खतरनाक दोषों में से एक है, जो आमतौर पर तारों के इन्सुलेशन को नुकसान या उपकरणों की आंतरिक खराबी के कारण होता है। इस समय, करंट तुरंत बढ़ जाता है (संभवतः रेटेड करंट से दसियों या सैकड़ों गुना तक पहुँच सकता है), और उत्पन्न होने वाला प्रचंड विद्युत बल और ऊष्मा तारों और उपकरणों को तुरंत जला सकती है, और यहाँ तक कि आग या बिजली के झटके जैसी दुर्घटनाओं का कारण भी बन सकती है। MCB की शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ट्रिप डिवाइस के माध्यम से प्राप्त की जाती है: जब शॉर्ट-सर्किट करंट इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ट्रिप डिवाइस के कॉइल से होकर गुजरता है, तो एक मजबूत इलेक्ट्रोमैग्नेटिक बल उत्पन्न होता है, जो आर्मेचर को ट्रिप मैकेनिज्म से टकराने के लिए आकर्षित करता है, जिससे संपर्क जल्दी से खुल जाते हैं और सर्किट कट जाता है।

शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा का कार्य समय अत्यंत कम होता है, आमतौर पर 0.1 सेकंड के भीतर। यह दोष के फैलने से पहले ही दोष बिंदु को शीघ्रता से अलग कर सकता है, जिससे लाइन और उपकरणों को शॉर्ट-सर्किट दोषों से होने वाले नुकसान को कम किया जा सकता है, और व्यक्तिगत एवं संपत्ति की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सकती है।

ii. तकनीकी विशेषताएँ: सटीक, स्थिर और विश्वसनीय

1. गति में उच्च परिशुद्धता

एमसीबी के सुरक्षा क्रिया मानों को निर्दिष्ट धारा सीमा के भीतर सटीक संचालन सुनिश्चित करने के लिए सख्ती से डिज़ाइन और अंशांकित किया गया है। इसके अधिभार संरक्षण का धारा सेटिंग मान (जैसे कि रेटेड धारा के 1.05 गुना पर संचालन न करना और निर्धारित समय के भीतर रेटेड धारा के 1.3 गुना पर संचालन करना) और लघु-परिपथ संरक्षण का न्यूनतम परिचालन धारा (आमतौर पर रेटेड धारा का 5 से 10 गुना) दोनों अंतर्राष्ट्रीय मानकों (जैसे IEC 60898) और राष्ट्रीय मानकों (जैसे GB 10963) का अनुपालन करते हैं। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक एमसीबी को सख्त अंशांकन से गुजरना होगा ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि विभिन्न धारा स्थितियों में क्रिया समय त्रुटि स्वीकार्य सीमा के भीतर नियंत्रित रहे, जिससे "संचालन में विफलता" (दोषों के दौरान ट्रिपिंग न होना) या "गलत संचालन" (सामान्य संचालन के दौरान ट्रिपिंग) से बचा जा सके।

2. लंबा यांत्रिक और विद्युत जीवन

एमसीबी को बार-बार बंद करने और खोलने के संचालन के साथ-साथ फॉल्ट करंट के प्रभावों का सामना करना पड़ता है, इस प्रकार यांत्रिक और विद्युत जीवन के लिए सख्त आवश्यकताएं होती हैं। यांत्रिक जीवन से तात्पर्य है कि सर्किट ब्रेकर बिना करंट की स्थिति में कितनी बार संचालित होता है। उच्च गुणवत्ता वाले एमसीबी का यांत्रिक जीवन 10,000 गुना से अधिक तक पहुँच सकता है। विद्युत जीवन से तात्पर्य है कि यह रेटेड करंट पर लोड के तहत कितनी बार संचालित होता है, आमतौर पर 2,000 बार से कम नहीं। इसके आंतरिक प्रमुख घटक (जैसे संपर्क, ट्रिपिंग तंत्र और स्प्रिंग्स) उच्च-शक्ति सामग्री (जैसे चांदी मिश्र धातु संपर्क और फॉस्फोर कांस्य प्रवाहकीय भागों) से बने होते हैं, और सटीक प्रसंस्करण और ताप उपचार तकनीकों के माध्यम से, उनके पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध

3. ब्रेकिंग क्षमता को दृश्य आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जाता है

ब्रेकिंग क्षमता उस अधिकतम शॉर्ट-सर्किट धारा मान को संदर्भित करती है जिसे एक MCB निर्दिष्ट परिस्थितियों में सुरक्षित रूप से तोड़ सकता है, और यह इसकी शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा क्षमता को मापने का मुख्य संकेतक है। अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर, MCB की ब्रेकिंग क्षमता को कई स्तरों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे:

नागरिक परिदृश्यों में, 6kA या 10kA की ब्रेकिंग क्षमता वाले MCBS का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जो घरों या छोटे वाणिज्यिक परिसरों में शॉर्ट-सर्किट दोषों को संभाल सकता है।

औद्योगिक परिदृश्यों में, सघन उपकरणों और बड़े शॉर्ट-सर्किट धाराओं वाले वातावरण के अनुकूल होने के लिए उच्च ब्रेकिंग क्षमता (जैसे 15kA और 25kA) वाले MCBS की आवश्यकता होती है।

ब्रेकिंग क्षमता का एहसास एक अनुकूलित आर्क बुझाने वाली प्रणाली (जैसे ग्रिड आर्क बुझाने वाला कक्ष) पर निर्भर करता है। शॉर्ट-सर्किट ब्रेकिंग के दौरान, आर्क को तेज़ी से आर्क बुझाने वाले कक्ष में डाला जाता है, और आर्क को धातु ग्रिड के माध्यम से कई छोटे आर्क में विभाजित किया जाता है, जिससे आर्क वोल्टेज कम हो जाता है और आर्क तेज़ी से बुझ जाता है जिससे उच्च आर्क तापमान के कारण सर्किट ब्रेकर की आंतरिक संरचना को होने वाले नुकसान को रोका जा सकता है।

iii. संरचनात्मक और परिचालन विशेषताएँ: लघुकरण और सुविधा

आकार में छोटा और स्थापित करने में आसान

एमसीबी मॉड्यूलर डिज़ाइन अपनाता है, आकार में कॉम्पैक्ट होता है (आमतौर पर 18 मिमी या 36 मिमी चौड़ाई जैसे मानक मॉड्यूल के साथ), और इसे मानक वितरण बॉक्स या वितरण कैबिनेट की रेलिंग पर सीधे स्थापित किया जा सकता है, जिससे स्थापना स्थान की बचत होती है। इसकी कॉम्पैक्ट संरचना सीमित विद्युत वितरण स्थान के भीतर कई सर्किटों की स्वतंत्र सुरक्षा सुनिश्चित करती है। उदाहरण के लिए, एक घरेलू वितरण बॉक्स में, विभिन्न सर्किटों जैसे प्रकाश व्यवस्था, सॉकेट और एयर कंडीशनर को नियंत्रित करने के लिए कई एमसीबीएस का उपयोग किया जा सकता है, जिससे अलग-अलग सुरक्षा और प्रबंधन प्राप्त होता है, जो खराबी का पता लगाने और बिजली की खपत को नियंत्रित करने के लिए सुविधाजनक है।

2. संचालित करने में आसान और रखरखाव में सरल

एमसीबी का संचालन तंत्र मानवीय रूप से डिज़ाइन किया गया है। बंद करने ("चालू" स्थिति) और खोलने ("बंद" स्थिति) की प्रक्रियाएँ हैंडल के माध्यम से की जाती हैं। हैंडल की स्थिति स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, जिससे सर्किट की चालू-बंद स्थिति का सहज ज्ञान प्राप्त होता है। किसी खराबी के ट्रिप होने पर, हैंडल स्वचालित रूप से मध्य स्थिति ("ट्रिप" स्थिति) में आ जाएगा, जिससे उपयोगकर्ता तुरंत खराब सर्किट की पहचान कर सकेंगे। रीसेट करते समय, हैंडल को बस "बंद" स्थिति में ले जाएँ और फिर उसे "चालू" स्थिति में धकेलें। किसी पेशेवर उपकरण की आवश्यकता नहीं है और संचालन सरल है। दैनिक रखरखाव में, एमसीबी को जटिल डिबगिंग या निरीक्षण की आवश्यकता नहीं होती है। इसे केवल यह सुनिश्चित करने के लिए नियमित जाँच की आवश्यकता होती है कि इसका स्वरूप बरकरार है और संचालन सुचारू है, जिससे रखरखाव लागत कम होती है।

3. उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन

विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, MCB के आवरण और आंतरिक इंसुलेटिंग घटक उच्च-वोल्टेज और उच्च-तापमान प्रतिरोधी इंसुलेटिंग सामग्रियों (जैसे थर्मोसेटिंग प्लास्टिक और ज्वाला-रोधी ABS) से बने होते हैं, जिनका इंसुलेशन प्रतिरोध ≥100MΩ होता है, जो 2500V AC वोल्टेज सहनशीलता परीक्षण (1 मिनट के भीतर कोई ब्रेकडाउन या फ्लैशओवर नहीं) को सहन करने में सक्षम है। यह नमी और धूल जैसे कठोर वातावरण में भी अच्छा इंसुलेशन प्रदर्शन बनाए रख सकता है, रिसाव या चरण-दर-चरण शॉर्ट सर्किट को रोक सकता है, और ऑपरेटरों और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित कर सकता है।

iv. विस्तारित कार्य और अनुकूलनशीलता: विविध मांगों को पूरा करना

1. व्युत्पन्न प्रकारों में विविधता लाएँ

बुनियादी अधिभार और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा के अलावा, MCB कार्यात्मक विस्तार के माध्यम से विभिन्न परिदृश्यों की ज़रूरतों को भी पूरा कर सकता है। सामान्य व्युत्पन्न प्रकारों में शामिल हैं:

- रिसाव संरक्षण युक्त एमसीबी (आरसीबीओ): यह एक नियमित एमसीबी के आधार पर एक रिसाव पहचान मॉड्यूल को एकीकृत करता है। जब सर्किट में रिसाव होता है (अवशिष्ट धारा 30mA से अधिक हो जाती है), तो यह बिजली के झटके से होने वाली दुर्घटनाओं को रोकने के लिए तुरंत ट्रिप हो सकता है और घरेलू सॉकेट सर्किट में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

- ओवर वोल्टेज/अंडर वोल्टेज सुरक्षा के साथ एमसीबी: जब ग्रिड वोल्टेज बहुत अधिक या बहुत कम होता है तो यह स्वचालित रूप से ट्रिप हो जाता है, जिससे संवेदनशील उपकरणों जैसे रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनर को वोल्टेज में उतार-चढ़ाव के कारण होने वाली क्षति से बचाया जा सकता है।

- समायोज्य रेटेड वर्तमान एमसीबी: एक घुंडी के माध्यम से रेटेड वर्तमान मूल्य को समायोजित करें, उन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त जहां लोड वर्तमान को लचीले ढंग से समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

2. मजबूत पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता

एमसीबी विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में स्थिर रूप से कार्य कर सकता है, आमतौर पर -5°C से 40°C (विशेष मॉडलों को -25°C से 70°C तक बढ़ाया जा सकता है) के तापमान रेंज में, ≤95% (कोई संघनन नहीं) की सापेक्ष आर्द्रता के साथ, और विभिन्न क्षेत्रों की जलवायु परिस्थितियों के अनुकूल हो सकता है। साथ ही, इसकी आंतरिक संरचना में कंपन और आघात का प्रतिरोध करने की एक निश्चित क्षमता होती है, और यह औद्योगिक स्थलों या परिवहन वाहनों (जैसे जहाज और मनोरंजक वाहन) में हल्के कंपन के साथ भी मज़बूती से काम कर सकता है।

अन्य सर्किट ब्रेकरों से अंतर:

एमसीबी (मिनिएचर सर्किट ब्रेकर): मुख्य रूप से कम धारा (आमतौर पर 100 एम्पीयर से कम) वाले सर्किट संरक्षण के लिए उपयोग किया जाता है।

एमसीसीबी (मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर): इसका उपयोग उच्च धाराओं (आमतौर पर 100 एम्पीयर से अधिक) के साथ सर्किट संरक्षण के लिए किया जाता है और यह बड़े उपकरणों और बिजली वितरण प्रणालियों के लिए उपयुक्त है।

आरसीबीओ (लीकेज सर्किट ब्रेकर): यह ओवरकरंट संरक्षण और रिसाव संरक्षण कार्यों को जोड़ता है, और एक साथ सर्किट को ओवरलोड, शॉर्ट सर्किट और रिसाव से बचा सकता है।