Classificacions de Interruptors

Definició de disjuntor

Un disjuntor es defineix com un dispositiu dissenyat per protegir un circuit elèctric dels danys causats per sobrecorrent o curto-circuit interrompent el flux d'electricitat.

Corrent de curto-circuit màxim que pot suportar el disjuntor

Aquest és el màxim corrent de curto-circuit que un disjuntor (CB) pot suportar abans que finalment s'interrompi la seva connexió obrint els seus contactes.

Quan un curto-circuit passa a través d'un disjuntor, provoca tensions tèrmiques i mecàniques en les parts portadores de corrent del disjuntor. Si l'àrea de contacte i les parts conductores són massa petites, això pot conduir a danys permanents a l'aïllament i les parts conductores del disjuntor.

Segons la llei de Joule de càlcul de calor, l'augment de temperatura és directament proporcional al quadrat del corrent de curto-circuit, la resistència de contacte i la durada del curto-circuit. El corrent de curto-circuit continua passant a través del disjuntor fins que el defecte s'elimina obrint el disjuntor.

Com que la tensió tèrmica en el disjuntor és proporcional al període de curto-circuit, la capacitat de ruptura del disjuntor elèctric depèn del temps d'operació. A 160°C, l'alumini es fa dolç i perd la seva força mecànica, aquesta temperatura es pot prendre com a límit de l'augment de temperatura dels contactes del disjuntor durant el curto-circuit.

Per tant, la capacitat de ruptura de curto-circuit o corrent de ruptura d'un disjuntor es defineix com el màxim corrent que pot passar a través del disjuntor des del moment en què es produeix un curto-circuit fins que es neteja, sense causar danys permanents al disjuntor. El valor del corrent de ruptura de curto-circuit s'expressa en valor eficaç (RMS).

Durant el curto-circuit, el CB no només està subjecte a tensions tèrmiques, sinó que també patix de manera greu tensions mecàniques. Per tant, en determinar la capacitat de curto-circuit, també s'ha de tenir en compte la força mecànica del CB.

Per tant, per triar un disjuntor adequat, és evident determinar el nivell de defecte en el punt del sistema on s'instal·larà el CB. Un cop s'ha determinat el nivell de defecte de qualsevol part de la transmissió elèctrica, és fàcil triar el disjuntor amb la classificació correcta per a aquesta part de la xarxa.

Capacitat de fabricació de curto-circuit nominal

La capacitat de fabricació de curto-circuit d'un disjuntor s'expressa en valor de pícnia, diferent de la capacitat de ruptura, que és en valor eficaç. Teòricament, en el moment en què es produeix un defecte, el corrent de defecte pot augmentar fins a dues vegades el seu nivell de defecte simètric.

En el moment d'activar un disjuntor en condicions defectuosos del sistema, la part de curto-circuit del sistema connectada a la font. El primer cicle de corrent durant el qual el circuit es tanca amb el disjuntor, té una amplitud màxima. Això és aproximadament el doble de l'amplitud de l'ona de corrent de defecte simètric.

Els contactes del disjuntor han de suportar aquest valor màxim de corrent durant el primer cicle de l'ona quan el disjuntor es tanca sota defecte. Basant-se en aquest fenomen mencionat, un disjuntor seleccionat hauria de tenir una capacitat de fabricació de curto-circuit nominal.

Com que el corrent de fabricació de curto-circuit nominal del disjuntor s'expressa en valor de pícnia màxima, sempre és més gran que el corrent de ruptura de curto-circuit nominal del disjuntor. El valor normal del corrent de fabricació de curto-circuit és 2,5 vegades més gran que el corrent de ruptura de curto-circuit. Això és vàlid tant per als disjuntors estàndard com per als de control remot.

Seqüència operativa nominal

Aquesta és la exigència de duta mecànica del mecanisme d'operació del disjuntor. La seqüència de duta operativa nominal d'un disjuntor s'ha especificat com:

On, O indica l'operació d'obertura del CB. CO representa el temps d'operació de tanca que és immediatament seguit per una operació d'obertura sense cap retard intencionat. t’ és el temps entre dues operacions que és necessari per restaurar les condicions inicials i/o per prevenir un escalfament excessiu de les parts conductores del disjuntor. t = 0,3 segons per a disjuntors destinats a la primera recàrrega automàtica, si no s'especifica el contrari.

Suposem que la duta nominal d'un disjuntor és:

Això significa que una operació d'obertura del disjuntor és seguida per una operació de tanca després d'un interval de temps de 0,3 segons, i després el disjuntor torna a obrir sense cap retard intencionat. Després d'aquesta operació d'obertura, el CB es tanca de nou després de 3 minuts i llavors actua instantàniament sense cap retard intencionat.

Corrent de curt terme nominal

Aquest és el límit de corrent que un disjuntor pot portar de manera segura durant un temps específic sense cap dañ. Els disjuntors no netegen el corrent de curto-circuit tan aviat com es produeix un defecte en el sistema. Sempre hi ha alguns retards intencionals i no intencionals entre el moment en què es produeix el defecte i el moment en què el defecte es neteja pel CB.

Aquest retard és degut al temps d'operació dels relès de protecció, el temps d'operació del disjuntor i també hi pot haver algun retard intencional imposat en el relè per a una coordinació adequada de la protecció del sistema elèctric. Fins i tot si un disjuntor falla en disparar, el defecte serà netejat pel disjuntor situat en una posició superior.

En aquest cas, el temps de neteja del defecte és més llarg. Per tant, després del defecte, un disjuntor ha de portar el curto-circuit durant un cert temps. La suma de tots els retards no hauria de ser més de 3 segons; per tant, un disjuntor hauria de ser capaç de portar un corrent defectuós màxim com a mínim durant aquest curt període de temps.

El corrent de curto-circuit pot tenir dos efectes majors dins d'un disjuntor. Degut a la corrent elèctrica alta, hi pot haver una alta tensió tèrmica en l'aïllament i les parts conductores del CB. La corrent de curto-circuit alta, produeix tensions mecàniques significatives en diferents parts portadores de corrent del disjuntor.

Un disjuntor està dissenyat per suportar aquestes tensions. No obstant això, cap disjuntor hauria de portar un corrent de curto-circuit per més temps del període curt especificat. El corrent de curt terme nominal d'un disjuntor és almenys igual al seu corrent de ruptura de curto-circuit nominal.

Voltatge nominal del disjuntor

El voltatge nominal del disjuntor depèn del seu sistema d'aïllament. Per a sistemes inferiors a 400 kV, el disjuntor està dissenyat per suportar un 10% sobre el voltatge normal del sistema. Per a sistemes superiors o iguals a 400 kV, l'aïllament del disjuntor hauria de ser capaç de suportar un 5% sobre el voltatge normal del sistema.

Això vol dir que el voltatge nominal del disjuntor correspon al voltatge màxim del sistema. Això és perquè, durant les condicions de no càrrega o càrrega petita, el nivell de voltatge del sistema elèctric es permet augmentar fins al màxim voltatge del sistema.