Přerušovače hodnocení

Definice spínače přerušovacího obvodu

Spínač přerušovacího obvodu je zařízení navržené k ochraně elektrického obvodu před poškozením způsobeným přetokem nebo krátkým zapojením tím, že přeruší proud elektrický.

Proud krátkého zapojení spínače přerušovacího obvodu

Toto je maximální proud krátkého zapojení, který spínač přerušovacího obvodu (CB) může snést, než se konečně vyřeší otevřením jeho kontaktů.

Když proud krátkého zapojení prochází spínačem přerušovacího obvodu, způsobuje tepelné a mechanické stresy v částech spínače, které nesou proud. Pokud jsou plochy kontaktů a vodiče příliš malé, to může vést k trvalému poškození izolace a vodičů spínače přerušovacího obvodu.

Podle Jouleova zákona o vytápění je teplotní vzestup přímo úměrný druhé mocnině proudu krátkého zapojení, odporu kontaktů a doby trvání krátkého zapojení. Proud krátkého zapojení pokračuje v průtoku spínačem přerušovacího obvodu, dokud selhání není vyřešeno otevřením spínače.

Protože tepelný stres v spínači přerušovacího obvodu je úměrný dobe trvání krátkého zapojení, závisí kapacita přerušování elektrického spínače na době fungování. Při 160°C hliník zjemní a ztrácí svou mechanickou pevnost, tato teplota může být brána jako limit teplotního vzestupu kontaktů spínače během krátkého zapojení.

Tedy kapacita přerušování krátkého zapojení nebo proud přerušování spínače přerušovacího obvodu je definován jako maximální proud, který může pramenit skrz spínač od okamžiku, kdy dojde k krátkému zapojení, až do jeho vyřešení, aniž by došlo k trvalému poškození spínače přerušovacího obvodu. Hodnota proudu krátkého zapojení je vyjádřena v efektivní hodnotě (RMS).Během krátkého zapojení je spínač CB vystaven nejen tepelnému, ale i vážnému mechanickému stresu. Proto při určování kapacity krátkého zapojení se také berou v úvahu mechanické vlastnosti spínače.

Pro výběr vhodného spínače přerušovacího obvodu je samozřejmě nutné určit úroveň poruchy v tomto bodě systému, kde má být spínač nainstalován. Jakmile je určena úroveň poruchy jakékoli části elektrické přenosy, je snadné vybrat správně označený spínač přerušovacího obvodu pro tuto část sítě.

Označená kapacita připojení krátkého zapojení

Kapacita připojení krátkého zapojení spínače přerušovacího obvodu je vyjádřena v maximální hodnotě, na rozdíl od kapacity přerušování, která je v efektivní hodnotě (RMS). Teoreticky, v okamžiku, kdy dojde k poruše, může proud poruchy narůstat na dvakrát jeho symetrickou úroveň.

V okamžiku zapnutí spínače přerušovacího obvodu v poruchovém stavu, část systému spojená s zdrojem. První cyklus proudu během uzavření obvodu spínačem má maximální amplitudu. Toto je asi dvojnásobek amplitudy symetrického proudu poruchy.

Kontakty spínače musí snést tuto nejvyšší hodnotu proudu během prvního cyklu vlny, kdy spínač je zapnutý při poruše. Na základě tohoto zmíněného jevu by měl vybraný spínač být označen s kapacitou připojení krátkého zapojení.

Jelikož je označený proud připojení krátkého zapojení spínače vyjádřen v maximální vrcholové hodnotě, je vždy vyšší než označený proud přerušování krátkého zapojení spínače. Normální hodnota proudu připojení krátkého zapojení je 2,5krát vyšší než proud přerušování krátkého zapojení. To platí pro oba standardní a dálkově ovládané spínače přerušovacího obvodu.

Označená operační sekvence

Toto je mechanická požadavkem mechanismu operace spínače přerušovacího obvodu. Sekvence označeného operačního povinnosti spínače přerušovacího obvodu byla specifikována jako:

Kde O označuje otevírací operaci CB. CO reprezentuje čas zavírací operace, která je následována otevírací operací bez jakékoli úmyslné prodlevy. t' je čas mezi dvěma operacemi, který je nezbytný k obnově počátečních podmínek a/nebo k prevenci nadměrného zahřívání vodičů spínače. t = 0,3 sekundy pro spínač přerušovacího obvodu určený pro první automatické znovu-zavírání, pokud není stanoveno jinak.

Předpokládejme, že označený operační cyklus spínače přerušovacího obvodu je:

To znamená, že otevírací operace spínače přerušovacího obvodu je následována zavírací operací po časovém intervalu 0,3 sekundy, a poté spínač opět otevře bez jakékoli úmyslné prodlevy. Po této otevírací operaci je CB opět zavřen po 3 minutách a pak okamžitě spustí bez jakékoli úmyslné prodlevy.

Označený krátkodobý proud

Toto je proud, který spínač přerušovacího obvodu může bezpečně nesnášet po určité specifické dobu bez jakéhokoli poškození. Spínače přerušovacího obvodu nevymažou proud krátkého zapojení okamžitě, jakmile dojde k poruše v systému. Vždy existují nějaké úmyslné a neúmyslné časové prodlevy mezi okamžikem výskytu poruchy a okamžikem vyřešení poruchy spínačem.

Tato prodleva je způsobena dobou fungování ochranných relé, dobou fungování spínače a mohou být nějaké úmyslné časové prodlevy uvedeny v relé pro správnou koordinaci ochrany elektrického systému. I když spínač neprovede spuštění, porucha bude vyřešena dalším vyšším umístěným spínačem.

V tomto případě je doba vyřešení poruchy delší. Proto musí spínač přerušovacího obvodu nesnášet krátké zapojení po určité dobu po poruše. Součet všech časových prodlev by neměl být větší než 3 sekundy; proto by spínač měl být schopen nesnášet maximální poruchový proud aspoň po této krátké době.

Proud krátkého zapojení může mít uvnitř spínače přerušovacího obvodu dva hlavní efekty. V důsledku vysokého elektrického proudu může dojít k vysokému tepelnému stresu v izolaci a vodičích spínače. Vysoký proud krátkého zapojení produkuje významné mechanické stresy v různých částech spínače, které nesou proud.

Spínač přerušovacího obvodu je navržen k snášení těchto stresů. Nicméně, žádný spínač by neměl nesnášet proud krátkého zapojení déle než specifikovanou krátkou dobu. Označený krátkodobý proud spínače přerušovacího obvodu je alespoň roven jeho označené kapacitě přerušování krátkého zapojení.

Označené napětí spínače přerušovacího obvodu

Označené napětí spínače přerušovacího obvodu závisí na jeho izolačním systému. Pro systémy níž než 400 kV je spínač navržen k snášení 10 % nad normálním systémovým napětím. Pro systémy 400 kV a vyšší by izolace spínače měla být schopna snést 5 % nad normálním systémovým napětím.

To znamená, že označené napětí spínače odpovídá nejvyššímu systémovému napětí. To je proto, že během chodu bez zatížení nebo s malým zatížením je dovoleno, aby se úroveň napětí elektrického systému zvýšila až na nejvyšší napěťovou hodnotu systému.