Koblingsbryder Karakteristika

Definition af Kredsløbsbryder

En kredsløbsbryder er defineret som en enhed, der er designet til at beskytte et elektrisk kredsløb mod skader forårsaget af overstrøm eller kortslutning ved at afbryde strømstrømmen.

Kortslutningsafbrydelsesstrøm af Kredsløbsbryder

Dette er den maksimale kortslutningsstrøm, som en kredsløbsbryder (CB) kan klare, inden den endeligt afbrydes ved at åbne kontakterne.

Når en kortslutning strømmer gennem en kredsløbsbryder, forårsager det termiske og mekaniske spændinger i bryderens strømførende dele. Hvis kontaktfladen og de ledende dele er for små, kan dette føre til permanent skade på isoleringen og de ledende dele af kredsløbsbryderen.

Ifølge Joules lov om opvarmning, er temperaturstigningen direkte proportional med kvadratet af kortslutningsstrømmen, kontaktmodstanden og varigheden af kortslutningen. Den kortslutningsstrøm fortsætter med at strømme gennem kredsløbsbryderen, indtil fejlen er fjernet ved at åbne bryderen.

Eftersom den termiske stress i kredsløbsbryderen er proportional med perioden af kortslutningen, afhænger bryderens afbrydelseskapacitet af driftstiden. Ved 160°C bliver aluminium blødt og mister sin mekaniske styrke, denne temperatur kan tages som grænsen for temperaturstigning af bryderkontakter under kortslutning.

Derfor defineres kortslutningsafbrydelseskapaciteten eller -strømmen for en kredsløbsbryder som den maksimale strøm, der kan strømme gennem bryderen fra det øjeblik, hvor en kortslutning indtræffer, indtil den er fjernet, uden at forårsage permanent skade på kredsløbsbryderen.Værdien af kortslutningsafbrydelsesstrømmen udtrykkes i RMS.

Under kortslutning udsættes CB ikke kun for termiske spændinger, men lider også alvorligt af mekaniske spændinger. Så under fastsættelse af kortslutningskapaciteten tages også mekanisk styrke af CB i betragtning.

Så for at vælge en passende kredsløbsbryder er det selvfølgelig nødvendigt at fastlægge fejlniveauet på det punkt i systemet, hvor CB skal installeres. Når fejlniveauet for nogen del af elektrisk transmission er fastlagt, er det nemt at vælge den korrekt ratede kredsløbsbryder til denne del af netværket.

Ratede Kortslutningsopbygningskapacitet

Kortslutningsopbygningskapaciteten for en kredsløbsbryder udtrykkes i peak-værdi, imod afbrydelseskapaciteten, der er i RMS-værdi. Teoretisk set kan fejlstrømmen stige til to gange dens symmetriske fejlniveau, når en fejl indtræffer.

I det øjeblik, hvor en kredsløbsbryder slukkes i et fejltilfælde, er kortslutningsdelen af systemet forbundet til kilde. Den første cyklus af strømmen under en kredsløbslukning har maksimal amplitud. Dette er omtrent to gange amplituden af den symmetriske fejlstrøm.

Bryderens kontakter skal kunne klare denne højeste strømværdi under den første cyklus af wave form, når bryderen lukkes under fejl. Baseret på ovennævnte fænomen, bør en valgt bryder være rated med kortslutningsopbygningskapacitet.

Da den ratede kortslutningsopbygningsstrøm for en kredsløbsbryder udtrykkes i maksimal peak-værdi, er den altid mere end den ratede kortslutningsafbrydelsesstrøm for kredsløbsbryderen. Den normale værdi af kortslutningsopbygningsstrømmen er 2,5 gange mere end kortslutningsafbrydelsesstrømmen. Dette gælder både for standard- og fjernstyret kredsløbsbryder.

Ratede Driftssekvens

Dette er mekaniske arbejdskrav for kredsløbsbryderens driftsmekanisme. Sekvensen af den ratede driftspligt for en kredsløbsbryder er specificeret som:

Hvor O angiver åbningsoperation af CB.CO repræsenterer lukningsoperationstid, der umiddelbart følges af en åbningsoperation uden nogen bevidst tidsforsinkelse.t' er tiden mellem to operationer, der er nødvendig for at genskabe de initielle forhold og/eller for at forhindre unødige opvarmninger af de ledende dele af kredsløbsbryderen. t = 0,3 sekund for kredsløbsbryderanvendt til første auto genlukningspligt, hvis ikke andet er specificeret.

Antag at den ratede pligtsirkel for en kredsløbsbryder er:

Dette betyder, at en åbningsoperation af kredsløbsbryderen følges af en lukningsoperation efter en tidsinterval på 0,3 sekund, og derefter åbner kredsløbsbryderen igen uden nogen bevidst tidsforsinkelse. Efter denne åbningsoperation lukkes CB igen efter 3 minutter og tripper derefter øjeblikkeligt uden nogen bevidst tidsforsinkelse.

Ratede Kort Tidsstrøm

Dette er strømgrænsen, som en kredsløbsbryder kan føre sikkert i en bestemt tid uden nogen skade. Kredsløbsbryderne rydder ikke kortslutningsstrømmen lige så snart en fejl indtræffer i systemet. Der er altid nogle bevidste og ubevidste tidsforsinkelser mellem det øjeblik, hvor fejlen indtræffer, og det øjeblik, hvor fejlen ryddes af CB.

Denne forsinkelse skyldes tiden for beskyttelsesrelæets drift, tiden for kredsløbsbryderens drift, og der kan også være nogle bevidste tidsforsinkelser pålagt i relæet for korrekt koordinering af strømsystembeskyttelsen. Selv hvis en kredsløbsbryder mislykkes med at trippe, vil fejlen blive ryddet af næste højere placerede kredsløbsbryder.

I dette tilfælde er fejlrydningstiden længere. Derfor skal en kredsløbsbryder føre kortslutningen i en bestemt tid efter fejlen. Summen af alle tidsforsinkelser bør ikke være mere end 3 sekunder; derfor bør en kredsløbsbryder være i stand til at føre en maksimal fejlstrøm i mindst denne korte periode.

Kortslutningsstrømmen kan have to store effekter inden i en kredsløbsbryder.På grund af den høje elektriske strøm, kan der være høj termisk stress i isoleringen og de ledende dele af CB.Den høje kortslutningsstrøm producerer betydelige mekaniske spændinger i forskellige strømførende dele af kredsløbsbryderen.

En kredsløbsbryder er designet til at klare disse spændinger. Dog bør ingen kredsløbsbryder føre en kortslutningsstrøm i en længere periode end den specificerede korte periode. Den ratede kort tidsstrøm for en kredsløbsbryder er mindst lig med dens ratede kortslutningsafbrydelsesstrøm.

Rated Spænding for Kredsløbsbryder

Rated spænding for kredsløbsbryder afhænger af dens isoleringssystem. For systemer under 400 KV er kredsløbsbryderen designet til at klare 10% over det normale systemspænding. For systemer over eller lig 400 KV skal isoleringen af kredsløbsbryderen være i stand til at klare 5% over det normale systemspænding.

Det betyder, at rated spænding for kredsløbsbryder svarer til den højeste systemspænding. Dette er fordi, under ingen belastning eller lille belastning, tillades spændingsniveauet af strømsystemet at stige op til den højeste spændingsrating i systemet.