Voolkatsete määrad

Vooluhäirekatse definitsioon

Vooluhäirekate defineeritakse seadmega, mis on mõeldud elektrivoolu kaitseks ületäielevoolu või lühikute voolude tõttu tekkinud kahjustuste eest, katkestades elektri voolu.

Vooluhäirekatse lühikute voolude katkestamise võime

See on maksimaalne lühikute voolude suurus, mida vooluhäirekate (CB) saab kannatada enne, kui see viimaks avab oma kontaktid.

Kui lühikute voolude vool läbib vooluhäirekatset, tekitab see termilisi ja mehaanilisi pingesid katse vooluvedavates osades. Kui kontaktiala ja vooluvedavad osad on liiga väikesed, võib see põhjustada jäiguse ja vooluvedavate osade püsiva kahju.

Joule'i soojendusseaduse kohaselt on temperatuuri tõus otseproportsionaalne lühikute voolude ruut, kontaktipinge ja lühikute voolude kestus. Lühikute voolude vool jätkub vooluhäirekatse kaudu, kuni viga on välja selgitatud katse avamisega.

Kuna termiline pinge vooluhäirekates on proportsionaalne lühikute voolude kestusega, sõltub elektrivoolu katse katkestamisvõime tööajast. 160oC-lt alumiinium muutub peeneks ja kaotab oma mehaanilise tugevuse, seda temperatuuri võib pidada katsekontaktide temperatuuritõusu piiriks lühikutes vooludes.

Seetõttu defineeritakse vooluhäirekatse lühikute voolude katkestamise võimet või katkestamisvoolu kui maksimaalset voolu, mis saab voolata katse kaudu, alates hetkest, kui lühikute voolude vool algab, kuni see on välja selgitatud, ilma et see põhjustaks vooluhäirekatsele püsivat kahju. Lühikute voolude katkestamise voolu väärtust väljendatakse RMS-i kaudu.Lühikute voolude ajal kannatab vooluhäirekate mitte ainult termilistele, vaid ka tõsiste mehaaniliste pingetele. Seetõttu arvestatakse ka vooluhäirekatse mehaanilist tugevust, määrates lühikute voolude kapasiteedi.

Seega on ilmselge, et sobiva vooluhäirekatse valimisel tuleb määrata süsteemi viganiveau, kus CB paigutatakse. Kui on määratletud mingi osa elektrivoolu edastamise viganiveau, on lihtne valida õige vooluhäirekate selle võrgu osa jaoks.

Määratud lühikute voolude loomise kapasiteet

Vooluhäirekatse lühikute voolude loomise kapasiteet väljendatakse huippuväärtuses, erinevalt katkestamiskapasiteedist, mis on RMS-i kaudu. Teoreetiliselt võib vigahetkel vigavool tõusta kaks korda suuremaks kui sümmeetriline vigataseme.

Vooluhäirekatse lülitamisel vigaga tingitud olukorras, kui süsteem on allikaga ühendatud, on esimene voolu tsükkel, kui voolu katse sulgeb, maksimaalne amplituud. See on umbes kaks korda suurem kui sümmeetrilise vigavoolu amplituud.

Katse kontaktid peavad kannatama selle kõrgeima voolu, kui voolu katse sulgeb esimese tsüklina. Põhjalikuks valimiseks tuleb valitud katse määrata lühikute voolude loomise kapasiteediga.

Kuna vooluhäirekatse määratud lühikute voolude loomise vool väljendatakse maksimaalse huippuväärtusena, on see alati suurem kui vooluhäirekatse määratud lühikute voolude katkestamise vool. Tavaline väärtus lühikute voolude loomise voolu kohta on 2,5 korda suurem kui lühikute voolude katkestamise vool. See kehtib nii standardsete kui ka kaugjuhitavate vooluhäirekatsete puhul.

Määratud töötamise järjestus

See on vooluhäirekatse töötamismehe mehaanilise töökohustuse nõue. Vooluhäirekatse määratud töötamise kohustuse järjestus on määratud:

Kus O tähistab vooluhäirekatse avamise toimingut. CO tähistab sulgemise toimingut, mis järgneb kohe avamise toimingule, ilma ette nähtud viivitusteta. t' on aeg kahe toiminguvahel, mis on vajalik, et taastada algse olek ja/või vältida vooluhäirekatse vooluvedavate osade ebatavalist soojenemist. t = 0,3 sekundit vooluhäirekatsele, mis on mõeldud esimesele automaatsele uuesti lülitamisele, kui ei ole muid määranguid.

Oletame, et vooluhäirekatse määratud töökohustuse tsükkel on:

See tähendab, et vooluhäirekatse avamise toimingut järgneb sulgemise toiming 0,3 sekundi pärast, ja seejärel vooluhäirekate avaneb uuesti ilma ette nähtud viivitusteta. Pärast seda avamistoimingut sulgeb vooluhäirekate uuesti 3 minutit pärast ja seejärel trippib kohe ilma ette nähtud viivitusteta.

Määratud lühiajaline vool

See on voolu limiit, mida vooluhäirekate saab turvaliselt kannata teatud konkreetse aja jooksul ilma kahjustuseta. Vooluhäirekatsete ei tühista lühikute voolude voolu kohe, kui süsteemis tekib viga. Seal on alati mõned ette nähtud ja mitte ette nähtud viivitused vigahetke ja vooluhäirekatse poolt vigu välja selgitamise vahel.

Viivitus on tingitud kaitserelayide tööaja, vooluhäirekatse tööaja ning võib olla ka mõned ette nähtud viivitused relayides, et tagada elektrivoolu kaitse korralik koordineerimine. Isegi kui vooluhäirekate ei lase, siis vigu tühjendab järgmine kõrgema asukoha vooluhäirekate.

Sellisel juhul on vigu tühjendamise aeg pikem. Seega peab vooluhäirekate pärast vigu kannatama lühikute voolude voolu teatud aja jooksul. Kõigi viivituste summa ei tohi olla suurem kui 3 sekundit, seega peaks vooluhäirekate olema võimeline kannatama maksimaalset vigavoolu vähemalt nii lühike aeg.

Lühikute voolude vool võib tekitada vooluhäirekatse sises vaid kaks suurt mõju. Kõrge elektrivoolu tõttu võib olla suur termiline pinge vooluhäirekatse isolatsioonis ja vooluvedavates osades. Suur lühikute voolude vool, tekitab olulisi mehaanilisi pingesid vooluhäirekatse erinevates vooluvedavates osades.

Vooluhäirekate on mõeldud neid pingesid kannatama. Siiski ei tohiks ükski vooluhäirekate kannatada lühikute voolude voolu pikemalt kui määratud lühike aeg. Vooluhäirekatse määratud lühiajaline vool on vähemalt võrdne selle määratud lühikute voolude katkestamise vooluga.

Vooluhäirekatse määratud pinge

Vooluhäirekatse määratud pinge sõltub selle isolatsioonisüsteemist. Alates 400 KV süsteemide puhul on vooluhäirekate disainitud, et kannatada 10% üle normaalse süsteemi pinge. Üle või võrdne 400 KV süsteemide puhul peaks vooluhäirekatse isolatsioon olema võimeline kannatama 5% üle normaalse süsteemi pinge.

See tähendab, et vooluhäirekatse määratud pinge vastab kõrgeimale süsteemi pingele. Sellel on põhjus, kuna tühi- või väikekoormuse tingimusel lubatakse elektrivoolu süsteemi pinge tõusta kõrgeimale süsteemi pingele.