نمره‌های دیود قطع

تعریف قطع کننده مدار

قطع کننده مدار به دستگاهی گفته می‌شود که برای محافظت از مدار الکتریکی در برابر خسارت ناشی از جریان بیش از حد یا شورت مدار، با قطع جریان الکتریکی طراحی شده است.

جریان شورت مداری قطع کننده مدار

این جریان بیشینه شورت مداری است که قطع کننده مدار (CB) می‌تواند تحمل کند قبل از آنکه با باز کردن تماس‌های خود، آن را پاک کند.

وقتی جریان شورت مداری از طریق قطع کننده مدار می‌گذرد، تنش‌های حرارتی و مکانیکی در بخش‌های حامل جریان قطع کننده ایجاد می‌شود. اگر مساحت تماس و بخش‌های هادی کوچک باشند، این می‌تواند منجر به خسارت دائمی به عایق و بخش‌های هادی قطع کننده مدار شود.

بر اساس قانون گرمایی جول، افزایش دما مستقیماً با مجذور جریان شورت مداری، مقاومت تماس و مدت زمان شورت مداری متناسب است. جریان شورت مداری ادامه دارد تا زمانی که خطایی با باز کردن قطع کننده پاک شود.

با توجه به اینکه تنش حرارتی در قطع کننده مدار متناسب با دوره شورت مداری است، ظرفیت قطع قطع کننده مدار الکتریکی به زمان عملکرد بستگی دارد. در ۱۶۰ درجه سانتیگراد آلومینیوم نرم می‌شود و قدرت مکانیکی خود را از دست می‌دهد، این دمای می‌تواند به عنوان حد افزایش دما در تماس‌های قطع کننده در زمان شورت مدار در نظر گرفته شود.

بنابراین، ظرفیت یا جریان قطع شورت مداری قطع کننده مدار به عنوان بیشترین جریانی تعریف می‌شود که می‌تواند از زمان وقوع شورت مداری تا زمان پاک کردن آن بدون ایجاد خسارت دائمی به قطع کننده مدار عبور کند. مقدار جریان قطع شورت مداری به صورت RMS بیان می‌شود.در زمان شورت مدار، CB نه تنها به تنش حرارتی بلکه به تنش‌های مکانیکی نیز مواجه می‌شود. بنابراین در تعیین ظرفیت شورت مداری، قدرت مکانیکی CB نیز در نظر گرفته می‌شود.

بنابراین برای انتخاب قطع کننده مدار مناسب، مشخص کردن سطح خطای در نقطه‌ای از سیستم که قطع کننده مدار باید نصب شود، واضح است. یک بار که سطح خطا در هر بخشی از انتقال الکتریکی مشخص شد، انتخاب قطع کننده مدار با رتبه صحیح برای این بخش از شبکه آسان است.

ظرفیت شورت مداری قطع کننده مدار

ظرفیت شورت مداری قطع کننده مدار به صورت مقدار قله بیان می‌شود، در حالی که ظرفیت قطع به صورت مقدار RMS است. نظریاً، در لحظه وقوع خطا، جریان خطا می‌تواند به دو برابر سطح خطای متقارن خود افزایش یابد.

در لحظه روشن کردن قطع کننده مدار در وضعیت خرابی سیستم، بخش شورت مداری سیستم که به منبع متصل است. دامنه اولین چرخه جریان در زمان بسته شدن قطع کننده مدار، دامنه بیشینه دارد. این حدود دو برابر دامنه موج فازی خطا است.

تماس‌های قطع کننده باید این بالاترین مقدار جریان را در اولین چرخه موج وقتی که قطع کننده مدار در حالت خرابی بسته می‌شود تحمل کنند. بر اساس این پدیده ذکر شده، یک قطع کننده مدار منتخب باید با ظرفیت شورت مداری قطع کننده مدار رتبه‌بندی شود.

چون ظرفیت شورت مداری قطع کننده مدار به صورت مقدار قله بیشینه بیان می‌شود، همیشه بیشتر از ظرفیت شورت مداری قطع کننده مدار است. مقدار معمولی جریان شورت مداری 2.5 برابر بیشتر از جریان شورت مداری قطع کننده مدار است. این برای هر دو نوع قطع کننده مدار استاندارد و کنترل از راه دور صدق می‌کند.

دنباله عملکرد رتبه‌بندی شده

این نیاز مکانیکی مکانیسم عملکرد قطع کننده مدار است. دنباله عملکرد رتبه‌بندی شده یک قطع کننده مدار به صورت زیر مشخص شده است:

که O نشان‌دهنده عملیات باز کردن CB است.CO نشان‌دهنده زمان عملیات بستن که بلافاصله با یک عملیات باز کردن بدون هیچ تأخیر مقصودی پیگیری می‌شود.t' زمان بین دو عملیات است که برای بازیابی شرایط اولیه و یا جلوگیری از گرم شدن غیرمجاز بخش‌های هادی قطع کننده مدار ضروری است. t = 0.3 ثانیه برای قطع کننده مدارکه برای اولین وظیفه خودکار دوباره بستن طراحی شده است، اگر به طور دیگری مشخص نشده باشد.

فرض کنید دایره وظیفه رتبه‌بندی شده یک قطع کننده مدار است:

این به معنای آن است که یک عملیات باز کردن قطع کننده مدار توسط یک عملیات بستن پس از یک فاصله زمانی 0.3 ثانیه دنبال می‌شود و سپس قطع کننده مدار دوباره بدون هیچ تأخیر مقصودی باز می‌شود. پس از این عملیات باز کردن، CB دوباره پس از 3 دقیقه بسته می‌شود و سپس بلافاصله بدون هیچ تأخیر مقصودی قطع می‌شود.

جریان کوتاه مدت رتبه‌بندی شده

این محدوده جریان است که یک قطع کننده مدار می‌تواند به طور ایمن برای یک مدت زمان مشخص بدون هیچ خسارت در آن تحمل کند. قطع کننده‌های مدار خطا را همچنان که وقوع آن در سیستم اتفاق می‌افتد پاک نمی‌کنند. همیشه تأخیرهای مقصودی و غیرمقصودی بین لحظه وقوع خطا و لحظه پاک کردن خطا توسط CB وجود دارد.

این تأخیر به دلیل زمان عملکرد رله‌های محافظ، زمان عملکرد قطع کننده مدار و همچنین ممکن است تأخیرهای مقصودی در رله برای هماهنگی مناسب محافظت سیستم قدرت است. حتی اگر قطع کننده مدار نتواند عمل کند، خطا توسط قطع کننده مدار بعدی که در موقعیت بالاتر قرار دارد پاک خواهد شد.

در این صورت زمان پاک کردن خطا طولانی‌تر است. بنابراین، پس از خطا، یک قطع کننده مدار باید جریان شورت مداری را برای یک مدت زمان خاص تحمل کند. مجموع تمام تأخیرها نباید بیش از 3 ثانیه باشد؛ بنابراین یک قطع کننده مدار باید قادر به تحمل یک جریان خرابی بیشینه برای حداقل این مدت زمان کوتاه باشد.

جریان شورت مداری ممکن است دو تأثیر عمده در داخل یک قطع کننده مدار داشته باشد.به دلیل جریان الکتریکی بالا، ممکن است تنش‌های حرارتی بالا در عایق و بخش‌های هادی CB ایجاد شود.جریان شورت مداری بالا، تنش‌های مکانیکی قابل توجهی در بخش‌های مختلف حامل جریان قطع کننده مدار ایجاد می‌کند.

یک قطع کننده مدار برای تحمل این تنش‌ها طراحی شده است. با این حال، هیچ قطع کننده مداری نباید جریان شورت مداری را برای مدت زمان بیشتر از مدت زمان کوتاه مشخص تحمل کند. جریان کوتاه مدت رتبه‌بندی شده یک قطع کننده مدار حداقل برابر با جریان شورت مداری قطع کننده مدار است.

ولتاژ رتبه‌بندی شده قطع کننده مدار

ولتاژ رتبه‌بندی شده قطع کننده مدار به سیستم عایق‌بندی آن بستگی دارد. برای سیستم‌های زیر 400 کیلو ولت، قطع کننده مدار طراحی شده است تا 10٪ بالاتر از ولتاژ نرمال سیستم تحمل کند. برای سیستم‌های بالاتر یا برابر 400 کیلو ولت، عایق‌بندی قطع کننده مدار باید قادر به تحمل 5٪ بالاتر از ولتاژ نرمال سیستم باشد.

این به این معناست که ولتاژ رتبه‌بندی شده قطع کننده مدار متناظر با بالاترین ولتاژ سیستم است. این چون در شرایط بار کم یا بدون بار، سطح ولتاژ سیستم قدرت مجاز است تا به بالاترین ولتاژ رتبه‌بندی شده سیستم بالا رود.