Valori nominali del disgiuntore

Definizione dell'Interruttore

Un interruttore è definito come un dispositivo progettato per proteggere un circuito elettrico da danni causati da sovracorrenti o cortocircuiti, interrompendo il flusso di elettricità.

Corrente di Cortocircuito Massima dell'Interruttore

Questa è la corrente di cortocircuito massima che un interruttore (CB) può sopportare prima di essere finalmente aperto dai suoi contatti.

Quando una corrente di cortocircuito passa attraverso un interruttore, causa stress termici e meccanici nelle parti del dispositivo che trasportano la corrente. Se l'area dei contatti e le parti conduttrici sono troppo piccole, ciò può portare a danni permanenti all'isolamento e alle parti conduttrici dell'interruttore.

Secondo la legge di Joule, l'aumento di temperatura è direttamente proporzionale al quadrato della corrente di cortocircuito, alla resistenza dei contatti e alla durata del cortocircuito. La corrente di cortocircuito continua a fluire attraverso l'interruttore fino a quando il guasto non viene eliminato aprendo l'interruttore.

Poiché lo stress termico nell'interruttore è proporzionale al periodo di cortocircuito, la capacità di interruzione dell'interruttore dipende dal tempo di funzionamento. A 160°C l'alluminio diventa morbido e perde la sua resistenza meccanica, quindi questa temperatura può essere considerata come limite di aumento di temperatura dei contatti dell'interruttore durante un cortocircuito.

Pertanto, la capacità di interruzione o corrente di interruzione di cortocircuito di un interruttore è definita come la corrente massima che può fluire attraverso l'interruttore dal momento in cui si verifica un cortocircuito fino a quando viene eliminato, senza causare danni permanenti all'interruttore. Il valore della corrente di interruzione di cortocircuito è espresso in valore efficace (RMS).Durante un cortocircuito, l'interruttore è sottoposto non solo a stress termici, ma anche a gravi stress meccanici. Quindi, nel determinare la capacità di cortocircuito, si tiene anche conto della resistenza meccanica dell'interruttore.

Per scegliere un interruttore adatto, è necessario determinare il livello di guasto nel punto del sistema in cui verrà installato l'interruttore. Una volta determinato il livello di guasto di qualsiasi parte della trasmissione elettrica, è facile scegliere l'interruttore con la giusta potenza nominale per quella parte della rete.

Capacità Nominale di Interruzione di Cortocircuito

La capacità di interruzione di cortocircuito di un interruttore è espressa in valore di picco, diversamente dalla capacità di interruzione, che è in valore efficace. Teoricamente, al momento in cui si verifica un guasto, la corrente di guasto può aumentare fino al doppio del suo livello di guasto simmetrico.

Al momento dell'accensione di un interruttore in condizioni di guasto, la parte del sistema collegata alla fonte di alimentazione. Il primo ciclo di corrente durante la chiusura dell'interruttore ha un'ampiezza massima. Questo è circa il doppio dell'ampiezza della forma d'onda della corrente di guasto simmetrica.

I contatti dell'interruttore devono resistere a questo valore massimo di corrente durante il primo ciclo della forma d'onda quando l'interruttore viene chiuso in caso di guasto. In base a questo fenomeno, un interruttore selezionato dovrebbe essere classificato con la capacità di interruzione di cortocircuito.

Poiché la corrente di interruzione di cortocircuito nominale di un interruttore è espressa in valore di picco massimo, è sempre superiore alla corrente di interruzione di cortocircuito nominale. Il valore normale della corrente di interruzione di cortocircuito è 2,5 volte superiore alla corrente di interruzione di cortocircuito. Questo vale sia per gli interruttori standard che per quelli a controllo remoto.

Sequenza Operativa Nominale

Questo è il requisito di carico meccanico del meccanismo operativo dell'interruttore. La sequenza di carico operativo nominale di un interruttore è specificata come:

Dove, O indica l'operazione di apertura dell'IC. CO rappresenta il tempo di chiusura seguito immediatamente da un'operazione di apertura senza alcun ritardo intenzionale. t’ è il tempo tra due operazioni necessario per ripristinare le condizioni iniziali e/o per prevenire il riscaldamento eccessivo delle parti conduttrici dell'interruttore. t = 0,3 sec per l'interruttore destinato al primo auto-riaccensione, se non diversamente specificato.

Supponiamo che il ciclo di servizio nominale di un interruttore sia:

Ciò significa che un'operazione di apertura dell'interruttore è seguita da un'operazione di chiusura dopo un intervallo di 0,3 secondi, e poi l'interruttore si apre nuovamente senza alcun ritardo intenzionale. Dopo questa operazione di apertura, l'IC si chiude nuovamente dopo 3 minuti e poi scatta istantaneamente senza alcun ritardo intenzionale.

Corrente a Breve Termine Nominale

Questa è la corrente limite che un interruttore può trasportare in sicurezza per un certo periodo di tempo specifico senza subire danni. Gli interruttori non eliminano la corrente di cortocircuito non appena si verifica un guasto nel sistema. C'è sempre un ritardo intenzionale e non intenzionale tra il momento in cui si verifica il guasto e il momento in cui il guasto viene eliminato dall'IC.

Questo ritardo è dovuto al tempo di funzionamento dei relè di protezione, al tempo di funzionamento dell'interruttore e ci possono essere anche alcuni ritardi intenzionali impostati nei relè per una corretta coordinazione della protezione del sistema elettrico. Anche se un interruttore non riesce a scattare, il guasto sarà eliminato dal successivo interruttore posizionato più in alto.

In questo caso, il tempo di eliminazione del guasto è più lungo. Pertanto, dopo il guasto, un interruttore deve trasportare la corrente di cortocircuito per un certo periodo di tempo. La somma di tutti i ritardi non dovrebbe superare i 3 secondi; quindi, un interruttore dovrebbe essere in grado di trasportare una corrente di guasto massima per almeno questo breve periodo di tempo.

La corrente di cortocircuito può avere due effetti principali all'interno di un interruttore. A causa della corrente elettrica elevata, può esserci uno stress termico elevato nell'isolamento e nelle parti conduttrici dell'IC. La corrente di cortocircuito elevata produce significativi stress meccanici in diverse parti del circuito conduttrice dell'interruttore.

Un interruttore è progettato per resistere a questi stress. Tuttavia, nessun interruttore dovrebbe trasportare una corrente di cortocircuito per un periodo superiore a quello specificato. La corrente a breve termine nominale di un interruttore è almeno uguale alla sua corrente di interruzione di cortocircuito nominale.

Tensione Nominale dell'Interruttore

La tensione nominale dell'interruttore dipende dal suo sistema di isolamento. Per sistemi inferiori a 400 kV, l'interruttore è progettato per resistere al 10% sopra la tensione normale del sistema. Per sistemi superiori o uguali a 400 kV, l'isolamento dell'interruttore dovrebbe essere in grado di resistere al 5% sopra la tensione normale del sistema.

Ciò significa che la tensione nominale dell'interruttore corrisponde alla tensione massima del sistema. Questo perché, in condizioni di carico nullo o ridotto, il livello di tensione del sistema elettrico è consentito di salire fino alla tensione massima del sistema.