Bryterkapasitet

Definisjon av strømbryter

En strømbryter er definert som et enhet designet for å beskytte en elektrisk krets mot skade forårsaket av overstrøm eller kortslutning ved å avbryte strømflyten.

Kortslutningsbrytende strøm hos strømbryter

Dette er den maksimale kortslutningsstrømmen som en strømbryter (CB) kan tåle før den til slutt ryddes ved å åpne kontaktpunktene.

Når en kortslutning flyter gjennom en strømbryter, forårsaker det termiske og mekaniske spenninger i bryterens strømførende deler. Hvis kontaktarealet og ledende delene er for små, kan dette føre til permanent skade på isolasjonen og de ledende delene av strømbryteren.

Ifølge Joules lov om varmeproduksjon, er temperaturstigningen direkte proporsjonal med kvadratet av kortslutningsstrømmen, kontaktmotstand og varigheten av kortslutningen. Kortslutningsstrømmen fortsetter å flyte gjennom strømbryteren inntil feilen ryddes ved å åpne bryteren.

Siden termiske spenninger i strømbryteren er proporsjonalt med perioden av kortslutning, avhenger brytekapasiteten til elektrisk strømbryter av driftstid. Ved 160oC blir aluminium mykt og mister sin mekaniske styrke, denne temperaturen kan tas som grense for temperaturstigning av bryterkontakter under kortslutning.

Derfor er kortslutningsbrytende kapasitet eller brytende strøm hos en strømbryter definert som den maksimale strømmen som kan flyte gjennom bryteren fra tidspunktet en kortslutning oppstår inntil den ryddes, uten å forårsake permanent skade på strømbryteren.Verdien av kortslutningsbrytende strøm uttrykkes i effektivverdi (RMS).

Under kortslutning er CB ikke bare utsatt for termiske spenninger, men den lider også alvorlig av mekaniske spenninger. Så under fastsetting av kortslutningskapasitet, vurderes også mekanisk styrke hos CB.

For å velge en passende strømbryter er det selvfølgelig å bestemme feilnivået på den delen av systemet der CB skal installeres. Når feilnivået for noen del av elektrisk overføring er bestemt, er det lett å velge riktig ratede strømbryter for denne delen av nettverket.

Rated kortslutningsinnstillingskapasitet

Kortslutningsinnstillingskapasiteten til en strømbryter uttrykkes i toppverdi, ulike brytkapasiteten, som er i RMS-verdi. Teoretisk sett, på det øyeblikket en feil oppstår, kan feilstrømmen stige til dobbelt sin symmetriske feinivå.

På det øyeblikket en strømbryter aktiveres i en feiltilstand, den kortsluttede delen av systemet kobles til kilden. Den første syklusen av strømmen under en krets lukkes av strømbryteren, har maksimal amplitud. Dette er omtrent dobbelt så høyt som amplituden av den symmetriske feilstrømmen.

Bryterkontaktene må klare denne høyeste verdien av strøm under den første syklusen av bølgeform når bryteren lukkes under feil. Basert på dette nevnte fenomenet, bør en valgt bryter være rated med kortslutningsinnstillingskapasitet.

Siden rated kortslutningsinnstillingsstrøm hos en strømbryter uttrykkes i maksimal toppverdi, er den alltid mer enn rated kortslutningsbrytende strøm hos strømbryter. Normalverdien av kortslutningsinnstillingsstrøm er 2,5 ganger mer enn kortslutningsbrytende strøm. Dette gjelder både for standard og fjernkontrollerte strømbrytere.

Rated driftsekvens

Dette er mekanisk arbeidskrav for strømbryterens driftsmekanisme. Sekvensen av rated driftsplikt for en strømbryter er spesifisert som:

Hvor O indikerer åpningsovergang av CB.CO representerer lukkingsovergangstid som umiddelbart følges av en åpningsovergang uten noen bevisst tidsforsinkelse.t’ er tiden mellom to operasjoner som er nødvendig for å gjenopprette de opprinnelige forholdene og/eller for å unngå uoppmerksom opvarming av ledende deler av strømbryter. t = 0,3 sek for strømbrytersom er ment for første auto-lukkingssyklus, hvis ikke annet er spesifisert.

Anta at rated pliktskyld for en strømbryter er:

Dette betyr at en åpningsovergang av strømbryteren følges av en lukkingsovergang etter en tidsperiode på 0,3 sek, og deretter åpnes strømbryteren igjen uten noen bevisst tidsforsinkelse. Etter denne åpningsovergang lukkes CB igjen etter 3 minutter og tripper umiddelbart uten noen bevisst tidsforsinkelse.

Rated korttidstrøm

Dette er strømgrensen som en strømbryter kan føre trygt i en bestemt periode uten noen skade. Strømbryterne rydder ikke kortslutningsstrømmen så snart en feil oppstår i systemet. Det er alltid noen bevisste og ubeviste tidsforsinkelser mellom øyeblikket feil oppstår og øyeblikket feil ryddes av CB.

Denne forsinkelsen skyldes tiden for drift av beskyttelsesrelæer, tiden for drift av strømbryter og det kan også være noen bevisste tidsforsinkelser pålagt i relæ for riktig koordinering av strømsystembeskyttelse. Selv om en strømbryter mislykkes med å trippe, vil feilen ryddes av neste høyere plasserte strømbryter.

I dette tilfellet er feilryddingstiden lengre. Derfor, etter feil, må en strømbryter føre kortslutningen i en viss periode. Summen av alle tidsforsinkelser bør ikke være mer enn 3 sekunder; derfor må en strømbryter kunne føre en maksimal feilstrøm i minst denne korte perioden.

Kortslutningsstrømmen kan ha to store effekter inni en strømbryter.På grunn av høy elektrisk strøm, kan det være høy termisk spenning i isolasjonen og de ledende delene av CB.Den høye kortslutningsstrømmen, produserer betydelige mekaniske spenninger i forskjellige strømførende deler av strømbryteren.

En strømbryter er designet for å tåle disse spenningene. Imidlertid bør ingen strømbryter føre en kortslutningsstrøm lenger enn den spesifiserte korte perioden. Rated korttidstrøm hos en strømbryter er minst like stor som dens rated kortslutningsbrytende strøm.

Rated spenning hos strømbryter

Rated spenning hos strømbryter avhenger av dens isolasjonssystem. For systemer under 400 KV, er strømbryteren designet for å tåle 10% over normal systemspenning. For systemer over eller lik 400 KV, bør isolasjonen av strømbryteren være i stand til å tåle 5% over normal systemspenning.

Dette betyr at rated spenning hos strømbryter svarer til den høyeste systemspenningen. Dette er fordi under tom last eller liten last tillates spenningen i strømsystemet å stige opp til den høyeste spenningsratingen i systemet.