Переривачі електричних кіл

Визначення автоматичного вимикача

Автоматичний вимикач — це пристрій, призначений для захисту електричної мережі від пошкоджень, спричинених надмірним струмом або коротким замиканням, шляхом переривання потоку електроенергії.

Струм короткого замикання, який може заземлити автоматичний вимикач

Це максимальний струм короткого замикання, який автоматичний вимикач (АВ) може витримати до того, як його контакти будуть відкриті.

Коли через автоматичний вимикач проходить струм короткого замикання, це викликає термічні та механічні напруження в частині, що проводить струм. Якщо площа контакту та провідні частини занадто малі, це може призвести до постійного пошкодження ізоляції та провідних частин автоматичного вимикача.

Згідно з законом Джоуля про нагрівання, підвищення температури прямо пропорційне квадрату струму короткого замикання, опору контакту та тривалості короткого замикання. Струм короткого замикання продовжує течію через автоматичний вимикач, поки не буде усунуто відкриттям вимикача.

Оскільки термічна напруга в автоматичному вимикачу пропорційна періоду короткого замикання, розривна здатність електричного вимикача залежить від часу роботи. При 160°С алюміній стає м'яким та втрачає свою механічну міцність, ця температура може бути вважена межею підвищення температури контактів вимикача під час короткого замикання.

Тому розривна здатність короткого замикання або струм розриву автоматичного вимикача визначається як максимальний струм, який може течіти через вимикач від моменту виникнення короткого замикання до його усунення, без завдання постійного пошкодження автоматичному вимикачу. Значення струму короткого замикання виражається в ЕСК.Під час короткого замикання АВ піддається не лише термічним, але й серйозним механічним напруженням. Тому при визначенні розривної здатності короткого замикання враховується також механічна міцність АВ.

Отже, для вибору відповідного автоматичного вимикача очевидно визначити рівень аварії в тій частині системи, де буде встановлений АВ. Коли рівень аварії будь-якої частини електричної передачі визначено, легко вибрати правильний номінований автоматичний вимикач для цієї частини мережі.

Номінована розривна здатність короткого замикання

Розривна здатність короткого замикання автоматичного вимикача виражається в максимумі значення, на відміну від розривної здатності, яка виражається в ЕСК. Теоретично, в момент виникнення аварії, струм аварії може зростати до двох разів його симетричного рівня аварії.

В момент увімкнення автоматичного вимикача в аварійному стані системи, частина системи, пов'язана з джерелом, має коротке замикання. Перший цикл струму під час закриття контурів автоматичним вимикачем, має максимальну амплітуду. Це приблизно вдвічі більше, ніж амплітуда симетричного струму аварії.

Контакти вимикача повинні витримати цю найвищу величину струму під час першого циклу форми хвилі, коли вимикач закривається під час аварії. На основі зазначеного вище явища, вибраний вимикач повинен мати номіновану розривну здатність короткого замикання.

Оскільки номінований струм короткого замикання автоматичного вимикача виражається в максимальному значенні, він завжди більший, ніж номінований струм розриву короткого замикання автоматичного вимикача. Нормальне значення струму короткого замикання становить 2,5 рази більше, ніж струм розриву короткого замикання. Це справедливо как для стандартних, так и для дистанционно управляемых автоматических выключателей.

Номінована послідовність роботи

Це механічні вимоги до механізму роботи автоматичного вимикача. Послідовність номінованої обов'язкової роботи автоматичного вимикача визначена як:

Де O означає відкриття АВ. CO представляє час закриття, який негайно слідує за відкриттям без будь-якої намірної затримки. t' - це час між двома операціями, необхідний для відновлення початкових умов та/або запобігання неправильному нагріванню провідних частин автоматичного вимикача. t = 0,3 секунди для автоматичного вимикача, призначеного для першої автоматичної повторної закриття, якщо інше не вказано.

Наприклад, номінований цикл роботи автоматичного вимикача:

Це означає, що відкриття автоматичного вимикача слідує за закриттям після інтервалу 0,3 секунди, а потім автоматичний вимикач знову відкривається без будь-якої намірної затримки. Після цього відкриття АВ знову закривається після 3 хвилин і негайно відключається без будь-якої намірної затримки.

Номінований короткочасний струм

Це межа струму, який автоматичний вимикач може безпечним чином проводити протягом певного часу без будь-яких пошкоджень. Автоматичні вимикачі не зникають струм короткого замикання одразу ж, як тільки в системі виникає аварія. Всегда есть намеренные и ненамеренные задержки между моментом возникновения аварии и моментом устранения аварии АВ.

Ця затримка виникає через час роботи реле захисту, час роботи автоматичного вимикача, а також може бути навмисна затримка, введена в реле для правильного координації захисту енергосистеми. Навіть якщо автоматичний вимикач не відключається, аварія буде усунута наступним вищим автоматичним вимикачем.

У цьому випадку час усунення аварії довший. Тому після аварії автоматичний вимикач повинен проводити струм короткого замикання протягом певного часу. Сума всіх затримок не повинна перевищувати 3 секунди, тому автоматичний вимикач повинен бути здатний проводити максимальний аварійний струм принаймні протягом цього короткого періоду часу.

Струм короткого замикання може мати два основні впливи всередині автоматичного вимикача. Через високий електричний струм може бути висока термічна напруга в ізоляції та провідних частинах АВ. Високий струм короткого замикання створює значні механічні напруження в різних провідних частинах автоматичного вимикача.

Автоматичний вимикач проектовано для витримання цих напружень. Однак, жоден автоматичний вимикач не повинен проводити струм короткого замикання довше, ніж вказаний короткий період. Номінований короткочасний струм автоматичного вимикача хоча б дорівнює його номінованому струму розриву короткого замикання.

Номіноване напруга автоматичного вимикача

Номіноване напруга автоматичного вимикача залежить від його системи ізоляції. Для систем нижче 400 кВ, автоматичний вимикач проектовано для витримання 10% вище нормального напруга системи. Для систем 400 кВ або вище, ізоляція автоматичного вимикача повинна бути здатна витримати 5% вище нормального напруга системи.

Це означає, що номіноване напруга автоматичного вимикача відповідає найвищому напруга системи. Це тому, що під час невеликої навантаження або без навантаження допускається підвищення напруги системи до найвищого напруга системи.