Đánh Giá Mạch Ngắt

Định nghĩa về cầu chì tự động

Cầu chì tự động được định nghĩa là thiết bị được thiết kế để bảo vệ mạch điện khỏi hư hỏng do dòng điện quá tải hoặc ngắn mạch bằng cách ngắt dòng điện.

Dòng điện ngắn mạch mà cầu chì tự động có thể chịu đựng

Đây là dòng điện ngắn mạch tối đa mà cầu chì tự động (CB) có thể chịu đựng trước khi cuối cùng được ngắt bằng cách mở các tiếp điểm của nó.

Khi dòng điện ngắn mạch đi qua cầu chì tự động, nó gây ra áp lực nhiệt và cơ học lên các bộ phận dẫn điện của cầu chì. Nếu diện tích tiếp xúc và các bộ phận dẫn điện quá nhỏ, điều này có thể dẫn đến hư hỏng vĩnh viễn cho lớp cách điện và các bộ phận dẫn điện của cầu chì tự động.

Theo định luật sinh nhiệt của Joule, sự tăng nhiệt độ tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện ngắn mạch, điện trở tiếp xúc và thời gian ngắn mạch. Dòng điện ngắn mạch tiếp tục chảy qua cầu chì tự động cho đến khi lỗi được loại bỏ bằng cách mở cầu chì.

Vì áp lực nhiệt trong cầu chì tự động tỷ lệ thuận với thời gian ngắn mạch, khả năng cắt của cầu chì tự động phụ thuộc vào thời gian hoạt động. Tại 160oC, nhôm trở nên mềm và mất sức mạnh cơ học, nhiệt độ này có thể được coi là giới hạn tăng nhiệt độ của các tiếp điểm cầu chì trong trường hợp ngắn mạch.

Do đó, khả năng cắt ngắn mạch hoặc dòng điện cắt của cầu chì tự động được định nghĩa là dòng điện tối đa có thể chảy qua cầu chì từ thời điểm xảy ra ngắn mạch cho đến khi nó được loại bỏ, mà không gây hư hỏng vĩnh viễn cho cầu chì tự động.Giá trị của dòng điện cắt ngắn mạch được biểu thị bằng giá trị RMS.

Trong trường hợp ngắn mạch, CB không chỉ chịu áp lực nhiệt, nó còn chịu áp lực cơ học nghiêm trọng. Vì vậy, khi xác định khả năng cắt ngắn mạch, sức mạnh cơ học của CB cũng được xem xét.

Vì vậy, để chọn cầu chì tự động phù hợp, cần xác định mức lỗi tại điểm hệ thống nơi CB sẽ được cài đặt. Một khi mức lỗi của bất kỳ phần nào của hệ thống truyền tải điện được xác định, việc chọn cầu chì tự động có công suất định mức chính xác cho phần mạng lưới này sẽ dễ dàng hơn.

Khả năng đóng ngắn mạch định mức

Khả năng đóng ngắn mạch của cầu chì tự động được biểu thị bằng giá trị đỉnh, khác với khả năng cắt, được biểu thị bằng giá trị RMS. Lý thuyết, tại thời điểm xảy ra lỗi, dòng điện lỗi có thể tăng lên gấp đôi mức lỗi đối xứng của nó.

Tại thời điểm đóng cầu chì tự động trong trạng thái lỗi của hệ thống, phần ngắn mạch của hệ thống được kết nối với nguồn. Chu kỳ đầu tiên của dòng điện khi mạch được đóng bởi cầu chì tự động, có biên độ lớn nhất. Đây là khoảng gấp đôi biên độ của dạng sóng dòng điện lỗi đối xứng.

Các tiếp điểm của cầu chì phải chịu đựng giá trị dòng điện cao nhất này trong chu kỳ đầu tiên của dạng sóng khi cầu chì được đóng dưới lỗi. Dựa trên hiện tượng đã đề cập ở trên, cầu chì được chọn nên có khả năng đóng ngắn mạch định mức.

Vì khả năng đóng ngắn mạch định mức của cầu chì tự động được biểu thị bằng giá trị đỉnh tối đa, nó luôn lớn hơn khả năng cắt ngắn mạch định mức của cầu chì tự động. Giá trị thông thường của dòng điện đóng ngắn mạch là 2,5 lần lớn hơn dòng điện cắt ngắn mạch. Điều này đúng cho cả cầu chì tự động tiêu chuẩn và cầu chì tự động điều khiển từ xa.

Chu trình vận hành định mức

Đây là yêu cầu về nhiệm vụ cơ khí của cơ chế vận hành cầu chì tự động. Chu trình vận hành định mức của cầu chì tự động đã được quy định như sau:

Trong đó, O biểu thị thao tác mở CB.CO đại diện cho thời gian đóng thao tác, ngay lập tức theo sau là một thao tác mở mà không có bất kỳ độ trễ cố ý nào.t’ là thời gian giữa hai thao tác, cần thiết để khôi phục các điều kiện ban đầu và/hoặc ngăn chặn sự nóng lên quá mức của các bộ phận dẫn điện của cầu chì tự động. t = 0,3 giây cho cầu chì tự độngđược thiết kế cho nhiệm vụ đóng lại tự động đầu tiên, nếu không có quy định khác.

Giả sử chu trình làm việc định mức của cầu chì tự động là:

Điều này có nghĩa là, một thao tác mở của cầu chì tự động được theo sau bởi một thao tác đóng sau khoảng thời gian 0,3 giây, và sau đó cầu chì tự động lại mở mà không có bất kỳ độ trễ cố ý nào. Sau thao tác mở này, CB lại đóng sau 3 phút và sau đó ngay lập tức nhảy mà không có độ trễ cố ý nào.

Dòng điện ngắn hạn định mức

Đây là giới hạn dòng điện mà cầu chì tự động có thể chịu đựng an toàn trong một khoảng thời gian cụ thể mà không gây hư hỏng. Cầu chì tự động không ngắt dòng điện ngắn mạch ngay lập tức khi có lỗi xảy ra trong hệ thống. Luôn có một số độ trễ cố ý và không cố ý giữa thời điểm xảy ra lỗi và thời điểm ngắt lỗi bằng CB.

Độ trễ này là do thời gian hoạt động của rơ le bảo vệ, thời gian hoạt động của cầu chì tự động và cũng có thể có một số độ trễ cố ý được đặt trong rơ le để phối hợp bảo vệ hệ thống điện. Ngay cả khi cầu chì tự động không nhảy, lỗi sẽ được loại bỏ bởi cầu chì tự động ở vị trí cao hơn.

Trong trường hợp này, thời gian loại bỏ lỗi dài hơn. Do đó, sau khi xảy ra lỗi, cầu chì tự động phải chịu đựng dòng điện ngắn mạch trong một khoảng thời gian nhất định. Tổng cộng tất cả các độ trễ không nên vượt quá 3 giây; vì vậy, cầu chì tự động phải có khả năng chịu đựng dòng điện lỗi tối đa ít nhất trong khoảng thời gian ngắn này.

Dòng điện ngắn mạch có thể có hai ảnh hưởng chính bên trong cầu chì tự động.Do dòng điện cao, có thể có áp lực nhiệt cao trong lớp cách điện và các bộ phận dẫn điện của CB.Dòng điện ngắn mạch cao, tạo ra áp lực cơ học đáng kể trong các bộ phận dẫn điện khác nhau của cầu chì tự động.

Cầu chì tự động được thiết kế để chịu đựng những áp lực này. Tuy nhiên, không có cầu chì tự động nào nên chịu đựng dòng điện ngắn mạch trong thời gian dài hơn thời gian ngắn đã quy định. Dòng điện ngắn hạn định mức của cầu chì tự động ít nhất bằng dòng điện cắt ngắn mạch định mức của nó.

Điện áp định mức của cầu chì tự động

Điện áp định mức của cầu chì tự động phụ thuộc vào hệ thống cách điện của nó. Đối với hệ thống dưới 400 KV, cầu chì tự động được thiết kế để chịu đựng 10% trên điện áp hệ thống bình thường. Đối với hệ thống 400 KV hoặc cao hơn, cách điện của cầu chì tự động phải có khả năng chịu đựng 5% trên điện áp hệ thống bình thường.

Điều đó có nghĩa là, điện áp định mức của cầu chì tự động tương ứng với điện áp hệ thống cao nhất. Điều này là vì trong điều kiện không tải hoặc tải nhỏ, mức điện áp của hệ thống điện được phép tăng lên đến mức điện áp định mức cao nhất của hệ thống.