Com calcular la corrent de curcuit tancat?
Com calcular la corrent de curcuit tancat?
Definició de corrent de circuit tancat
La corrent de circuit tancat es defineix com la gran corrent que flueix a través d'un sistema elèctric quan es produeix un defecte, causant potencialment danys als components del disjuntor.
Quan es produeix un defecte de circuit tancat, una gran corrent flueix a través del sistema, inclos el disjuntor (CB). Aquest flux, a menys que s'interrompi per l'activació del CB, sotmet les parts del CB a estressos mecànics i tèrmics significatius.
Si les parts conductores del CB no tenen una secció transversal suficient, poden sobrecalentar-se, el que pot endommegar l'aïllament.Els contactes del CB també es calenteixen. L'estrés tèrmic en els contactes és proporcional a I2Rt, on R és la resistència del contacte, I és el valor eficaç de la corrent de circuit tancat, i t és la durada del flux de corrent.
Després d'iniciar el defecte, la corrent de circuit tancat continua fins que la unitat d'interrupció del CB, interromp. Per tant, el temps t és el temps d'interrupció del disjuntor. Com aquest temps és molt curt a l'escala de milisegons, es suposa que tot el calor generat durant el defecte és absorbent pel conductor, ja que no hi ha prou temps per convenció i radiació de calor.
L'augment de temperatura es pot determinar amb la següent fórmula,
On, T és l'augment de temperatura per segon en graus centígraus. I és la corrent (eficaç simètrica) en amperes. A és la secció transversal del conductor. ε és el coeficient de temperatura de la resistivitat del conductor a 20 oC.
L'alumini perd la seva força per sobre de 160°C, per tant, és crucial mantenir l'augment de temperatura per sota d'aquest límit. Aquest requisit estableix l'augment de temperatura permès durant un circuit tancat, que es pot gestionar controlant el temps d'interrupció del CB i dissenyant correctament les dimensions del conductor.
Força de circuit tancat
La força electromagnètica desenvolupada entre dos conductors paral·lels que porten corrent elèctrica, es dóna per la fórmula,
On, L és la longitud de tots dos conductors en polzades. S és la distància entre ells en polzades. I és la corrent portada per cadascun dels conductors.
S'ha provat experimentalment que, la força de circuit tancat electromagnètica és màxima quan el valor de la corrent de circuit tancat I, és 1,75 vegades el valor eficaç inicial de l'ona de corrent de circuit tancat simètrica.
No obstant això, en certes circumstàncies és possible que, forces superiors a aquestes puguin desenvolupar-se, com, per exemple, en el cas de barres molt rígides o degut a la ressonància en el cas de barres suceptibles a vibracions mecàniques. Experiments també han demostrat que les reaccions produïdes en una estructura no resonant per una corrent alternada al moment de l'aplicació o eliminació de les forces poden superar les reaccions experimentades mentre la corrent flueix.
Per tant, és recomanable errar en costat de la seguretat i preveure totes les contingències, per a les quals s'hauria de tenir en compte la força màxima que podria desenvolupar-se per el valor pic inicial de la corrent de circuit tancat asimètrica. Aquesta força es pot considerar com tenint un valor que és el doble del calculat amb la fórmula anterior.
La fórmula és estrictament útil per a conductors de secció transversal circular. Encara que L sigui una longitud finita de les porcions de conductors que es desplaçen paral·lelament, la fórmula només és adequada on es suposa que la longitud total de cada conductor és infinita.
En casos pràctics, la longitud total del conductor no és infinita. També s'ha de tenir en compte que, la densitat de flux proper a les puntes del conductor que porta corrent és considerablement diferent que la seva part central.
Per tant, si utilitzem la fórmula anterior per a un conductor curt, la força calculada seria molt més alta que la real.Es veu que, aquest error es pot eliminar considerablement si utilitzem el terme. És lloc de L/S en la fórmula anterior.
La fórmula, representada per l'equació (2), dóna un resultat sense errors quan la relació L/S és major que 20. Quan 20 > L/S > 4, la fórmula (3) és adequada per a un resultat sense errors.
Si L/S < 4, la fórmula (2) és adequada per a un resultat sense errors. Les fórmules anteriors només són aplicables per a conductors de secció transversal circular. Però per a conductors de secció transversal rectangular, la fórmula necessita tenir algun factor de correcció. Digui aquest factor K. Per tant, la fórmula finalment es converteix en.
Encara que l'efecte de la forma de la secció transversal del conductor es redueixi ràpidament si l'espai entre els conductors augmenta, el valor de K és màxim per a conductors de tipus tira, la seva gruix és molt menor que la seva amplada. K és negligible quan la forma de la secció transversal del conductor és perfectament quadrada. K és unitat per a conductors de secció transversal perfectament circular. Això és vàlid tant per a disjuntores de circuit estàndard com per a disjuntores de control remot.
