Kiel Kalkuli Short Circuit Current?
Kiel Kalkuli Short Circuit Current?
Difino de Short Circuit Current
Short circuit current difiniĝas kiel la granda fluo de elektra sistemo, kiam okazas defekto, kaŭzanta potencialan damaĝon al komponantoj de cirkvitskeblo.
Kiam okazas short circuit defekto, granda fluo fluiĝas tra la sistemo, inkluzive de la cirkvitskeblo (CB). Tiu fluo, escepte se ĝi estas haltigita per tripo de CB, submetas la partojn de CB al signifaj mekanikaj kaj termikaj streĉoj.
Se la konduktantaj partoj de CB ne havas sufiĉan tranĉan areon, ili povas supervarmiĝi, kio povas damaĝi la izoladon.Ankaŭ la kontaktetoj de CB varmiĝas. La termika streĉo en la kontaktetoj estas proporcia al I2Rt, kie R estas la kontakta rezisteco, I estas la efektiva valoro de la short circuit current, kaj t estas la daŭro de la fluo.
Post la iniciato de la defekto, la short circuit current restas ĝis la interrompa unuo de CB rompas. Do, la tempo t estas la romp-tempo de la cirkvitskeblo. Ĉar tiu tempo estas tre mallonga en skalulo de milisekundo, oni supozas, ke ĉiuj varmo produktitaj dum la defekto estas absorbataj de la konduktoro, ĉar ne estas sufiĉa tempo por konvekcio kaj radiado de la varmo.
La temperaturo-aŭstigo povas esti determinita per la jena formulo,
Kie, T estas la temperaturo-aŭstigo per sekundo en gradoj centigrado.I estas la fluo (efektiva simetria) en Ampero.A estas la tranĉa areo de la konduktoro.ε estas la temperatura koeficiento de la rezistiveco de la konduktoro je 20 oC.
Alumio perdas sian forton super 160°C, do estas grava teni la temperaturan aŭston sub tiu limo. Tiu postulo metas la permesitan temperaturan aŭston dum short circuit, kiu povas esti administrata per kontrolado de la romp-tempo de CB kaj prizorgado de la dimensioj de la konduktoro.
Short Circuit Force
La elektromagnetan forton evoluigitan inter du paralelaj elektraj fluokonduktoroj, donas la formulo,
Kie, L estas la longo de ambaŭ konduktoroj en col.S estas la distanco inter ili en col.I estas la fluo portata de ĉiu el la konduktoroj.
Estas eksperimente pruvite, ke la elektromagnetan short circuit force estas maksimuma, kiam la valoro de short circuit current I, estas 1,75 fojojn la komenca efektiva valoro de la simetria short circuit current ondo.
Tamen, en certaj cirkojstancoj eblas, ke fortoj pli grandaj ol tiuj povas evoluiĝi, ekzemple, en la okazo de tre rigidaĵoj aŭ pro resonanco en la okazo de ŝtapoj kapablaj al mekanika vibrado. Eksperimentoj ankaŭ montris, ke la reagoj produktitaj en ne-resonanca strukturo de alternanta fluo je la momento de aplikado aŭ forigo de la fortoj povas superi la reagojn spertitaj dum la fluo estas flua.
Do, estas konvene erari en flanko de sekureco kaj preni en konsideron ĉiujn eventualajojn, por kiuj oni devus kalkuli la maksimuman forton, kiun povas evoluiĝi de la komenca pinto-valoro de la asimetria short circuit current. Tiu forto povas esti konsiderata kiel havanta valoron, kiu estas dufoje tiu kalkulita el la supra formulo.
La formulo estas strikte utila por rond-tranĉa konduktoro. Kvankam L estas finia longo de la partoj de konduktoroj, kiuj estas paralelaj, la formulo estas nur taŭga, kie la totala longo de ĉiu konduktoro estas supozita senfina.
En praktikaj kazoj la totala longo de la konduktoro ne estas senfina. Ankaŭ estas konsiderata, ke la fluxdensitato proksime de la fino de fluokonduktoro estas malsame ol en ĝia meza parto.
Do, se ni uzas la supran formulo por mallonga konduktoro, la kalkulita forto estos multe pli alta ol la reala.Oni vidas, ke tiu eraro povas esti eliminita konsideble, se ni uzas la terminon.Ĝi anstataŭ L/S en la supra formulo.
La formulo, reprezentita per ekvacio (2), donas eraro-liberan rezulton, kiam la rilatumo L/S estas pli granda ol 20. Kiam 20 > L/S > 4, formulo (3) estas taŭga por eraro-libera rezulto.
Se L/S < 4, formulo (2) estas taŭga por eraro-libera rezulto. La supraj formuloj estas nur aplikataj por rond-tranĉaj konduktoroj. Sed por rektangul-tranĉaj konduktoroj, la formulo bezonas iun korigilon. Diru, ke tiu faktoro estas K. Do, la supra formulo finfine iĝas.
Kvankam la efiko de la formo de la tranĉo de konduktoro malpliiĝas rapide, se la spaco inter la konduktoroj pligrandigas, la valoro de K estas maksimuma por stri-forma konduktoro, kies dikiĝo estas multe malpli ol sia larĝo. K estas negligebla, kiam la formo de la tranĉo de konduktoro estas perfekte kvadrata. K estas unu por perfekte rond-tranĉa konduktoro. Tio validas por ambaŭ standarda kaj forstara cirkvitskeblo.
