Kuidas arvutada lühikringi voolu?

Kuidas arvutada lühikese kringi voog?

Lühike kringi voog määratlus

Lühike kringi voog on defineeritud kui suur voog, mis voolab elektrisüsteemis sündmuse korral, mis võib põhjustada kahju katkiskomponendile.

Kui toimub lühike kringi viga, voolab süsteemi kaudu suur voog, sealhulgas katkis (CB). See vool, välja arvatud CB trippimisel, alustab CB osadel olulist mehaanilist ja soojuslikku pinget.

Kui CB juhtiva osa ristlõikeala ei ole piisav, võib see ülekuuma, mis võib kahjustada eraldust. CB kontaktid ka kuuma. Kontaktide soojuslik pingelineaarne I2Rt-ga, kus R on kontaktide vastus, I on lühike kringi voog rms väärtusena ja t on voolu voolumine.

Pärast vigade tekkimist jääb lühike kringi voog, kuni CB katkimise üksus katkeb. Seega on aeg t CB katkimisaeg. Kuna see aeg on väga lühike millisekundite skaalal, eeldatakse, et kõik vigast tekitatud soojus absorbeeritakse juhtijasse, kuna pole piisavalt aega soojuse levimiseks ja sätelemiseks.

Temperatuuri tõusu saab määrata järgmise valemiga,

Kus, T on temperatuuri tõus sekundis kraadides.I on voog (rms simmeetiline) ampeerites.A on juhtija ristlõikeala.ε on juhtija läbilasevuse temperatuurkordaja 20 ^oC-s.

Alumiinium kaotab oma tugevuse üle 160°C, seega on oluline hoida temperatuuri tõusu selle limiidi all. See nõue määrab lubatava temperatuuri tõusu lühikes kringis, mida saab kontrollida CB katkimisaega ja juhtija mõõtmete õiglasest disainist.

Lühike kringi jõud

Elektromagnetiline jõud, mis tekib kahe paralleelselt elektrivoolu kandva juhtija vahel, annab järgmine valem,

Kus, L on mõlema juhtija pikkus tollides.S on nende vaheline vahemaa tollides.I on igas juhtjas vooluv voog.

On eksperimentaalselt tõestatud, et elektromagnetiline lühike kringi jõud on maksimaalne, kui lühike kringi voog I on 1,75 korda algne symmeetiline lühike kringi voog rms väärtusena.

Siiski on teatud olukordades võimalik, et tekivad suuremad jõud, näiteks väga jämedate ribade või resoonantsi korral, kui ribad on mehaanilise värinamise all. Eksperimentid on näidanud, et mitte-resoonantsi struktuuris tekitatud reaktsioonid alterneeriva voolu poolt hetkel, kui jõud rakendatakse või eemaldatakse, võivad ületada neid, mida kogevad voolu voolumisel.

Seega on soovitatav vea turvalisuses ja võtta arvesse kõiki tingimusi, milleks tuleks arvestada maksimaalse jõuga, mida võiks tekitada asümmeetrilise lühike kringi voogu algne huipuväärtus. Selle jõu väärtus võib olla kaks korda suurem kui eespool antud valemiga arvutatud.

Valem on rangelt kasutatav ringi ristlõikega juhtijate korral. Kuigi L on paralleelselt viidud juhtijate osade lõplik pikkus, on valem sobiv ainult siis, kui igas juhtjas eeldatakse lõpmatu pikkust.

Praktikas ei ole juhtija pikkus lõpmatu. Arvestatakse ka seda, et voolu kandva juhtija lõpude lähedal on fluxitihe oluliselt erinev kui tema keskses osas.

Seega, kui me kasutame ülaltoodud valemite lühikese juhtija korral, arvutatakse jõud palju suurem kui tegelik. On näha, et see viga võib oluliselt vähendada, kui me kasutame termi. Selle asemel, et L/S ülaltoodud valemis.

Valem, mis on esitatud võrrandiga (2), annab viga vaba tulemuse, kui suhe L/S on suurem kui 20. Kui 20 > L/S > 4, on valem (3) sobiv viga vaba tulemuse saamiseks.

Kui L/S < 4, on valem (2) sobiv viga vaba tulemuse saamiseks. Ülaltoodud valemid on kasutatavad ainult ringi ristlõikega juhtijate korral. Aga ristküliku ristlõikega juhtjate korral vajab valem mõnda parandusfaktorit. Ütleme, et see faktor on K. Seega muutub ülaltoodud valem lõpuks.

Kuigi juhtija ristlõike kuju mõju väheneb kiiresti, kui juhtija vahemaa suureneb, on K maksimaalne riba nõgusel juhtjal, mille paksus on palju väiksem kui selle laius. K on negligeeritav, kui juhtija ristlõike kuju on täpselt ruut. K on üks täpselt ringi ristlõikega juhtjal. See kehtib nii standardsete kui ka kaugjuhitavate katkiste korral.