Beskrivelse af de grundlæggende fænomener under skæring med brydere i net

Begreber vedrørende skælve afbryder kan forstås ved at overveje et faktisk begivenhed.
Figurer 1 til 3 viser sporingskurven for en lukket-åben (CO) trefase ikke-jordet fejlstrømtest på en vakuumafbryder (sporing vist venligt af KEMA).
Ved at tage hver figur i rækkefølge, er terminologien som følger:

Følgeskik for skælve afbryders tripping og relaterede størrelser

Fra figur 1 kan vi observere følgende sekvens af hændelser i detaljer:

1. Udgangstillstand:

• Skælve afbryder starter i åben position.

• Et lukningsignal anvendes på lukningsbobinen for at initiere lukningsoperationen.

2. Lukningsproces:

Efter en kort elektrisk forsinkelse begynder den bevægelige kontakt at bevæge sig (som angivet af nederste kurve i rejsegrafen) og kommer til sidst i kontakt med de stillestående kontakter. Dette øjeblik kaldes kontaktengagement eller kontaktlukning. I praksis kan den faktiske elektriske forbindelse indtræffe lidt før den mekaniske kontakt pga. forudgående nedbrydning mellem kontakterne.

Tidsintervallet mellem anvendelsen af lukningssignalet og øjeblikket for kontaktengagement kaldes mekanisk lukningstid.

3. Lukket tilstand og fejlstrøm:

• Når den er lukket, bærer skælve afbryder fejlstrømmen. Et tripningsignal anvendes derefter på tripningsbobinen, hvilket initierer åbningsprocessen (eller tripningen) af skælve afbryder.

• Efter en kort elektrisk forsinkelse begynder den bevægelige kontakt at bevæge sig væk fra de stillestående kontakter, hvilket resulterer i deres mekaniske separation. Dette øjeblik kaldes kontaktopdeling, kontaktseparation eller kontaktopning.

• Tidsintervallet mellem anvendelsen af tripningssignalet og øjeblikket for kontaktopdeling kaldes mekanisk åbnings tid.

4. Bue dannelse og strøm afbrydelse:

• En elektrisk bue dannes mellem kontakterne, da de adskilles. Strømmen forsøger at afbryde ved zero-crossing punkter, først i fase b, derefter i fase a, og endelig succesfuldt i fase c.

•  Fase c er den første fase, der opnår fuldstændig afbrydelse, med en bueduration (tiden mellem kontaktopdeling og strøm afbrydelse) på cirka halv en cyklus. Afbruddetid (også kaldet afbryder tid) for fase c er summen af mekanisk åbnings tid og bueduration.

5. Strømfordeling under afbrydelse:

• I det øjeblik, hvor strømmen afbrydes i fase c, skifter strømmene i faser a og b med 30°, bliver lige store men modsat polariseret. Strømmen i den ledende fase (fase a) oplever en forkortet halvcyklus, mens strømmen i den efterliggende fase (fase b) oplever en forlænget halvcyklus.

• Den totale rensningstid er summen af mekanisk åbnings tid og den maksimale bueduration observeret enten i fase a eller fase b.

Størrelser relateret til skælve afbryders switching strøm:

Det kan ses nøje i figur 2, at:

•  For en fejl initiert ved et spændnings top, vil strømmen være symmetrisk. Symmetrisk betyder, at hver halvcyklus af strømmen også kendt som en strømloop, vil være identisk med den foregående halvcyklus af strøm. Strømmen i fase a er næsten symmetrisk som resultat af fejlinitiering lige før spændnings toppunktet.

• Strømmene i faser b og c er asymmetriske og består af lange og korte strømloops, henholdsvis kendt som hovedloops og mindre loops.
  Maksimal asymmetri indtræffer, når fejlen initières ved et spændnings zero crossing.

Størrelser relateret til skælve afbryders switching spændning

Fra figur 3 kan vi observere følgende sekvens af hændelser i detaljer:

Strøm Zero Crossings:
En strøm zero crossing finder sted hvert 60. sekund. Efter kontakterne adskilles, vil polen, der er nærmest det næste zero crossing, forsøge at afbryde strømmen først. I dette tilfælde, forsøger b-fasepolen, som er nærmest det første zero crossing, at afbryde strømmen.

2. Initiale forsøg på strøm afbrydelse:

B-fasepolen forsøger at afbryde strømmen, men mislykkes pga. kontakterne er for tæt på hinanden til at modstå Transient Recovery Voltage (TRV), hvilket fører til genopfyldning.
 Derefter forsøger a-fasepolen også at afbryde strømmen, men mislykkes ligeledes og genopfylder.

3. Succesfuld strøm afbrydelse:

 Til sidst lykkes det c-fasepolen at afbryde strømmen, hvilket gør systemet tilbage til TRV og den alternerende genvindnings spændning (AC genvindnings spændning).

4. Transient Recovery Voltage (TRV):

•  Definition: TRV er den midlertidige oscillation, der indtræffer, når spændningen på strømsiden af skælve afbryder genvinder til det oprindelige system spændning.

• Opførsel: TRV oscillationer rundt om AC genvindnings spændning, som fungerer som målpunktet eller akset for oscillation. Topværdien af TRV afhænger af demping i kredsløbet.

• Oscillation varighed: Som vist i waveform, oscillationer TRV over en kvart cyklus af strømfrekvens (dvs. 90 grader).

• Påvirkning på poler: Den første pole, der rydder (i dette tilfælde, c-fase), udsættes for den højeste TRV, da den oplever den fulde midlertidige oscillation.

5.    Senere pole rydning:

• A-fase og b-fase poler ryddes 90 grader senere end c-fase.

• For disse poler er TRV-værdier lavere end dem, der opleves af c-fase, og har modsatte polariteter.

• AC genvindnings spændning er linjespændingen, delt mellem de to faser.