توضیحات پیرامون پدیدههای اساسی در حین تغییر مدار قطع کننده در شبکهها
میتوان به کمک در نظر گرفتن یک رویداد واقعی، مفاهیم مربوط به تغییر حالت دستکاره را فهمید.
شکلهای ۱ تا ۳ نمودار آزمون جریان خطا سهفاز بدون زمینبندی باز-بسته (CO) روی یک دستکاره خلاء (با همکاری KEMA) را نشان میدهد.
با توجه به هر شکل به ترتیب، مفاهیم به شرح زیر است:
دنباله عملکرد دستکاره و مقادیر مرتبط
از شکل ۱ میتوان دنباله رویدادها را به صورت دقیق مشاهده کرد:
۱. حالت اولیه:
دستکاره از حالت باز شروع میکند.
سیگنال بستن به سیم پیچ بستن اعمال میشود تا عملیات بستن را آغاز کند.
۲. فرآیند بستن:
پس از تأخیر الکتریکی کوتاه، تماس متحرک شروع به حرکت میکند (مانند منحنی پایین نمودار حرکت) و در نهایت با تماس ثابت تماس میگیرد. این لحظه به عنوان تماس گرفتن یا بستن تماس شناخته میشود. در عمل، به دلیل پیشدرگیری بین تماسها، اتصال الکتریکی واقعی ممکن است کمی قبل از تماس مکانیکی اتفاق بیفتد.
فاصله زمانی بین اعمال سیگنال بستن و لحظه تماس گرفتن به عنوان زمان بستن مکانیکی شناخته میشود.
۳. حالت بسته و جریان خطا:
پس از بسته شدن، دستکاره جریان خطا را منتقل میکند. سیگنال باز شدن به سیم پیچ باز شدن اعمال میشود و فرآیند باز شدن (یا قطع) دستکاره را آغاز میکند.
پس از تأخیر الکتریکی کوتاه، تماس متحرک شروع به حرکت دور از تماسهای ثابت میکند، که منجر به جدا شدن مکانیکی آنها میشود. این لحظه به عنوان جدا شدن تماس یا باز شدن تماس شناخته میشود.
فاصله زمانی بین اعمال سیگنال باز شدن و لحظه جدا شدن تماس به عنوان زمان باز شدن مکانیکی شناخته میشود.
۴. تشکیل قوس الکتریکی و قطع جریان:
قوس الکتریکی بین تماسها در حال جدا شدن تشکیل میشود. جریان تلاش میکند در نقاط عبور از صفر قطع شود، ابتدا در فاز b، سپس در فاز a و در نهایت موفقیتآمیز در فاز c.
فاز c اولین فازی است که قطع کامل را به دست میآورد، با مدت قوس (مدت زمان بین جدا شدن تماس و قطع جریان) حدود نیم دور. زمان قطع (که همچنین به عنوان زمان دستکاره شناخته میشود) برای فاز c مجموع زمان باز شدن مکانیکی و مدت قوس است.
۵. توزیع جریان در طول قطع:
در لحظه قطع جریان در فاز c، جریانهای فاز a و b ۳۰ درجه تغییر میکنند، به گونهای که برابر در اندازه ولی مخالف در قطبیت میشوند. جریان فاز پیشرو (فاز a) نیمهدور کوتاهتری تجربه میکند، در حالی که جریان فاز پسرو (فاز b) نیمهدور بلندتری تجربه میکند.
زمان کلی پاکسازی مجموع زمان باز شدن مکانیکی و مدت قوس حداکثر مشاهده شده در فاز a یا فاز b است.
مقادیر مرتبط با جریان تغییر حالت دستکاره:
از شکل ۲ میتوان به دقت مشاهده کرد که:
برای خطا آغاز شده در قله ولتاژ، جریان متقارن خواهد بود. متقارن به این معناست که هر نیمدور جریان، که همچنین به عنوان حلقه جریان نیز شناخته میشود، با نیمدور جریان قبلی یکسان خواهد بود. جریان در فاز a نزدیک به متقارن است به دلیل آغاز خطا دقیقاً قبل از قله ولتاژ.
جریانهای فاز b و c غیرمتقارن هستند و شامل حلقههای جریان بلند و کوتاه، به ترتیب به عنوان حلقههای اصلی و فرعی شناخته میشوند.
حداکثر غیرمتقارنی زمانی رخ میدهد که خطا در عبور از صفر ولتاژ آغاز میشود.
مقادیر مرتبط با ولتاژ تغییر حالت دستکاره
از شکل ۳ میتوان دنباله رویدادها را به صورت دقیق مشاهده کرد:
عبور از صفر جریان:
عبور از صفر جریان هر ۶۰ ثانیه یکبار رخ میدهد. پس از جدا شدن تماسها، قطب نزدیکترین به عبور بعدی از صفر تلاش میکند جریان را قطع کند. در این مورد، قطب فاز b، که نزدیکترین به اولین عبور از صفر است، تلاش میکند جریان را قطع کند.
۲. تلاشهای اولیه قطع جریان:
قطب فاز b تلاش میکند جریان را قطع کند اما به دلیل تماسها بودن خیلی نزدیک برای تحمل ولتاژ بازیابی موقت (TRV)، باز اشتعال مییابد.
سپس قطب فاز a نیز تلاش میکند جریان را قطع کند اما به طور مشابه باز اشتعال مییابد.
۳. قطع موفقیتآمیز جریان:
در نهایت، قطب فاز c جریان را موفقیتآمیز قطع میکند و سیستم را به TRV و ولتاژ بازیابی متناوب (AC recovery voltage) باز میگرداند.
۴. ولتاژ بازیابی موقت (TRV):
تعریف: TRV نوسان موقتی است که زمانی رخ میدهد که ولتاژ سمت تغذیه دستکاره به ولتاژ سیستم قبل از خطا باز میگردد.
رفتار: TRV حول ولتاژ بازیابی متناوب نوسان میکند که به عنوان نقطه هدف یا محور نوسان عمل میکند. مقدار قله TRV به میرایی در مدار بستگی دارد.
مدت نوسان: همانطور که در نمودار نشان داده شده، TRV در یک چهارم دور فرکانس شبکه (یعنی ۹۰ درجه) نوسان میکند.
تأثیر بر قطبها: اولین قطبی که پاک میشود (در این مورد، فاز c) به بالاترین TRV مواجه میشود، زیرا تمام نوسان موقت را تجربه میکند.
۵. پاکسازی قطبهای بعدی:
قطبهای فاز a و b ۹۰ درجه بعد از فاز c پاک میشوند.
برای این قطبها، مقادیر TRV کمتر از آنچه فاز c تجربه میکند هستند و قطبیت مخالف دارند.
ولتاژ بازیابی متناوب ولتاژ خط است که بین دو فاز تقسیم میشود.
