Verkkosulkeeiden kytkentävaiheissa tapahtuvien perustilanteiden kuvaus

Sulkuajan terminologiaa voidaan ymmärtää tarkastelemalla todellista tapahtumaa.
Kuvat 1–3 näyttävät sulkeutumis- ja avautumistestin (CO) jäljettä kolmivaiheisessa maanpoisjäävässä sijainnissa vakiovirtasululla (jälki KEMA:n toimesta).
Kun katsotaan kukin kuva peräkkäin, terminologia on seuraava:

Sulkuajan vaiheet ja liittyvät määrät

Kuvasta 1 voimme havaita seuraavan tapahtumasarjan yksityiskohtaisesti:

1. Alkutila:

• Sulkuri alkaa avatussa asennossa.

• Sulkeutumiskierros saa sulkeutumissignaalin aloittaakseen sulkeutumisoperaation.

2. Sulkeutumisprosessi:

Lyhyen sähköisen viiveen jälkeen liikkuvan yhteyden aloittaa liikkua (kuten matkagraafin alareuna osoittaa) ja lopulta se tulee kosketuksi kiinteän yhteyden kanssa. Tämä hetki kutsutaan kosketuksen muodostumiseksi tai kosketuksen sulkeutumiseksi. Käytännössä kosketusten välisen ennenaikaisen rikkoutumisen vuoksi sähköinen yhteys voi muodostua hieman ennen mekaanista kosketusta.

Aika, joka kuluu sulkeutumissignaalin antamisesta kosketuksen muodostumiseen, tunnetaan mekaanisena sulkeutumisaikana.

3. Suljettu tila ja vika-virta:

• Kun sulku on suljettu, sulkuri kuljettaa vika-virran. Sitten sulkuajaksi kutsutaan tripping-kierrokselle annettava signaali, joka aloittaa sulkurin avaamisen (tai sulkuajan).

• Lyhyen sähköisen viiveen jälkeen liikkuvan yhteyden aloittaa liikkua pois kiinteästä yhteydestä, mikä johtaa niiden mekaaniseen erottamiseen. Tämä hetki kutsutaan kosketuksen erottumiseksi, kosketuksen erottumiseksi tai kosketuksen avaamiseksi.

• Aika, joka kuluu tripping-signaalin antamisesta kosketuksen erottumiseen, tunnetaan mekaanisena avaamisaikana.

4. Kaaren muodostuminen ja virran keskeyttäminen:

• Kosketusten erottaessaan toisistaan muodostuu sähköinen kaari niiden välille. Virta yrittää keskeytyä nollakulman kohdalla, ensin vaiheessa b, sitten vaiheessa a ja lopulta onnistuneesti vaiheessa c.

•  Vaihe c on ensimmäinen vaihe, jossa saavutetaan täysi keskeytys, kaari kestää noin puolet syklille. Keskeyttämisajaksi (tai sulkuajaksi) vaiheessa c lasketaan mekaanisen avaamisaikan ja kaarikeston summa.

5. Virran jakautuminen keskeyttämisessä:

• Vaiheessa c virran keskeytymishetkellä vaiheiden a ja b virrat siirtyvät 30°, niiden suuruus on sama, mutta niillä on vastakkainen polaarisuus. Vaiheen a virta koettaa lyhennettyä puolisyklyä, kun taas vaiheen b virta koettaa pidentynyttä puolisyklyä.

• Yhteensä selviytymisaika on mekaanisen avaamisaikan ja joko vaiheen a tai vaiheen b maksimikaarikeston summa.

Sulkuajan virraan liittyvät määrät:

Kuvasta 2 voidaan huomata, että:

•  Jos vika aloitetaan jännitehuipussa, virta on symmetrinen. Symmetrinen tarkoittaa, että jokainen virtasilmukka on identtinen edellisen silmukan kanssa. Vaiheen a virta on lähes symmetrinen, koska vika aloitetaan juuri ennen jännitehuippua.

• Vaiheiden b ja c virrat ovat epäsymmetrisiä ja koostuvat pitkiä ja lyhyitä virtasilmukoita, jotka kutsutaan suuriksi ja pieniksi silmukoiksi.
  Maksimaalinen epäsymmetria ilmenee, kun vika aloitetaan jännitenenollakulmassa.

Sulkuajan jännitteeseen liittyvät määrät

Kuvasta 3 voimme havaita seuraavan tapahtumasarjan yksityiskohtaisesti:

Virran nollakulmakulmat:
Virran nollakulmakulma tapahtuu joka 60 sekuntia. Kosketusten erottuessa lähimpänä seuraavaa nollakulmaa oleva osa yrittää ensin keskeyttää virran. Tässä tapauksessa vaiheen b osa, joka on lähimpänä ensimmäistä nollakulmaa, yrittää keskeyttää virran.

2. Ensimmäiset virran keskeyttämisyritykset:

Vaiheen b osa yrittää keskeyttää virran, mutta epäonnistuu, koska kosketukset ovat liian lähellä toisiaan kestääksesi väliaikaisen palautumisjännitteen (TRV), mikä johtaa uudelleen syttymiseen.
 Sen jälkeen vaiheen a osa yrittää myös keskeyttää virran, mutta samankaltaisesti epäonnistuu ja uudelleen syttyy.

3. Onnistunut virran keskeyttäminen:

 Lopulta vaiheen c osa onnistuu keskeyttämään virran, palauttaen järjestelmän TRV:hen ja vaihtelevaan palautumisjännitteeseen (AC palautumisjännitteeseen).

4. Väliaikainen palautumisjännite (TRV):

•  Määritelmä: TRV on väliaikainen heilahtelu, joka tapahtuu, kun sulkurin sähköpuolen jännite palautuu vika-ennen järjestelmän jännitteeseen.

• Käyttäytyminen: TRV heiluttaa AC palautumisjännitteen ympärillä, joka toimii kohdekohdan tai heilahduksen akselin. TRV:n huippuarvo riippuu piirin tynnyrityksestä.

• Heilahduskesto: Kuten aaltomuodosta näkyy, TRV heiluttaa neljäsosassa sähkövirran syklistä (eli 90 astetta).

• Vaikutus osiin: Ensimmäinen osa, joka tyhjentää (tässä tapauksessa vaihe c), altistuu korkeimpaan TRV:lle, koska se kokee koko väliaikaisen heilahduksen.

5.    Jälkimmäisten osien tyhjentäminen:

• Vaiheen a ja b osat tyhjentävät 90 astetta myöhemmin kuin vaihe c.

• Näillä osilla TRV-arvot ovat alhaisempia kuin vaiheen c kokemilla ja niillä on vastakkaiset polariteetit.

• AC palautumisjännite on linjajännite, jota kaksi vaihetta jakavat.