Beskrivelse av de grunnleggende fenomenene under bryteres switching i nettverk

Bryterterminologi kan forstås ved å betrakte et faktisk hendelse.
Figurer 1 til 3 viser spor av en slå-åpne (CO) tre-fase ubelasted feilstrømtest på en vakuum bryter (spor vennligst fra KEMA).
Tar hver figur i sin tur, er terminologien som følger:

Bryteravbrytningssekvens og relaterte størrelser

Fra figur 1 kan vi observere følgende sekvens av hendelser i detalj:

1. Første tilstand:

• Bryteren starter i åpen posisjon.

• Et slåsignal sendes til slåspolen for å initiere slåoperasjonen.

2. Slåprosess:

Etter en kort elektrisk forsinkelse, begynner den bevegelige kontakten å bevege seg (som indikert av bunnen kurve av reisegrafen) og ender opp med å gjøre kontakt med de faste kontaktpunktene. Dette øyeblikket refereres til som kontaktengasjement eller kontaktlukking. I praksis, på grunn av forhåndsbrudd mellom kontaktene, kan den faktiske elektriske koblingen skje litt før den mekaniske kontakten.

Tidsrommet mellom anvendelsen av slåsignalet og øyeblikket for kontaktengasjement kalles den mekaniske slåtiden.

3. Lukket tilstand og feilstrøm:

• Når den er lukket, bærer bryteren feilstrømmen. Et avbrytningsignal sendes deretter til avbrytningspolen, som initierer åpningsprosessen (eller avbrytningsprosessen) for bryteren.

• Etter en kort elektrisk forsinkelse, begynner den bevegelige kontakten å bevege seg unna de faste kontaktpunktene, som resulterer i deres mekaniske separasjon. Dette øyeblikket refereres til som kontaktseparasjon, kontaktseparasjon eller kontaktåpning.

• Tidsrommet mellom anvendelsen av avbrytningsignalet og øyeblikket for kontaktseparasjon kalles den mekaniske åpnings tiden.

4. Bueformering og strømavbrytning:

• En elektrisk bu formes mellom kontaktene som de separerer. Strømmen forsøker å avbryte ved null-kryssingene, først i fase b, deretter i fase a, og til slutt vellykket i fase c.

•  Fase c er den første fasen som oppnår fullstendig avbrytning, med en budvarighet (tiden mellom kontaktseparasjon og strømavbrytning) på omtrent halv en syklus. Avbrytnings tiden (også kjent som brytertiden) for fase c er summen av den mekaniske åpnings tiden og budvarigheten.

5. Strømdistribusjon under avbrytning:

• Ved øyeblikket for strømavbrytning i fase c, forskyves strømmene i fase a og b med 30°, blir like store men motsatt polaritet. Strømmen i ledende fase (fase a) opplever en forkortet halvsyklus, mens strømmen i etterkommende fase (fase b) opplever en forlenget halvsyklus.

• Den totale røyknings tiden er summen av den mekaniske åpnings tiden og maksimal budvarighet observert i enten fase a eller fase b.

Strømrelaterte størrelser ved bryteravbrytning:

Det kan ses nøye i figur 2 at:

•  For en feil initiert ved spisse spenninger, vil strømmen være symmetrisk. Symmetrisk betyr at hvert halvsyklus av strømmen, også kjent som en strømløkke, vil være identisk med det foregående halvsyklus av strøm. Strømmen i fase a er nær symmetrisk som et resultat av feilinitiasjon akkurat før spisse spenningen.

• Strømmene i fase b og fase c er asymmetriske og består av lange og korte strømløkker, henholdsvis kjent som store løkker og små løkker.
  Maksimal asymmetri oppstår når feilen initiert ved en spenning null-kryssing.

Spenningsrelaterte størrelser ved bryteravbrytning

Fra figur 3 kan vi observere følgende sekvens av hendelser i detalj:

Strøm null-kryssinger:
En strøm null-kryssing forekommer hvert 60 sekunder. Etter at kontaktene separerer, vil polen nærmest neste null-kryssing forsøke å avbryte strømmen først. I dette tilfellet, fase b-pol, som er nærmest den første null-kryssingen, forsøker å avbryte strømmen.

2. Første forsøk på strømavbrytning:

Fase b-pol forsøker å avbryte strømmen, men mislykkes på grunn av kontaktene som er for nærme til å motstå den midlertidige gjenopprettings spenningen (TRV), noe som fører til genoppstart.
 Deretter forsøker fase a-pol også å avbryte strømmen, men mislykkes likt og genoppstar.

3. Vellykket strømavbrytning:

 Til slutt lykkes det for fase c-pol å avbryte strømmen, gjenoppretter systemet til TRV og alternerende gjenopprettings spenning (AC gjenopprettings spenning).

4. Midlertidig gjenopprettings spenning (TRV):

•  Definisjon: TRV er den midlertidige oscillasjonen som forekommer da spenningen på kraftside av bryteren gjenoppretter seg til systemets pre-feil spenning.

• Oppførsel: TRV oscillerer rundt AC gjenopprettings spenningen, som fungerer som målpunktet eller akse for oscillasjon. Toppverdien av TRV avhenger av dempingen i kretsen.

• Oscillasjons varighet: Som vist i bølgeformen, oscillerer TRV over en kvart del av en kraftfrekvenssyklus (altså 90 grader).

• Påvirkning på poler: Den første polen som klarer (i dette tilfellet, fase c) er utsatt for den høyeste TRV, da den opplever den fulle midlertidige oscillasjonen.

5.    Senere polens klaring:

• Fase a- og fase b-polene klarer 90 grader senere enn fase c.

• For disse polene, er TRV-verdiene lavere enn de opplevde av fase c og har motsatt polaritet.

• AC gjenopprettings spenningen er linjespenningen, delt mellom de to fasene.