คำอธิบายปรากฏการณ์พื้นฐานระหว่างการเปลี่ยนสถานะของเบรกเกอร์ในระบบไฟฟ้า

Edwiin

ฟิลด์: สวิตช์ไฟฟ้า

China

ศัพท์เทคนิคการเปลี่ยนสถานะของตัวตัดวงจรสามารถเข้าใจได้โดยการพิจารณาเหตุการณ์จริง
รูปที่ 1 ถึง 3 แสดงลักษณะของการทดสอบกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการเปิด-ปิด (CO) ของวงจรสามเฟสที่ไม่ได้ต่อกราวด์ในตัวตัดวงจรแบบวัญญาณ (trace นี้มาจาก KEMA)
เมื่อดูแต่ละรูปภาพ ศัพท์เทคนิคจะมีดังนี้:

ลำดับการทำงานและการคำนวณค่าที่เกี่ยวข้องกับตัวตัดวงจร

จากภาพที่ 1 เราสามารถสังเกตลำดับเหตุการณ์ต่างๆ ได้ดังนี้:

1. สถานะเริ่มต้น:

ตัวตัดวงจรเริ่มต้นอยู่ในตำแหน่งเปิด
สัญญาณปิดถูกนำไปใช้ที่คอยล์ปิดเพื่อเริ่มกระบวนการปิด

2. กระบวนการปิด:

หลังจากความล่าช้าทางไฟฟ้าสั้นๆ ตัวติดต่อเคลื่อนที่เริ่มเคลื่อนที่ (ตามที่แสดงโดยเส้นโค้งด้านล่างของแผนภูมิการเดินทาง) และสุดท้ายก็ทำให้ติดต่อได้กับตัวติดต่อคงที่ ช่วงเวลานี้เรียกว่าการติดต่อหรือการปิดวงจร ในทางปฏิบัติ เนื่องจากมีการแตกตัวก่อนระหว่างตัวติดต่อ ความต่อเนื่องทางไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นก่อนการติดต่อทางกลไกเล็กน้อย

ช่วงเวลาตั้งแต่การใช้สัญญาณปิดจนถึงช่วงเวลานั้นเรียกว่าเวลาปิดทางกลไก

3. สถานะปิดและกระแสไฟฟ้าผิดปกติ:

เมื่อปิดแล้ว ตัวตัดวงจรจะนำกระแสไฟฟ้าผิดปกติ สัญญาณเปิดถูกนำไปใช้ที่คอยล์เปิด เพื่อเริ่มกระบวนการเปิด (หรือการเปิดวงจร) ของตัวตัดวงจร
หลังจากความล่าช้าทางไฟฟ้าสั้นๆ ตัวติดต่อเคลื่อนที่เริ่มแยกออกจากตัวติดต่อคงที่ ทำให้เกิดการแยกทางกลไก ช่วงเวลานี้เรียกว่าการแยกตัวติดต่อ การแยกตัวติดต่อ หรือการเปิดวงจร
ช่วงเวลาตั้งแต่การใช้สัญญาณเปิดจนถึงช่วงเวลานั้นเรียกว่าเวลาเปิดทางกลไก

4. การสร้างอาร์กและการหยุดกระแสไฟฟ้า:

อาร์กไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างตัวติดต่อขณะที่แยกออกจากกัน กระแสไฟฟ้าพยายามหยุดที่จุดครอสซิ่งศูนย์ แรกในเฟส b ตามด้วยเฟส a และสุดท้ายสำเร็จในเฟส c
เฟส c เป็นเฟสแรกที่สามารถหยุดกระแสได้อย่างสมบูรณ์ ด้วยระยะเวลาอาร์ก (เวลาระหว่างการแยกตัวติดต่อและหยุดกระแส) ประมาณครึ่งวงจร ระยะเวลาหยุด (หรือเรียกว่าเวลาตัดวงจร) สำหรับเฟส c คือผลรวมของเวลาเปิดทางกลไกและระยะเวลาอาร์ก

5. การกระจายกระแสไฟฟ้าขณะหยุด:

ขณะที่หยุดกระแสในเฟส c กระแสไฟฟ้าในเฟส a และ b เปลี่ยนแปลงไป 30° กลายเป็นเท่ากันแต่มีขั้วตรงข้าม กระแสไฟฟ้าในเฟสนำ (เฟส a) มีครึ่งวงจรที่สั้นลง ในขณะที่กระแสไฟฟ้าในเฟสตาม (เฟส b) มีครึ่งวงจรที่ยาวขึ้น
เวลาทำความสะอาดทั้งหมดคือผลรวมของเวลาเปิดทางกลไกและระยะเวลาอาร์กสูงสุดที่พบในเฟส a หรือเฟส b

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าในการเปลี่ยนสถานะของตัวตัดวงจร:

สามารถสังเกตได้ในรูปที่ 2 ว่า:

สำหรับความผิดปกติที่เกิดขึ้นที่แรงดันสูงสุด กระแสไฟฟ้าจะสมมาตร ความสมมาตรหมายความว่าครึ่งวงจรของกระแสไฟฟ้า (หรือวงจรวน) จะเหมือนกับครึ่งวงจรก่อนหน้า กระแสไฟฟ้าในเฟส a ใกล้เคียงกับความสมมาตรเนื่องจากความผิดปกติเริ่มต้นก่อนที่แรงดันจะสูงสุด
กระแสไฟฟ้าในเฟส b และ c ไม่สมมาตรและประกอบด้วยวงจรวนยาวและสั้น โดยเรียกว่าวงจรวนใหญ่และวงจรวนเล็กตามลำดับ
ความไม่สมมาตรสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อมีความผิดปกติที่แรงดันศูนย์

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าในการเปลี่ยนสถานะของตัวตัดวงจร

จากภาพที่ 3 เราสามารถสังเกตลำดับเหตุการณ์ต่างๆ ได้ดังนี้:

การครอสซิ่งศูนย์ของกระแสไฟฟ้า:
การครอสซิ่งศูนย์ของกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นทุก 60 วินาที หลังจากตัวติดต่อแยกออก ก้านที่ใกล้กับครอสซิ่งศูนย์ถัดไปจะพยายามหยุดกระแสไฟฟ้าก่อน ในกรณีนี้ ก้านเฟส b ที่ใกล้ที่สุดกับครอสซิ่งศูนย์แรก พยายามหยุดกระแสไฟฟ้า

2. การพยายามหยุดกระแสไฟฟ้าครั้งแรก:

ก้านเฟส b พยายามหยุดกระแสไฟฟ้าแต่ไม่สำเร็จเนื่องจากตัวติดต่อยังอยู่ใกล้กันมากเกินไป ไม่สามารถทนทานต่อแรงดันฟื้นฟูชั่วขณะ (TRV) ทำให้เกิดการเผาไหม้อีกครั้ง
ต่อมา ก้านเฟส a ก็พยายามหยุดกระแสไฟฟ้าเช่นกัน แต่ก็ไม่สำเร็จและเกิดการเผาไหม้อีกครั้ง

3. การหยุดกระแสไฟฟ้าสำเร็จ:

สุดท้าย ก้านเฟส c สามารถหยุดกระแสไฟฟ้าได้สำเร็จ ทำให้ระบบฟื้นฟูกลับสู่ TRV และแรงดันฟื้นฟูสลับ (AC recovery voltage)

4. แรงดันฟื้นฟูชั่วขณะ (TRV):

นิยาม: TRV คือการแกว่งชั่วขณะที่เกิดขึ้นขณะที่แรงดันบนฝั่งพลังงานของตัวตัดวงจรฟื้นฟูกลับสู่แรงดันระบบก่อนเกิดความผิดปกติ
พฤติกรรม: TRV แกว่งรอบแรงดันฟื้นฟูสลับ ซึ่งเป็นจุดเป้าหมายหรือแกนแกว่ง ค่าสูงสุดของ TRV ขึ้นอยู่กับการลดความสั่นสะเทือนในวงจร
ระยะเวลาการแกว่ง: จากคลื่นสัญญาณ TRV แกว่งภายในหนึ่งในสี่ของวงจรความถี่กำลัง (คือ 90 องศา)
ผลกระทบต่อก้าน: ก้านแรกที่สะอาด (ในกรณีนี้คือเฟส c) จะถูกกระทบด้วย TRV สูงสุด เนื่องจากประสบกับการแกว่งชั่วขณะเต็มที่

5. การทำความสะอาดก้านต่อมา: