Pagsasalarawan ng mga pangunahing mga parinahan sa panahon ng pagbabago ng circuit breaker sa grid

Ang terminolohiya ng pagbabago ng circuit breaker maaaring maunawaan sa pamamagitan ng pag-consider ng isang aktwal na pangyayari.
Ipinalalatag ang mga Figura 1 hanggang 3 ang trace ng close-open (CO) three-phase unearthed fault current test sa isang vacuum circuit breaker (trace courtesy of KEMA).
Sa bawat figura, ang terminolohiya ay kasunod:

Sekwensya ng Pagtrip ng Circuit Breaker at Mga Nakakaugnay na Dami

Mula sa Figura 1, maaari nating mapagmasdan ang sumusunod na sekwensya ng mga pangyayari sa detalye:

1. Unang Estado:

• Nagsisimula ang circuit breaker sa bukas na posisyon.

• Inilapat ang isang closing signal sa closing coil upang simulan ang proseso ng pagbubukas.

2. Proseso ng Paggabayan:

Matapos ang maikling electrical delay, nagsisimulang gumalaw ang moving contact (tulad ng ipinapakita ng ilalim na kurba ng travel graph) at sa huli nakakakuha ng kontak sa stationary contacts. Ang sandali na ito ay tinatawag na contact engagement o contact closure. Sa praktikal, dahil sa pre-breakdown sa pagitan ng mga kontak, maaaring mangyari ang aktwal na electrical connection kaunti bago ang mechanical contact.

Ang interval ng oras sa pagitan ng pag-apply ng closing signal at ang sandali ng contact engagement ay kilala bilang mechanical closing time.

3. Saradong Estado at Fault Current:

• Kapag sarado na, nagdadala ang circuit breaker ng fault current. Inilapat ang isang tripping signal sa tripping coil, nagsisimula ng proseso ng pagbubukas (o tripping) ng circuit breaker.

• Matapos ang maikling electrical delay, nagsisimulang lumayo ang moving contact mula sa stationary contacts, nagresulta sa kanilang mechanical separation. Ang sandali na ito ay tinatawag na contact parting, contact separation, o contact opening.

• Ang interval ng oras sa pagitan ng pag-apply ng tripping signal at ang sandali ng contact parting ay kilala bilang mechanical opening time.

4. Ark Formation at Pag-interrupt ng Current:

• Nagtatagpo ang electric arc sa pagitan ng mga kontak habang sila'y naghihiwalay. Ang current ay subok na mag-interrupt sa mga zero-crossing points, unang sa phase b, kasunod ng phase a, at sa huli matagumpay sa phase c.

•  Ang phase c ang unang phase na makamit ang kompletong pag-interrupt, may ark duration (ang oras sa pagitan ng contact parting at current interruption) na humigit-kumulang sa kalahati ng cycle. Ang interrupting time (o breaker time) para sa phase c ay ang suma ng mechanical opening time at ark duration.

5. Distribusyon ng Current sa Panahon ng Pag-interrupt:

• Sa sandaling nagkaroon ng current interruption sa phase c, ang mga currents sa phases a at b ay lumilipat ng 30°, naging pantay ang laki ngunit magkaiba ang polarity. Ang current sa leading phase (phase a) ay may maikling half-cycle, samantalang ang current sa lagging phase (phase b) ay may mahabang half-cycle.

• Ang total clearing time ay ang suma ng mechanical opening time at maximum ark duration na naitala sa phase a o phase b.

Mga dami na may kaugnayan sa switching current ng circuit breaker:

Maaaring makita nang maingat sa Figura 2 na:

•  Para sa isang fault na nagsimula sa peak ng voltage, ang current ay simetrikal. Simetrikal ibig sabihin ang bawat half-cycle ng current, na tinatawag din na loop ng current, ay magkakatugma sa naunang half-cycle ng current. Ang current sa a-phase ay malapit na simetrikal dahil sa fault initiation bago ang peak ng voltage.

• Ang mga currents sa b-phase at c-phase ay asymmetrical at binubuo ng mahaba at maikling loops ng current, na tinatawag na major loops at minor loops, ayon sa pagkakabanggit.
  Pinakamalaking asymmetry kapag ang fault ay nagsimula sa zero crossing ng voltage.

Mga dami na may kaugnayan sa switching voltage ng circuit breaker

Mula sa Figura 3, maaari nating mapagmasdan ang sumusunod na sekwensya ng mga pangyayari sa detalye:

Current Zero Crossings:
Nangyayari ang isang current zero crossing bawat 60 segundo. Matapos ang mga kontak na hiwalay, ang pole na pinakamalapit sa susunod na zero crossing ay subok na mag-interrupt ng current unang-una. Sa kasong ito, ang b-phase pole, bilang pinakamalapit sa unang zero crossing, ay subok na mag-interrupt ng current.

2. Unang Subok na Pag-interrupt ng Current:

Subok na mag-interrupt ng current ang b-phase pole ngunit nabigo dahil ang mga kontak ay masyadong malapit upang matiis ang Transient Recovery Voltage (TRV), nagresulta sa re-ignition.
 Kasunod, ang a-phase pole ay subok rin na mag-interrupt ng current ngunit katulad na nabigo at re-ignite.

3. Matagumpay na Pag-interrupt ng Current:

 Sa wakas, ang c-phase pole ay matagumpay na nag-interrupt ng current, na nagbalik ang sistema sa TRV at alternating recovery voltage (AC recovery voltage).

4. Transient Recovery Voltage (TRV):

•  Pahayag: TRV ay ang transient oscillation na nangyayari habang ang voltage sa power side ng circuit breaker ay bumabalik sa pre-fault system voltage.

• Pag-uugali: Ang TRV ay umuugoy sa paligid ng AC recovery voltage, na siyang target point o axis ng oscillation. Ang peak value ng TRV ay depende sa damping sa circuit.

• Duration ng Oscillation: Tulad ng ipinapakita sa waveform, ang TRV ay umuugoy sa loob ng one-quarter ng power frequency cycle (i.e., 90 degrees).

• Epekto sa Poles: Ang unang pole na natanggal (sa kasong ito, ang c-phase) ay inekspondo sa pinakamataas na TRV, dahil ito ay naranasan ang buong transient oscillation.

5.    Pagsunod-sunod na Pagtanggal ng Pole:

• Ang a-phase at b-phase poles ay natanggal 90 degrees mas maaga kaysa sa c-phase.

• Para sa mga poles na ito, ang mga TRV values ay mas mababa kaysa sa naranasan ng c-phase at may kabaligtarang polarity.

• Ang AC recovery voltage ay ang line voltage, na ibinabahagi sa dalawang phases.