Оцена на автоматичен предпазен ключ | Събиране и разбиране на тока при кратко замыкание
Класификацията на предпазния пръснател включва:
Номинална токова стойност за прекъсване на краткосрочен замыкание.
Номинална токова стойност за установяване на краткосрочен замыкание.
Номинална оперативна последователност на предпазния пръснател.
Номинална токова стойност за кратко време.
Токова стойност за прекъсване на краткосрочно замыкание на предпазния пръснател
Това е максималният ток на краткосрочното замыкание, който предпазният пръснател (CB) може да издържи, преди да бъде окончателно изчистен чрез отваряне на контактите си.
Когато токът на краткосрочното замыкание протича през предпазния пръснател, във водещите части на пръснателя се появяват термални и механични напрежения. Ако площта на контактите и сечението на проводящите части на предпазния пръснател не са достатъчно големи, има риск от постоянната повреда на изолацията, както и на проводящите части на CB.
Според законите на Йоул температурата се увеличава пропорционално на квадрата на тока на краткосрочното замыкание, контактното съпротивление и продължителността на тока на краткосрочното замыкание. Токът на краткосрочното замыкание продължава да протича през предпазния пръснател, докато краткосрочното замыкание не бъде изчистено чрез операцията за отваряне на предпазния пръснател.
Тъй като термалното напрежение в предпазния пръснател е пропорционално на периода на краткосрочното замыкание, капацитетът за прекъсване на електрическия предпазен пръснател зависи от оперативното време. При 160oC алюминият става мек и губи механичната си устойчивост, тази температура може да се приеме като граница на температурното увеличение на контактите на пръснателя при краткосрочното замыкание.
Следователно капацитетът за прекъсване на краткосрочното замыкание или токова стойност за прекъсване на краткосрочното замыкание на предпазния пръснател се дефинира като максимален ток, който може да протече през пръснателя от момента на възникване на краткосрочното замыкание до момента на изчистване на краткосрочното замыкание без никакви постоянни повреди в CB.
Стойността на тока за прекъсване на краткосрочното замыкание се изразява в RMS.
По време на краткосрочното замыкание, CB не е подложен само на термално напрежение, но и сериозно страда от механични напрежения. Затова при определянето на капацитета за краткосрочното замыкание, се взима предвид и механичната устойчивост на CB.
Затова за избор на подходящ предпазен пръснател е очевидно да се определи нивото на дефекта в тази точка на системата, където CB трябва да бъде инсталиран. След като се определи нивото на дефекта на всяка част от електрическата передача, е лесно да се избере правилно класифицираният предпазен пръснател за тази част от мрежата.
Номинална токова стойност за установяване на краткосрочното замыкание
Токовата стойност за установяване на краткосрочното замыкание на предпазния пръснател се изразява в пикови стойности, а не в RMS стойности, както капацитетът за прекъсване. Теоретично в момент на възникване на дефект в системата, токът на дефекта може да се увеличи до два пъти от неговото симетрично ниво на дефекта.
В момент на включване на предпазния пръснател във фалшиво състояние на системата, частта на системата, свързана с краткосрочното замыкание, е свързана с източника. Първият цикъл на тока по време на затваряне на предпазния пръснател, има максимална амплитуда. Това е около два пъти по-голяма от амплитудата на симетричен ток на дефекта.
Контактите на пръснателя трябва да издържат тази най-висока стойност на тока по време на първия цикъл на вълната, когато пръснателят е затворен под дефект. На основата на този описан феномен, избраният пръснател трябва да бъде класифициран с токова стойност за установяване на краткосрочното замыкание.
Тъй като номиналната токова стойност за установяване на краткосрочното замыкание на предпазния пръснател се изразява в максимални пикови стойности, тя винаги е по-голяма от номиналната токова стойност за прекъсване на краткосрочното замыкание на предпазния пръснател. Нормалната стойност на токова стойност за установяване на краткосрочното замыкание е 2,5 пъти по-голяма от токова стойност за прекъсване на краткосрочното замыкание. Това е вярно както за стандартни, така и за дистанционно управляеми предпазни пръснатели.
Номинална оперативна последователност или цикъл на работа на предпазния пръснател
Това е механично задължение на механизма за управление на предпазния пръснател. Последователността на номиналната оперативна дейност на предпазния пръснател е определена като:
Където, O означава операция за отваряне на CB.
CO представлява времето за операция за затваряне, което веднага следва от операция за отваряне без намерен временен отлагане.
t’ е времето между две операции, необходимо за възстановяване на началните условия и/или за предотвратяване на непропорционално затопляне на проводящите части на предпазния пръснател. t = 0.3 секунди за предпазния пръснател, предназначен за първо автоматично повторно затваряне, ако не е друго посочено.
Предположим, че номиналният цикъл на работа на предпазния пръснател е:
Това означава, че операцията за отваряне на предпазния пръснател е следвана от операция за затваряне след интервал от 0.3 секунди, и след това предпазният пръснател отново се отваря без намерено временен отлагане. След тази операция за отваряне, CB отново се затваря след 3 минути и след това моментално се спуска без намерено временен отлагане.
Номинална токова стойност за кратко време
Това е токовата граница, която предпазният пръснател може да носи безопасно за определено специфично време без никакви повреди. Предпазните пръснатели не изчистват тока на краткосрочното замыкание веднага след възникването на дефект в системата. Винаги има намерени и ненамерени временни забавяния между момент на възникване на дефект и момент на изчистване на дефекта от CB.
Това забавяне е поради времето за операция на защитни реле, времето за операция на предпазния пръснател и може да има някакво намерено временна забавяне, наложено в реле за правилна координация на защитата на електроенергийната система. Даже ако предпазният пръснател не успее да се спусне, дефектът ще бъде изчистен от следващия по-високо разположен предпазен пръснател.
В този случай времето за изчистване на дефекта е по-дълго. Следователно, след дефект, предпазният пръснател трябва да носи тока на краткосрочното замыкание за определено време. Сумата от всички временни забавяния не трябва да надхвърля 3 секунди; следователно предпазният пръснател трябва да бъде способен да носи максимален дефектен ток за поне този кратък период от време.
Токът на краткосрочното замыкание може да има два основни ефекта вътре в предпазния пръснател.
Поради високия електрически ток, може да има високи термални напрежения в изолацията и проводящите части на CB.
Високият ток на краткосрочното замыкание, произвежда значителни механични напрежения в различните проводящи части на предпазния пръснател.
Предпазният пръснател е проектиран да издържа тези напрежения. Но никой предпазен пръснател не трябва да носи ток на краткосрочното замыкание повече от тока за определен кратък период. Номиналната токова стойност за кратко време на предпазния пръснател е поне равна на номиналната токова стойност за прекъсване на краткосрочното замыкание на предпазния пръснател.
Номинално напрежение на предпазния пръснател
Номиналното напрежение на предпазния пръснател зависи от неговата изолационна система. За системи под 400 KV, предпазният пръснател е проектиран да издържа 10% над нормалното системно напрежение. За системи над или равно на 400 KV изолацията на предпазния пръснател трябва да бъде способна да издържа 5% над нормалното системно напрежение.
Това означава, че номиналното напрежение на предпазния пръснател съответства на най-високото системно напрежение. Това е така, защото по време на безнагрузково или малко нагруженото състояние, напрежението на електроенергийната система е позволено да се повиши до най-високото напрежение на системата.
Предпазният пръснател е подложен и на други две високонапреженчески условия.
Бързо отстраняване на огромна нагрузка по друга причина, напрежението, наложено върху CB и между контактите, когато CB е отворен, може да бъде много високо в сравнение с по-високото системно напрежение. Това напрежение може да бъде на силова честота, но не остава за много дълго време, тъй като тази ситуация с високо напрежение трябва да бъде изчистена от защитната апаратура.
Но предпазният пръснател може да трябва да издържа това напрежение на силова честота по време на неговия нормален живот.
Предпазният пръснател трябва да бъде класифициран за напрежение на силова честота, което може да издържи за определено време само. Обикновено това време е 60 секунди. Правенето на напрежение на силова честота, което може да издържа повече от 60 секунди, не е икономично и не е практически желано, тъй като всички аномални ситуации на електроенергийната система определено са изчистени в много по-кратък период от 60 секунди.Както и другите устройства, свързани с електроенергийната система, предпазният пръснател може да трябва да се справи с импулсни напрежения и
