Classificació del Interruptor | Corrent de Tall i Establiment de Circuit Curt
La classificació d'un interruptor automàtic inclou:
Corrent de tall en curtcircuit nominal.
Corrent de creació en curtcircuit nominal.
Seqüència operativa nominal de l'interruptor automàtic.
Corrent de curt durada nominal.
Corrent de tall en curtcircuit de l'interruptor automàtic
Aquest és el màxim corrent de curtcircuit que un interruptor automàtic (IA) pot suportar abans de ser finalment esbrinat obrint els seus contactes.
Quan un curtcircuit flueix a través d'un interruptor automàtic, hi haurà tensions tèrmiques i mecàniques en les parts conductoras de l'interruptor. Si l'àrea de contacte i la secció transversal de les parts conductoras de l'interruptor automàtic no són prou grans, hi pot haver una possibilitat de daños permanents en l'isolament, així com en les parts conductoras de l'IA.
Segons la llei de Joule, l'augment de temperatura és directament proporcional al quadrat del corrent de curtcircuit, la resistència del contacte i la durada del corrent de curtcircuit. El corrent de curtcircuit continua fluixant a través de l'interruptor automàtic fins que el curtcircuit és esbrinat per l'operació d'obertura de l'interruptor automàtic.
Com que la tensió tèrmica en l'interruptor automàtic és proporcional al període de curtcircuit, la capacitat de tall de l'interruptor automàtic elèctric depèn del temps d'operació. A 160oC l'alumini esdevé malleable i perd la seva força mecànica, aquesta temperatura pot ser considerada com a límit de l'augment de temperatura dels contactes de l'interruptor durant el curtcircuit.
Per tant, la capacitat de tall en curtcircuit o corrent de tall en curtcircuit de l'interruptor automàtic es defineix com el màxim corrent que pot fluir a través de l'interruptor des de l'instant en què es produeix el curtcircuit fins a l'instant en què es treu el curtcircuit sense cap daño permanent en l'IA.
El valor del corrent de tall en curtcircuit es expressa en valors eficacs (RMS).
Durant el curtcircuit, l'IA no només està subjecte a tensions tèrmiques, sinó que també pateix greument de tensions mecàniques. Per tant, en determinar la capacitat de curtcircuit, també s'ha de tenir en compte la força mecànica de l'IA.
Per tant, per triar un interruptor automàtic adequat, és obvi determinar el nivell de falla en aquest punt del sistema on s'instal·larà l'IA. Un cop s'ha determinat el nivell de falla de qualsevol part de la transmissió elèctrica, és fàcil triar l'interruptor automàtic correctament classificat per a aquesta part de la xarxa.
Capacitat de creació en curtcircuit nominal
La capacitat de creació en curtcircuit de l'interruptor automàtic es expressa en valor màxim, no en valor eficàs com la capacitat de tall. Teòricament, en el moment de l'ocurrència d'un defecte en un sistema, el corrent de defecte pot augmentar al doble del seu nivell simètric de defecte.
En el moment de connectar un interruptor automàtic en condicions defectuosos del sistema, la part de curtcircuit del sistema es connecta a la font. El primer cicle del corrent durant el circuit és tancat per l'interruptor automàtic, té amplitud màxima. Això és aproximadament el doble de l'amplitud de la forma d'ona del corrent de defecte simètric.
Els contactes de l'interruptor han de suportar aquest valor màxim de corrent durant el primer cicle de la forma d'ona quan l'interruptor es tanca sota defecte. Basant-se en aquest fenomen mencionat, un interruptor seleccionat ha de tenir una capacitat de creació en curtcircuit nominal.
Com que la capacitat de creació en curtcircuit nominal de l'interruptor automàtic es expressa en el valor màxim, sempre és més gran que la capacitat de tall en curtcircuit nominal de l'interruptor automàtic. El valor normal de la capacitat de creació en curtcircuit és 2,5 vegades més gran que la capacitat de tall en curtcircuit. Això és vàlid tant per a l'interruptor automàtic estàndard com per a l'interruptor automàtic de control remot.
Seqüència operativa nominal o cicle de treball de l'interruptor automàtic
Aquesta és la exigència de treball mecànic del mecanisme d'operació de l'interruptor automàtic. La seqüència de treball nominal d'un interruptor automàtic s'ha especificat com:
On, O indica l'operació d'obertura de l'IA.
CO representa el temps d'operació de tancament, que és immediatament seguit per una operació d'obertura sense cap retard intencionat.
t’ és el temps entre dues operacions que és necessari per restaurar les condicions inicials i/o per prevenir un calentament excessiu de les parts conductoras de l'interruptor automàtic. t = 0,3 segons per a l'interruptor automàtic destinat a la primera reconnexió automàtica, si no s'especifica altrament.
Suposem que la seqüència de treball nominal d'un interruptor automàtic és:
Això significa que una operació d'obertura de l'interruptor automàtic és seguida per una operació de tancament després d'un interval de temps de 0,3 segons, i llavors l'interruptor automàtic torna a obrir sense cap retard intencionat. Després d'aquesta operació d'obertura, l'IA es tanca de nou després de 3 minuts i llavors es dispara instantàniament sense cap retard intencionat.
Corrent de curt durada nominal
Aquest és el límit de corrent que un interruptor automàtic pot portar de manera segura durant un temps específic sense cap daño en ell. Els interruptors automàtics no netejen el corrent de curtcircuit tan aviat com es produeix algun defecte en el sistema. Hi ha sempre alguns retards intencionats i no intencionats presents entre el moment de l'ocurrència del defecte i el moment de netejar el defecte per l'IA.
Aquest retard és degut al temps d'operació dels relès de protecció, el temps d'operació de l'interruptor automàtic i també pot haver-hi alguns retards intencionats imposats en el relè per una coordinació adequada de la protecció del sistema elèctric. Fins i tot si un interruptor automàtic no tripa, el defecte serà netejat pel següent interruptor automàtic posicionat més amunt.
En aquest cas, el temps de neteja del defecte és més llarg. Per tant, després del defecte, un interruptor automàtic ha de portar el curtcircuit durant cert temps. La suma de tots els retards no hauria de ser més gran de 3 segons; per tant, un interruptor automàtic hauria de ser capaç de portar un màxim corrent defectuós almenys durant aquest curt període de temps.
El corrent de curtcircuit pot tenir dos efectes majors a l'interior de l'interruptor automàtic.
Degut a l'alta corrent elèctrica, hi pot haver una alta tensió tèrmica en l'isolament i les parts conductoras de l'IA.
L'alta corrent de curtcircuit, produeix tensions mecàniques significatives en diferents parts conductoras de l'interruptor automàtic.
Un interruptor automàtic està dissenyat per suportar aquestes tensions. Però cap interruptor automàtic ha de portar un corrent de curtcircuit no més gran que el corrent per un període especificat. El corrent de curt durada nominal d'un interruptor automàtic és almenys igual al corrent de tall en curtcircuit nominal de l'interruptor automàtic.
Voltatge nominal de l'interruptor automàtic
El voltatge nominal de l'interruptor automàtic depèn del seu sistema d'isolament. Per a sistemes inferiors a 400 KV, l'interruptor automàtic està dissenyat per suportar un 10% sobre el voltatge normal del sistema. Per a sistemes superiors o iguals a 400 KV, l'isolament de l'interruptor automàtic hauria de ser capaç de suportar un 5% sobre el voltatge normal del sistema.
Això significa que el voltatge nominal de l'interruptor automàtic correspon al màxim voltatge del sistema. Això és perquè, en condicions de càrrega baixa o sense càrrega, el nivell de voltatge del sistema elèctric es permet augmentar fins al màxim voltatge de classificació del sistema.
Un interruptor automàtic també està subjecte a altres dues condicions de voltatge elevat.
La desconexió súbita d'una càrrega enorme per qualsevol causa, el voltatge impòsala l'IA i també entre els contactes quan l'IA està obert, pot ser molt més elevat en comparació amb el voltatge més elevat del sistema. Aquest voltatge pot ser de freqüència de potència però no roman per molt de temps ja que aquesta situació de voltatge elevat ha de ser netejada per l'equips de protecció.
Però un interruptor automàtic pot haver de suportar aquest voltatge de sobretensió de freqüència de potència durant la seva vida útil.
L'Interruptor Automàtic ha de estar classificat per la capacitat de suportar el voltatge de sobretensió de freqüència de potència per un temps específic només. Generalment, aquest temps és de 60 segons. Fer la capacitat de suportar el voltatge de sobretensió de freqüència de potència més de 60 segons no és econòmic i no és desitjat pràcticament, ja que totes les situacions anòmalies del sistema elèctric són definitivament netejades en un període molt més petit que 60 segons.Com altres aparells connectats al sistema elèctric, un interruptor automàtic també pot haver de enfrontar impulsos de llamp i impulsos de commutació durant la seva vida útil.
El sistema d'isolament de l'IA i el gap de contacte d'un IA obert han de suportar aquests impulsos de voltatge, l'amplitud d'aquesta pertorbació és molt elevada però extremadament transitoria. Per tant, un interruptor automàtic està dissenyat per suportar aquest voltatge pic d'impuls només durant un rang de microsegons.
