Lüliti tugevus | Lühitee lõhkuja ja loojakuur
Katkeaja hinnang sisaldab:
Hinnatud lühikeste ümberlüliti tegeliku katkeseadme.
Hinnatud lühikeste ümberlüliti tekitamise võime.
Hinnatud katkeseadme töötlemise järjekord.
Lühiajaline vool.
Katkeseadme lühikese katkeseadme vool
See on maksimaalne lühikese vool, mida katkeseade (CB) suudab taluda enne, kui see viimaks välja selgeks muutub.
Kui lühikese vool läbib katkeseadet, tekivad selle voolavate osade sees soojuslikud ja mehaanilised pinged. Kui kontaktala ja juhtiva osa ristlõige ei ole piisavalt suured, võib insulatsioonile ja katkeseadme juhtivatel osadel olla püsiva kahju oht.
Joule'i soojumise seaduse kohaselt on temperatuuri tõus lineaarselt proportsionaalne lühikese vooli ruuduga, kontaktresistentsiga ja lühikese vooli kestusega. Lühikese vool jätkab katkeseadme läbimist, kuni lühike katkestatakse katkeseadme avamisel.
Kuna katkeseadme soojuslik pingelinevus on proportsionaalne lühikese kestusega, sõltub elektrilise katkeseadme murdmine selle tööajast. 160°C korral muutub alumiinium peeneks ja kaotab oma mehaanilise tugevuse, seda temperatuuri võib võtta piirina katkeseadme kontaktide temperatuuritõusu ajal.
Seega on lühikese katkeseadme võime või katkeseadme lühikese vool defineeritud kui maksimaalne vool, mis saab katkeseadme läbi vedada lühikese ilmnemise hetkest kuni lühikese kustutamiseni ilma katkeseadmes kahjustuseta.
Lühikese vooli väärtus väljendatakse RMS-is.
Lühikese ajal on katkeseade mitte ainult soojuslikele, vaid ka tõsistele mehaanilistele pingetele. Seetõttu arvestatakse lühikese võime määramisel ka katkeseadme mehaanilist tugevust.
Seega on õigem valik katkeseadme jaoks kindlaks määrata süsteemi osa, kus CB paigutatakse. Kui on määratletud mingi osa elektrilise edastamise veafrekvens, on lihtne valida õige hinnatud katkeseade selle võrgu osa jaoks.
Hinnatud lühikese vooli tekitamise võime
Katkeseadme lühikese vooli tekitamise võime väljendatakse maksimaalses väärtuses, mitte RMS-is nagu murdamise võime. Teoreetiliselt võib süsteemi vea ilmnemise hetkel vool kasvada kaks korda oma sümmeetrilise veataseme kõrguseks.
Süsteemi veaolukorra ajal, kui katkeseade sulgeb, on lühikese osa süsteem allikaga ühendatud. Esimene tsükkel, mil circuit breaker sulgeb, on maksimaalne amplituudiga. See on umbes kaks korda suurem kui sümmeetrilise veavooli amplituud.
Katkeseadme kontaktid peavad taluma selle vooli maksimaalse väärtuse esimese tsükli ajal, kui katkeseade sulgeb veaolukorras. Selle põhjal tuleks valitud katkeseade hinnata lühikese vooli tekitamise võimega.
Kuna katkeseadme lühikese vooli tekitamise võime väljendatakse maksimaalses väärtuses, on see alati suurem kui katkeseadme lühikese vooli murdamise võime. Tavaline väärtus on 2,5 korda suurem kui lühikese vooli murdamise võime. See kehtib nii standardsete kui ka eemalt juhitava katkeseadme jaoks.
Hinnatud töötsükkel või töötsükkel katkeseadme jaoks
See on katkeseadme töömekhanismi mehaaniline nõue. Katkeseadme hinnatud töötsükli järjekord on määratletud kui:
Kus, O tähistab katkeseadme avamise operatsiooni.
CO tähistab sulgemise operatsiooni, mis järgneb kohe avamise operatsioonile ilma tahaliku viivitusega.
t’ on aeg kahe operatsiooni vahel, mis on vajalik algse olukorra taastamiseks ja/või katkeseadme juhtivate osade ebaproportsionaalse soojenemise vältimiseks. t = 0,3 sekundit katkeseadme jaoks, mis on mõeldud esimese automaatse uuesti sulgemiseks, kui see muul moel ei ole määratud.
Oletame, et katkeseadme hinnatud töötsükkel on:
See tähendab, et katkeseadme avamise operatsioon järgneb sulgemise operatsioonile 0,3 sekundi pärast, ja siis katkeseade avaneb uuesti ilma tahaliku viivitusega. Pärast seda avamise operatsiooni sulgub CB uuesti 3 minuti pärast ja siis kohe trippub ilma tahaliku viivitusega.
Hinnatud lühiajaline vool
See on vool, mida katkeseade saab turvaliselt vedada mõne konkreetse aja jooksul ilma kahjustuseta. Katkeseaded ei selgesta lühikese vooli kohe, kui süsteemis ilmneb viga. Siin on alati mõned tahalikud ja tahatused viivitused viga ilmnemise hetkest kuni viga selgeks muutub.
Viivitus on tingitud kaitserelide tööajast, katkeseadme tööajast ja võib olla ka mõni tahalik viivitus relis, et tagada elektrisüsteemi kaitse korrektne kooskõlastamine. Isegi kui katkeseade ei trippu, selgeks muutub viga järgmise kõrgemalt asuvate katkeseadmega.
Sellisel juhul on viga selgestamine aeglane. Seega peab katkeseade pärast vigu vedama lühikese vooli mõne aja jooksul. Kõigi viivituste summa ei tohi olla rohkem kui 3 sekundit, seega peaks katkeseade olema võimeline vedama maksimaalset vigastunud vooli vähemalt selle lühiajalise perioodi jooksul.
Lühikese vool võib katkeseadmes tekitada kaks peamist mõju.
Kõrge elektrivool võib tekitada suure soojuspinge insulatsioonis ja katkeseadme juhtivates osades.
Kõrge lühikese vool tekitab olulisi mehaanilisi pingete erinevates katkeseadme juhtivates osades.
Katkeseade on disainitud, et taluda need pinged. Kuid ükski katkeseade ei pea vedama lühikese vooli enam kui mõnda määratud lühiajalise perioodi. Katkeseadme hinnatud lühiajaline vool on vähemalt võrdne katkeseadme lühikese vooli murdamise võimega.
Katkeseadme hinnatud pingelinevus
Katkeseadme hinnatud pingelinevus sõltub selle insulatsioonisüsteemist. Allpool 400 KV süsteemide korral on katkeseade disainitud, et taluda 10% normaalsest süsteemi pingest. Üle või võrdne 400 KV süsteemide korral peaks katkeseadme insulatsioon olema võimeline taluma 5% normaalsest süsteemi pingest.
See tähendab, et katkeseadme hinnatud pingelinevus vastab kõrgeimale süsteemi pingele. See on sellega seotud, et väikese või puuduvase laadi korral lubatakse süsteemi pingelinevuse tõusta kõrgeimatele süsteemi pingelinevuse tasemed.
Katkeseade on ka alaliselt kahel muul kõrgepingelisel tingimusel.
Suure laadi ootamatuteks põhjenditeks toimuv äkiliseks väljamääramine võib tekitada katkeseadme ja tema kontaktide vahel väga kõrget pinget võrreldes süsteemi kõrgeimate pingelinevustega. See pinge võib olla võrkfrekventsi, kuid see ei jää pikaks aja jooksul, sest see kõrgepingeline olukord tuleb selgeks muuta kaitsekitsenditega.
Aga katkeseade võib pidada taluma seda võrkfrekventsi pinge, mille aeg on spetsifiline. Tavaliselt on aeg 60 sekundit. Võrkfrekventsi pinge, mis on suurem kui 60 sekundit, ei ole majanduslik ega praktikas soovitav, kuna kõik elektrisüsteemi ebakindlad olukorrad on kindlasti selgeks muutunud palju lühema aja jooksul kui 60 sekundit.Nagu muud elektrisüsteemiga ühendatud seadmed, võib katkeseade elu jooksul silmitseda ka ligipääsuimpulsse ja käitusimpulsse.
Katkeseadme insulatsioonisüsteem ja avatud katkeseadme kontaktide vahepeal tuleb taluda neid impulspingeid, mille amplituud on väga kõrge, kuid väga ajutine naturaalselt. Seega on katkeseade disainitud, et taluda see impulspinge mikrosekundite jooksul.
