Pagsusara ng Circuit Breaker | Maikling Kuryente sa Pagsira at Paggawa
Ang rating ng circuit breaker ay kasama ang:
Rated short circuit breaking current.
Rated short circuit making current.
Rated operating sequence of circuit breaker.
Rated short time current.
Short Circuit Breaking Current of Circuit Breaker
Ito ang pinakamataas na short circuit current na maaaring suportahan ng isang circuit breaker (CB) bago ito, sa wakas, maalis ang mga contact nito.
Kapag ang isang short circuit ay lumipas sa pamamagitan ng isang circuit breaker, may magiging thermal at mechanical stresses sa mga bahagi ng breaker na nagdadala ng kuryente. Kung ang contact area at cross-section ng mga conducting parts ng circuit breaker ay hindi sapat na malaki, maaari may pagkakataon ng permanenteng pinsala sa insulation at mga conducting parts ng CB.
Ayon sa Joule’s law of heating, ang pagtaas ng temperatura ay direktang proporsyonal sa kwadrado ng short circuit current, contact resistance, at duration ng short circuit current. Ang short circuit current ay patuloy na lumilipas sa pamamagitan ng circuit breaker hanggang sa maalis ang short circuit sa pamamagitan ng pagsasara ng circuit breaker.
Dahil ang thermal stress sa circuit breaker ay proporsyonal sa panahon ng short circuit, ang breaking capacity ng electrical circuit breaker ay depende sa operating time. Sa 160oC, ang aluminum ay naging soft at nawalan ng mechanical strength, ang temperatura na ito maaaring gamitin bilang limit ng pagtaas ng temperatura ng breaker contacts sa panahon ng short circuit.
Kaya ang short circuit breaking capacity o short circuit breaking current of circuit breaker ay inilalarawan bilang pinakamataas na kuryente na maaaring lumipas sa breaker mula sa oras ng pagkakaroon ng short circuit hanggang sa oras ng pag-clear ng short circuit nang walang anumang permanenteng pinsala sa CB.
Ang halaga ng short circuit breaking current ay ipinapahayag sa RMS.
Sa panahon ng short circuit, ang CB ay hindi lamang pinaglabanan ng thermal stress, ito din ay sobrang nasasaktan mula sa mechanical stresses. Kaya sa pagtukoy ng short circuit capacity, inaangkin din ang mechanical strength ng CB.
Kaya para sa tamang pagpili ng circuit breaker, mahalaga na matukoy ang fault level sa partikular na punto ng sistema kung saan ilalagay ang CB. Kapag natukoy na ang fault level ng anumang bahagi ng electrical transmission, madali na ang pagpili ng tamang rated circuit breaker para sa bahaging ito ng network.
Rated Short Circuit Making Capacity
Ang short circuit making capacity ng circuit breaker ay ipinapahayag sa peak value, hindi sa rms value tulad ng breaking capacity. Teoretikal na sa oras ng pagkakaroon ng fault sa isang sistema, ang fault current ay maaaring tumaas hanggang sa dalawang beses ng symmetrical fault level nito.
Sa oras ng pag-switch on ng isang circuit breaker sa faulty condition ng sistema, ang short circuit portion ng sistema na konektado sa source. Ang unang cycle ng kuryente sa panahon ng pag-close ng circuit breaker, ay may maximum amplitude. Ito ay humigit-kumulang dalawang beses ng amplitude ng symmetrical fault current waveform.
Ang mga contact ng breaker ay kailangang suportahan ang pinakamataas na halaga ng kuryente sa unang cycle ng waveform kapag nakasara ang breaker sa ilalim ng fault. Batay sa nabanggit na phenomenon, ang napiling breaker ay dapat rated na may short circuit making capacity.
Dahil ang rated short circuit making current ng circuit breaker ay ipinapahayag sa maximum peak value, ito ay palaging mas mataas kaysa sa rated short circuit breaking current ng circuit breaker. Ang normal na halaga ng short circuit making current ay 2.5 beses mas mataas kaysa sa short circuit breaking current. Ito ay totoo para sa parehong standard at remote control circuit breaker.
Rated Operating Sequence or Duty Cycle of Circuit Breaker
Ito ang mechanical duty requirement ng circuit breaker operating mechanism. Ang sequence ng rated operating duty ng isang circuit breaker ay ipinahayag bilang:
Kung saan, O nangangahulugan ng opening operation ng CB.
CO nangangahulugan ng closing operation time na agad-agad sinusundan ng isang opening operation nang walang intentional time delay.
t’ ang pagitan ng dalawang operations na kinakailangan upang ibalik ang initial conditions at/o upang iwasan ang labis na pag-init ng mga conducting parts ng circuit breaker. t = 0.3 sec para sa circuit breaker na intended for first auto re-closing duty, kung hindi naman ibinigay ang ibang specification.
Halimbawa, ang rated duty circle ng isang circuit breaker ay:
Ito nangangahulugan na ang isang opening operation ng circuit breaker ay sinusundan ng isang closing operation pagkatapos ng 0.3 second, at pagkatapos ay muling bubuksan ang circuit breaker nang walang intentional time delay. Pagkatapos ng opening operation, muling isinasara ang CB pagkatapos ng 3 minuto at agad-agad ito'y trip nang walang intentional time delay.
Rated Short Time Current
Ito ang limit ng kuryente na maaaring ligtas na dalhin ng isang circuit breaker para sa tiyak na panahon nang walang pinsala. Ang mga circuit breakers ay hindi agad nag-clear ng short circuit current sa sandaling may fault sa sistema. Mayroon palaging intentional at unintentional time delays sa pagitan ng oras ng pagkakaroon ng fault at oras ng pag-clear ng fault ng CB.
Ang delay na ito ay dahil sa oras ng operation ng protection relays, oras ng operation ng circuit breaker, at maaaring may intentional time delay na inilapat sa relay para sa proper coordination ng power system protection. Kahit na ang circuit breaker ay hindi nag-trip, ang fault ay maalis ng susunod na mas mataas na positioned circuit breaker.
Sa kasong ito, ang fault clearing time ay mas mahaba. Kaya, pagkatapos ng fault, kailangang dalhin ng isang circuit breaker ang short circuit para sa tiyak na panahon. Ang sumusunod ng lahat ng time delays ay hindi dapat hihigit sa 3 seconds; kaya ang isang circuit breaker ay dapat maaaring dalhin ang maximum faulty current para sa kaunti lang na panahon na ito.
Ang short circuit current maaaring magkaroon ng dalawang pangunahing epekto sa loob ng isang circuit breaker.
Dahil sa mataas na electric current, maaaring magkaroon ng mataas na thermal stress sa insulation at conducting parts ng CB.
Ang mataas na short circuit current, gumagawa ng significant mechanical stresses sa iba't ibang current carrying parts ng circuit breaker.
Ang isang circuit breaker ay disenyo upang makatipon sa mga stress na ito. Ngunit walang circuit breaker ang dapat dalhin ang short circuit current nang higit pa sa current para sa tiyak na maikling panahon. Ang rated short time current ng isang circuit breaker ay kahit saan ay katumbas ng rated short circuit breaking current ng circuit breaker.
Rated Voltage of Circuit Breaker
Ang rated voltage ng circuit breaker ay depende sa kanyang insulation system. Para sa mga sistema na mas mababa sa 400 KV, ang circuit breaker ay disenyo upang makatipon ng 10% sa itaas ng normal na sistema voltage. Para sa mga sistema na 400 KV o mas mataas, ang insulation ng circuit breaker ay dapat maaaring makatipon ng 5% sa itaas ng normal na sistema voltage.
Ito nangangahulugan na ang rated voltage ng circuit breaker ay tumutugon sa pinakamataas na sistema voltage. Ito ay dahil sa no load o small load condition, ang voltage level ng power system ay pinahihintulutan na tumaas hanggang sa pinakamataas na voltage rating ng sistema.
Isang circuit breaker ay rin nasa ilalim ng dalawang iba pang mataas na voltage conditions.
Sudden disconnection ng malaking load para sa anumang ibang dahilan, ang voltage na inilapat sa CB at sa pagitan ng mga contact kapag bukas ang CB, maaaring masyadong mataas kumpara sa mas mataas na sistema voltage. Ang voltage na ito maaaring maging power frequency ngunit hindi mananatili sa mahabang panahon dahil ang high voltage situation na ito ay dapat maalis ng protective switchgear.
Ngunit ang isang circuit breaker ay maaaring kailangang makatipon sa power frequency over voltage, sa loob ng normal life span nito.
Ang Circuit Breaker ay dapat rated para sa power frequency withstands voltage para sa tiyak na panahon lamang. Karaniwan ang panahon ay 60 seconds. Ang paggawa ng power frequency withstand capacity, higit pa sa 60 second ay hindi ekonomiko at hindi praktikal na kailangan dahil lahat ng abnormal situations ng electrical power system ay tiyak na maalis sa mas maikling panahon kaysa sa 60 seconds.Tulad ng iba pang aparato na konektado sa power system, ang isang circuit breaker ay maaaring maging harap sa lighting impulse at switching impulses sa loob ng buhay nito.
Ang insulation system ng CB at contact gap ng isang open CB ay kailangang makatipon sa mga impulse voltage waveform amplitude ng disturbance na ito ay napakataas pero napakabilis sa nature. Kaya ang isang circuit breaker ay disenyo upang makatipon sa microsecond range lang ng impulse peaky voltage.
