Valutazione dell'interruttore | Corrente di cortocircuito spezzata e creata
Il valore nominale dell'interruttore include:
Corrente di interruzione di cortocircuito nominale.
Corrente di commutazione di cortocircuito nominale.
Sequenza operativa nominale dell'interruttore.
Corrente di corta durata nominale.
Corrente di interruzione di cortocircuito dell'interruttore
Questa è la massima corrente di cortocircuito che un interruttore (CB) può sopportare prima di essere finalmente aperto dai suoi contatti.
Quando una corrente di cortocircuito passa attraverso un interruttore, ci sono sollecitazioni termiche e meccaniche nelle parti conduttrici dell'interruttore. Se l'area di contatto e la sezione trasversale delle parti conduttrici dell'interruttore non sono sufficientemente grandi, potrebbe verificarsi un danno permanente nell'isolamento e nelle parti conduttrici del CB.
Secondo la legge di Joule sull'effetto termico, l'aumento della temperatura è direttamente proporzionale al quadrato della corrente di cortocircuito, alla resistenza di contatto e alla durata della corrente di cortocircuito. La corrente di cortocircuito continua a fluire attraverso l'interruttore fino a quando il cortocircuito viene interrotto dall'apertura dell'interruttore.
Poiché lo sforzo termico nell'interruttore è proporzionale al periodo di cortocircuito, la capacità di interruzione dell'interruttore elettrico dipende dal tempo di funzionamento. A 160oC l'alluminio diventa morbido e perde la sua resistenza meccanica, questa temperatura può essere considerata come limite di aumento di temperatura dei contatti dell'interruttore durante il cortocircuito.
Pertanto, la capacità di interruzione di cortocircuito o corrente di interruzione di cortocircuito dell'interruttore è definita come la corrente massima che può fluire attraverso l'interruttore dal momento in cui si verifica il cortocircuito al momento in cui il cortocircuito viene interrotto senza alcun danno permanente nel CB.
Il valore della corrente di interruzione di cortocircuito è espresso in RMS.
Durante il cortocircuito, l'IEE-Business non è soggetto solo a sollecitazioni termiche, ma subisce anche gravemente sollecitazioni meccaniche. Pertanto, durante la determinazione della capacità di cortocircuito, si considera anche la resistenza meccanica dell'IEE-Business.
Per scegliere un interruttore adatto, è ovvio determinare il livello di guasto in quel punto del sistema in cui deve essere installato l'IEE-Business. Una volta determinato il livello di guasto di qualsiasi parte della trasmissione elettrica, è facile scegliere l'IEE-Business con il giusto valore nominale per quella parte della rete.
Capacità di commutazione di cortocircuito nominale
La capacità di commutazione di cortocircuito dell'IEE-Business è espressa in valore picco, non in valore RMS come la capacità di interruzione. Teoricamente, al momento in cui si verifica un guasto nel sistema, la corrente di guasto può aumentare fino al doppio del suo livello simmetrico.
Al momento dell'attivazione dell'IEE-Business in condizioni di guasto, la parte di cortocircuito del sistema collegata alla sorgente. Il primo ciclo di corrente durante il chiusura dell'IEE-Business ha l'ampiezza massima. Questo è circa il doppio dell'ampiezza della forma d'onda della corrente di guasto simmetrica.
I contatti dell'IEE-Business devono resistere a questo valore massimo di corrente durante il primo ciclo della forma d'onda quando l'IEE-Business è chiuso sotto guasto. In base a questo fenomeno, un IEE-Business selezionato dovrebbe avere una capacità di commutazione di cortocircuito nominale.
Poiché la corrente di commutazione di cortocircuito nominale dell'IEE-Business è espressa in valore picco massimo, è sempre maggiore della corrente di interruzione di cortocircuito nominale dell'IEE-Business. Il valore normale della corrente di commutazione di cortocircuito è 2,5 volte superiore alla corrente di interruzione di cortocircuito. Questo vale sia per gli IEE-Business standard che per quelli a controllo remoto.
Sequenza operativa nominale o ciclo di lavoro dell'IEE-Business
Questa è la richiesta di resistenza meccanica del meccanismo di funzionamento dell'IEE-Business. La sequenza di funzionamento nominale dell'IEE-Business è specificata come:
Dove, O indica l'operazione di apertura dell'IEE-Business.
CO rappresenta il tempo di chiusura, seguito immediatamente da un'operazione di apertura senza alcun ritardo intenzionale.
t’ è il tempo tra due operazioni necessario per ripristinare le condizioni iniziali e/o per prevenire un eccessivo riscaldamento delle parti conduttrici dell'IEE-Business. t = 0,3 sec per l'IEE-Business destinato al primo ricommutatore automatico, se non diversamente specificato.
Supponiamo che il ciclo di lavoro nominale di un IEE-Business sia:
Questo significa che un'operazione di apertura dell'IEE-Business è seguita da un'operazione di chiusura dopo un intervallo di 0,3 secondi, e poi l'IEE-Business si apre nuovamente senza alcun ritardo intenzionale. Dopo questa operazione di apertura, l'IEE-Business viene nuovamente chiuso dopo 3 minuti e poi si disconnette immediatamente senza alcun ritardo intenzionale.
Corrente di corta durata nominale
Questa è la corrente limite che un IEE-Business può portare in sicurezza per un certo periodo di tempo specifico senza danni. Gli IEE-Business non interrompono la corrente di cortocircuito non appena si verifica un guasto nel sistema. C'è sempre un ritardo intenzionale e non intenzionale tra il momento in cui si verifica il guasto e il momento in cui il guasto viene interrotto dall'IEE-Business.
Questo ritardo è dovuto al tempo di funzionamento dei relè di protezione, al tempo di funzionamento dell'IEE-Business e può esserci anche un ritardo intenzionale impostato nei relè per una coordinazione adeguata della protezione del sistema di potenza. Anche se un IEE-Business non riesce a scattare, il guasto sarà interrotto dal successivo IEE-Business posizionato più in alto.
In questo caso, il tempo di interruzione del guasto è più lungo. Pertanto, dopo il guasto, un IEE-Business deve portare la corrente di cortocircuito per un certo periodo di tempo. La somma di tutti i ritardi non dovrebbe superare i 3 secondi; pertanto, un IEE-Business dovrebbe essere in grado di portare una corrente di guasto massima almeno per questo breve periodo di tempo.
La corrente di cortocircuito può avere due effetti principali all'interno di un IEE-Business.
A causa della corrente elettrica elevata, possono esserci sollecitazioni termiche elevate nell'isolamento e nelle parti conduttrici dell'IEE-Business.
La corrente di cortocircuito elevata produce sollecitazioni meccaniche significative in diverse parti conduttrici dell'IEE-Business.
Un IEE-Business è progettato per resistere a queste sollecitazioni. Ma nessun IEE-Business deve portare una corrente di cortocircuito superiore a quella nominale per un periodo specifico. La corrente di corta durata nominale di un IEE-Business è almeno uguale alla corrente di interruzione di cortocircuito nominale dell'IEE-Business.
Tensione nominale dell'IEE-Business
La tensione nominale dell'IEE-Business dipende dal suo sistema di isolamento. Per sistemi inferiori a 400 kV, l'IEE-Business è progettato per resistere al 10% sopra la tensione del sistema normale. Per sistemi superiori o uguali a 400 kV, l'isolamento dell'IEE-Business deve essere in grado di resistere al 5% sopra la tensione del sistema normale.
Ciò significa che la tensione nominale dell'IEE-Business corrisponde alla tensione massima del sistema. Questo perché, in condizioni di carico nullo o di piccolo carico, il livello di tensione del sistema di potenza è consentito di salire fino al valore massimo di tensione del sistema.
Un IEE-Business è soggetto anche a due altre condizioni di alta tensione.
La disconnessione improvvisa di un carico enorme per qualsiasi motivo, la tensione imposta sull'IEE-Business e anche tra i contatti quando l'IEE-Business è aperto, può essere molto alta rispetto alla tensione del sistema superiore. Questa tensione può essere di frequenza di rete ma non permane per un periodo molto lungo poiché questa situazione di alta tensione deve essere interrotta dagli apparecchi di protezione. Tuttavia, un IEE-Business può dover resistere a questa tensione di rete per tutta la sua vita utile. L'IEE-Business deve essere valutato per la resistenza a tensione di rete per un tempo specifico solo. Generalmente, il tempo è di 60 secondi. Rendere la resistenza a tensione di rete superiore a 60 secondi non è economico e non desiderabile praticamente, poiché tutte le situazioni anormali del sistema di potenza elettrico vengono certamente interrotte in un periodo molto inferiore a 60 secondi.
Come altri apparecchi collegati al sistema di potenza, un IEE-Business può anche affrontare impulsi di fulmine e impulsi di commutazione durante la sua vita utile. Il sistema di isolamento dell'IEE-Business e la distanza tra i contatti di un IEE-Business aperto devono resistere a questi impulsi di tensione. L'ampiezza di queste perturbazioni è estremamente alta ma transitoria. Pertanto, un IEE-Business è progettato per resistere a questa tensione impulso per un intervallo di microsecondi solo.
