Schakelaar Rating | Kortsluitstroom Onderbrekings- en Sluitstroom
De rating van een circuitbreker omvat:
Geclassificeerde kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit.
Geclassificeerde kortsluitstroomaansluitcapaciteit.
Geclassificeerde bedrijfsreeks van de circuitbreker.
Geclassificeerde kortstondige stroom.
Kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit van circuitbreker
Dit is de maximale kortsluitstroom die een circuitbreker (CB) kan doorstaan voordat deze uiteindelijk wordt onderbroken door het openen van de contacten.
Wanneer er een kortsluitstroom door een circuitbreker loopt, zijn er thermische en mechanische spanningen in de stroomvoerende delen van de breker. Als het contactoppervlak en de doorsnede van de geleidende delen van de circuitbreker niet voldoende groot zijn, kan er schade optreden in de isolatie en de geleidende delen van de CB.
Volgens de wet van Joule over verhitting is de temperatuurstijging recht evenredig met het kwadraat van de kortsluitstroom, de contactweerstand en de duur van de kortsluitstroom. De kortsluitstroom blijft door de circuitbreker lopen totdat de kortsluiting wordt opgeheven door het openen van de circuitbreker.
Aangezien de thermische spanning in de circuitbreker evenredig is met de periode van de kortsluiting, hangt de onderbrekingscapaciteit van de elektrische circuitbreker af van de werktijd. Bij 160oC wordt aluminium zacht en verliest het zijn mechanische sterkte, deze temperatuur kan worden beschouwd als de limiet van de temperatuurstijging van de contacten van de breker tijdens een kortsluiting.
Daarom is de kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit of kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit van de circuitbreker gedefinieerd als de maximale stroom die door de breker kan stromen vanaf het moment dat de kortsluiting optreedt tot het moment dat de kortsluiting zonder permanente schade in de CB wordt opgeheven.
De waarde van de kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit wordt uitgedrukt in RMS.
Tijdens een kortsluiting wordt de CB niet alleen blootgesteld aan thermische spanningen, maar ook aan ernstige mechanische spanningen. Bij het bepalen van de kortsluitcapaciteit wordt ook de mechanische sterkte van de CB meegenomen.
Voor het kiezen van een geschikte circuitbreker is het duidelijk nodig om het foutniveau te bepalen op het punt van het systeem waar de CB geïnstalleerd moet worden. Zodra het foutniveau van een deel van de elektrische transmissie is bepaald, is het gemakkelijk om de juist gerateerde circuitbreker voor dit deel van het netwerk te kiezen.
Geclassificeerde kortsluitstroomaansluitcapaciteit
De kortsluitstroomaansluitcapaciteit van een circuitbreker wordt uitgedrukt in piekwaarde, niet in RMS-waarde zoals de onderbrekingscapaciteit. Theoretisch kan de foutstroom bij het optreden van een fout in een systeem twee keer zo hoog worden als de symmetrische foutniveau.
Op het moment dat een circuitbreker in een defecte toestand van het systeem wordt ingeschakeld, wordt het deel van het systeem dat de kortsluiting heeft, verbonden met de bron. De eerste cyclus van de stroom tijdens het sluiten van de circuitbreker heeft de maximale amplitude. Dit is ongeveer twee keer de amplitude van de symmetrische foutstroomgolfvorm.
De contacten van de breker moeten deze hoogste stroomwaarde kunnen doorstaan tijdens de eerste cyclus van de golfvorm wanneer de breker wordt gesloten onder een fout. Op basis van bovenstaand fenomeen moet een geselecteerde breker worden gerateerd met een kortsluitstroomaansluitcapaciteit.
Aangezien de geclassificeerde kortsluitstroomaansluitcapaciteit van de circuitbreker wordt uitgedrukt in maximale piekwaarde, is deze altijd hoger dan de geclassificeerde kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit van de circuitbreker. De normale waarde van de kortsluitstroomaansluitcapaciteit is 2,5 keer hoger dan de kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit. Dit geldt zowel voor standaard als voor afstandsbediende circuitbrekers.
Geclassificeerde bedrijfsreeks of werkcyclus van circuitbreker
Dit is de mechanische vereiste van het bedrijfssysteem van de circuitbreker. De reeks van de geclassificeerde bedrijfsdienst van een circuitbreker is als volgt gespecificeerd:
Waarbij O staat voor het openen van de CB.
CO vertegenwoordigt de sluitoperatie die onmiddellijk wordt gevolgd door een openoperatie zonder enige intentionele tijdsvertraging.
t’ is de tijd tussen twee operaties die nodig is om de initiële omstandigheden te herstellen en/of om onnodige verhitting van de geleidende delen van de circuitbreker te voorkomen. t = 0,3 sec voor circuitbrekers die bestemd zijn voor de eerste automatische herinrichting, tenzij anders gespecificeerd.
Stel dat de geclassificeerde bedrijfsreeks van een circuitbreker is:
Dit betekent dat een openoperatie van de circuitbreker wordt gevolgd door een sluitoperatie na een tijdsinterval van 0,3 sec, en vervolgens opent de circuitbreker opnieuw zonder enige intentionele tijdsvertraging. Na deze openoperatie wordt de CB opnieuw gesloten na 3 minuten en dan direct getript zonder enige intentionele tijdsvertraging.
Geclassificeerde kortstondige stroom
Dit is de stroomlimiet die een circuitbreker veilig kan doorlaten gedurende een specifieke tijd zonder schade. Circuitbrekers ruimen de kortsluitstroom niet onmiddellijk op nadat er een fout in het systeem is opgetreden. Er is altijd enige intentionele en niet-intentionele tijdsvertraging tussen het moment van optreden van de fout en het moment van opruimen van de fout door de CB.
Deze vertraging komt door de tijdsduur van de werking van de beschermingsrelais, de tijdsduur van de werking van de circuitbreker en er kan ook enige intentionele tijdsvertraging in het relais zijn opgelegd voor de juiste coördinatie van de stroomsystembescherming. Zelfs als een circuitbreker faalt, wordt de fout opgeruimd door de volgende hogergelegen circuitbreker.
In dit geval is de foutopruimingstijd langer. Daarom moet een circuitbreker na een fout een kortsluitstroom gedurende een bepaalde tijd kunnen doorlaten. De som van alle tijdsvertragingen mag niet meer dan 3 seconden bedragen; daarom moet een circuitbreker in staat zijn om een maximale foutstroom gedurende ten minste deze korte periode te doorlaten.
De kortsluitstroom kan twee belangrijke effecten hebben binnen een circuitbreker.
Door de hoge elektrische stroom kan er hoge thermische spanning ontstaan in de isolatie en de geleidende delen van de CB.
De hoge kortsluitstroom veroorzaakt significante mechanische spanningen in de verschillende stroomvoerende delen van de circuitbreker.
Een circuitbreker is ontworpen om deze spanningen te doorstaan. Maar geen enkele circuitbreker hoeft een kortsluitstroom langer dan een bepaalde korte periode te doorlaten. De geclassificeerde kortstondige stroom van een circuitbreker is ten minste gelijk aan de geclassificeerde kortsluitstroomonderbrekingscapaciteit van de circuitbreker.
Geclassificeerde spanning van circuitbreker
De geclassificeerde spanning van een circuitbreker hangt af van het isolatiesysteem. Voor systemen onder de 400 KV is de circuitbreker ontworpen om 10% boven de normale systeemsp
