Рейтинг вимикача | Струм розриву короткого замикання та створення короткого замикання
Рейтинг автоматичного вимикача (АВ) включає:
Номінальний струм короткого замикання.
Номінальний струм при замиканні короткого замикання.
Номінальний режим роботи автоматичного вимикача.
Номінальний короткочасний струм.
Струм короткого замикання автоматичного вимикача
Це максимальний струм короткого замикання, який автоматичний вимикач (АВ) може витримати до того, як його контакти будуть відкриті.
Коли через автоматичний вимикач пройде струм короткого замикання, у провідних частин вимикача з'являться термічні та механічні напруження. Якщо контактна площа та поперечне перерізання провідних частин АВ недостатньо великі, можливо пошкодження ізоляції та провідних частин АВ.
Згідно з законом Джоуля про нагрівання, температура прямо пропорційна квадрату струму короткого замикання, опору контакту та тривалості струму короткого замикання. Струм короткого замикання продовжує течію через автоматичний вимикач, поки коротке замикання не буде ліквідоване відкриттям контакту АВ.
Оскільки термічні напруження в автоматичному вимикачу пропорційні тривалості короткого замикання, здатність розімкнення електричного автоматичного вимикача залежить від часу роботи. При 160oC алюміній стає м'яким та втрачає свою механічну міцність, ця температура може бути взята як межа підвищення температури контактів вимикача під час короткого замикання.
Тому здатність розімкнення короткого замикання або струм короткого замикання автоматичного вимикача визначається як максимальний струм, який може протікати через вимикач від моменту виникнення короткого замикання до моменту його ліквідації без постійних пошкоджень АВ.
Значення струму короткого замикання виражається в RMS.
Під час короткого замикання АВ піддається не лише термічним, але й серйозним механічним напруженням. Тому при визначенні здатності короткого замикання враховується також механічна міцність АВ.
Отже, для вибору правильного автоматичного вимикача очевидно визначити рівень вади на тому місці системи, де має бути встановлений АВ. Коли рівень вади будь-якої частини електричної передачі визначено, легко вибрати правильно номінований автоматичний вимикач для цієї частини мережі.
Номінальна здатність до замикання короткого замикання
Здатність до замикання короткого замикання автоматичного вимикача виражається в максимальному значенні, а не в RMS, як здатність розімкнення. Теоретично в момент виникнення вади в системі, струм вади може зростати до двічі від свого симетричного рівня.
У момент включення автоматичного вимикача в аварійному стані системи, частина системи, пов'язана з джерелом, поділяється на коротке замикання. Перший цикл струму під час замикання контакту АВ має максимальну амплітуду. Це приблизно вдвічі більше, ніж амплітуда симетричного струму вади.
Контакти вимикача повинні витримати це найвище значення струму під час першого циклу коливання, коли вимикач є закритим при виникненні вади. На основі цього феномену, обраний вимикач повинен мати номінальну здатність до замикання короткого замикання.
Оскільки номінальний струм замикання короткого замикання автоматичного вимикача виражається в максимальному значенні, він завжди більший за номінальний струм розімкнення короткого замикання автоматичного вимикача. Звичайне значення струму замикання короткого замикання на 2,5 рази більше, ніж струм розімкнення короткого замикання. Це справедливо як для стандартних, так і для віддалених автоматичних вимикачів.
Номінальна послідовність роботи або цикл роботи автоматичного вимикача
Це механічне вимоги до механізму роботи автоматичного вимикача. Послідовність номінальної роботи автоматичного вимикача визначена як:
Де, O означає відкриття АВ.
CO представляє час замикання, який одразу ж слідує за відкриттям без будь-якої наміреного затримки.
t’ — це час між двома операціями, який необхідний для відновлення початкових умов і/або для запобігання надмірному нагріванню провідних частин автоматичного вимикача. t = 0,3 секунди для автоматичного вимикача, призначеного для першої автоматичної перевірки, якщо інше не вказано.
Наприклад, номінальний цикл роботи автоматичного вимикача:
Це означає, що відкриття автоматичного вимикача слідує за замиканням через інтервал часу 0,3 секунди, і потім автоматичний вимикач знову відкривається без будь-якої наміреного затримки. Після цього відкриття АВ знову замикатиметься через 3 хвилини і потім одразу ж спрацює без будь-якої наміреного затримки.
Номінальний короткочасний струм
Це границя струму, який автоматичний вимикач може безпечний проводити протягом певного часу без будь-яких пошкоджень. Автоматичні вимикачі не зникають струм короткого замикання одразу ж, коли виникає вада в системі. Завжди є певні намірені та ненамірені затримки між моментом виникнення вади та моментом її ліквідації АВ.
Ця затримка викликана часом роботи реле захисту, часом роботи автоматичного вимикача, а також можливими наміреними затримками в реле для правильного координації захисту енергосистеми. Навіть якщо автоматичний вимикач не зможе спрацювати, ваду ліквідує наступний автоматичний вимикач, розташований вище.
У цьому випадку час ліквідації вади довший. Тому після виникнення вади автоматичний вимикач повинен проводити струм короткого замикання протягом певного часу. Сума всіх затримок не повинна перевищувати 3 секунди, тому автоматичний вимикач повинен бути здатний проводити максимальний струм вади протягом принаймні цього короткого періоду часу.
Струм короткого замикання може мати два основні впливи на автоматичний вимикач.
Завдяки високому електричному струму, може бути висока термічна напруженість в ізоляції та провідних частинах АВ.
Високий струм короткого замикання створює значні механічні напруження в різних провідних частинах автоматичного вимикача.
Автоматичний вимикач проектується для витримання цих напружень. Але жоден автоматичний вимикач не повинен проводити струм короткого замикання більше, ніж струм протягом певного короткого періоду. Номінальний короткочасний струм автоматичного вимикача принаймні дорівнює номінальному струму розімкнення короткого замикання автоматичного вимикача.
Номінальне напруга автоматичного вимикача
Номінальне напруга автоматичного вимикача залежить від його системи ізоляції. Для систем нижче 400 КВ, автоматичний вимикач проектується для витримання 10% вище нормального напруга системи. Для систем вище або дорівнює 400 КВ, ізоляція автоматичного вимикача повинна бути здатна витримати 5% вище нормального напруга системи.
Це означає, що номінальне напруга автоматичного вимикача відповідає найвищому напругу системи. Це тому, що під час невеликого навантаження або без навантаження, напруга системи може зростати до найвищого напругу системи.
Автоматичний вимикач також піддається двом іншим високим напругам.
Гостре відключення великої навантаження через будь-яку причину, напруга, накладена на АВ, а також між контактами, коли АВ відкритий, може бути дуже високою порівняно з вищим напругом системи. Ця напруга може бути частотою мережі, але не зберігається довго, оскільки ця ситуація з високою напругою повинна бути ліквідованою захисним комутаційним обладнанням.
Проте автоматичний вимикач може бути зобов'язаний витримати цю частоту мережі протягом свого звичайного терміну служби.
Автоматичний вимикач повинен бути номінований для витримання частоти мережі протягом певного часу. Зазвичай цей час становить 60 секунд. Робити витримання частоти мережі більше 60 секунд неекономічно і не практично, оскільки всі незвичайні ситуації електроенергетичної системи точно ліквідуються за набагато менший період, ніж 60 секунд.Як і інші пристрої, підключені до електроенергетичної системи, автоматичний вимикач може стикнутися з імпульсами від удару блискавки та імпульсами від комутації протягом свого терміну служби.
Система ізоляції АВ та зазор між контактами відкритого АВ повинні витримати ці імпульсні напруги. Амплітуда цього заворушення дуже висока, але дуже трансієнтна за характером. Тому автоматичний вимикач проектується для витримання цієї імпульсної напруги протягом мікросяундового діапазону.
|
