Đánh giá về Công tắc mạch | Dòng điện ngắn mạch đóng cắt
Đánh giá của cầu chì tự động bao gồm:
Dòng điện ngắn mạch định mức.
Dòng điện ngắn mạch tạo định mức.
Chu kỳ hoạt động định mức của cầu chì tự động.
Dòng điện ngắn thời gian định mức.
Dòng điện ngắn mạch của cầu chì tự động
Đây là dòng điện ngắn mạch lớn nhất mà cầu chì tự động (CB) có thể chịu đựng trước khi nó cuối cùng được mở bằng cách tách các tiếp điểm.
Khi dòng điện ngắn mạch chảy qua cầu chì tự động, sẽ có ứng suất nhiệt và cơ học trong các phần dẫn điện của cầu chì. Nếu diện tích tiếp xúc và tiết diện của các phần dẫn điện của cầu chì tự động không đủ lớn, có thể gây ra hư hỏng vĩnh viễn ở cách điện cũng như các phần dẫn điện của CB.
Theo định luật sưởi ấm Joule, nhiệt độ tăng lên tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện ngắn mạch, điện trở tiếp xúc và thời gian dòng điện ngắn mạch. Dòng điện ngắn mạch liên tục chảy qua cầu chì tự động cho đến khi ngắn mạch được loại bỏ bằng cách mở hoạt động của cầu chì tự động.
Vì ứng suất nhiệt trong cầu chì tự động tỷ lệ thuận với thời gian ngắn mạch, khả năng cắt của cầu chì tự động phụ thuộc vào thời gian hoạt động. Tại 160oC nhôm trở nên mềm và mất sức mạnh cơ học, nhiệt độ này có thể được coi là giới hạn của sự tăng nhiệt độ của các tiếp điểm cầu chì trong trường hợp ngắn mạch.
Do đó, công suất cắt ngắn mạch hoặc dòng điện ngắn mạch của cầu chì tự động được định nghĩa là dòng điện lớn nhất có thể chảy qua cầu chì từ thời điểm xảy ra ngắn mạch đến thời điểm làm sạch ngắn mạch mà không gây hư hại vĩnh viễn cho CB.
Giá trị của dòng điện ngắn mạch được biểu thị theo RMS.
Trong quá trình ngắn mạch, CB không chỉ chịu ứng suất nhiệt, mà còn chịu nghiêm trọng từ ứng suất cơ học. Do đó, khi xác định công suất ngắn mạch, sức mạnh cơ học của CB cũng được xem xét.
Vì vậy, để chọn cầu chì tự động phù hợp, điều hiển nhiên là phải xác định mức lỗi tại điểm hệ thống nơi CB được cài đặt. Một khi mức lỗi của bất kỳ phần nào của hệ thống truyền tải điện được xác định, việc chọn cầu chì tự động có định mức chính xác cho phần mạng lưới này sẽ dễ dàng hơn.
Công suất tạo ngắn mạch định mức
Công suất tạo ngắn mạch của cầu chì tự động được biểu thị bằng giá trị đỉnh, không phải giá trị RMS như công suất cắt. Lý thuyết, tại thời điểm xảy ra lỗi trong hệ thống, dòng điện lỗi có thể tăng gấp đôi mức đối xứng của nó.
Tại thời điểm đóng cầu chì tự động trong tình trạng lỗi của hệ thống, phần ngắn mạch của hệ thống được kết nối với nguồn. Chu kỳ đầu tiên của dòng điện trong quá trình đóng cầu chì tự động có biên độ lớn nhất. Đây là khoảng gấp đôi biên độ của dạng sóng dòng điện lỗi đối xứng.
Các tiếp điểm của cầu chì phải chịu được giá trị dòng điện cao nhất này trong chu kỳ đầu tiên của dạng sóng khi cầu chì được đóng dưới lỗi. Dựa trên hiện tượng đã nêu trên, một cầu chì được chọn nên được đánh giá với công suất tạo ngắn mạch.
Vì dòng điện ngắn mạch tạo định mức của cầu chì tự động được biểu thị bằng giá trị đỉnh tối đa, nó luôn lớn hơn dòng điện ngắn mạch cắt định mức của cầu chì tự động. Giá trị bình thường của dòng điện ngắn mạch tạo là 2,5 lần lớn hơn dòng điện ngắn mạch cắt. Điều này đúng cho cả cầu chì tự động tiêu chuẩn và điều khiển từ xa.
Chu kỳ hoạt động hoặc chu kỳ nhiệm vụ định mức của cầu chì tự động
Đây là yêu cầu về nhiệm vụ cơ khí của cơ chế hoạt động của cầu chì tự động. Chuỗi hoạt động định mức của cầu chì tự động đã được quy định như sau:
Trong đó, O chỉ hoạt động mở của CB.
CO đại diện cho thời gian đóng hoạt động, ngay lập tức theo sau bởi một hoạt động mở mà không có bất kỳ thời gian trì hoãn cố ý nào.
t’ là thời gian giữa hai hoạt động cần thiết để khôi phục các điều kiện ban đầu và/hoặc ngăn ngừa quá nhiệt của các phần dẫn điện của cầu chì tự động. t = 0,3 giây cho cầu chì tự động
được dự định cho nhiệm vụ đóng lại tự động đầu tiên, nếu không có quy định khác.
Giả sử chu kỳ nhiệm vụ định mức của cầu chì tự động là:
Điều này có nghĩa là, một hoạt động mở của cầu chì tự động được theo sau bởi một hoạt động đóng sau khoảng thời gian 0,3 giây, và sau đó cầu chì tự động lại mở mà không có thời gian trì hoãn cố ý. Sau hoạt động mở này, CB lại được đóng sau 3 phút và sau đó ngay lập tức tripped mà không có thời gian trì hoãn cố ý.
Dòng điện ngắn thời gian định mức
Đây là giới hạn dòng điện mà cầu chì tự động có thể chịu đựng an toàn trong một khoảng thời gian cụ thể mà không gây hư hại. Cầu chì tự động không làm sạch dòng điện ngắn mạch ngay khi có lỗi xảy ra trong hệ thống. Luôn có một số thời gian trì hoãn cố tình và không cố tình giữa thời điểm xảy ra lỗi và thời điểm làm sạch lỗi bởi CB.
Thời gian này là do thời gian hoạt động của rơ le bảo vệ, thời gian hoạt động của cầu chì tự động và cũng có thể có một số thời gian trì hoãn cố tình được áp dụng cho rơ le để phối hợp bảo vệ hệ thống điện. Ngay cả khi cầu chì tự động không tripped, lỗi sẽ được làm sạch bởi cầu chì tự động ở vị trí cao hơn.
Trong trường hợp này, thời gian làm sạch lỗi lâu hơn. Do đó, sau khi có lỗi, cầu chì tự động phải chịu dòng điện ngắn mạch trong một khoảng thời gian. Tổng thời gian trì hoãn không nên vượt quá 3 giây; do đó, cầu chì tự động phải có khả năng chịu đựng dòng điện lỗi lớn nhất ít nhất trong khoảng thời gian ngắn này.
Dòng điện ngắn mạch có thể có hai tác động chính bên trong cầu chì tự động.
Vì dòng điện cao, có thể có ứng suất nhiệt cao trong cách điện và các phần dẫn điện của CB.
Dòng điện ngắn mạch cao, tạo ra các ứng suất cơ học đáng kể trong các phần dẫn điện khác nhau của cầu chì tự động.
Cầu chì tự động được thiết kế để chịu đựng những ứng suất này. Nhưng không có cầu chì tự động nào phải chịu dòng điện ngắn mạch nhiều hơn dòng điện định mức trong một khoảng thời gian cụ thể. Dòng điện ngắn thời gian định mức của cầu chì tự động ít nhất bằng dòng điện ngắn mạch cắt định mức của cầu chì tự động.
Điện áp định mức của cầu chì tự động
Điện áp định mức của cầu chì tự động phụ thuộc vào hệ thống cách điện. Đối với hệ thống dưới 400 KV, cầu chì tự động được thiết kế để chịu đựng 10% trên điện áp hệ thống bình thường. Đối với hệ thống 400 KV hoặc lớn hơn, cách điện của cầu chì tự động phải có khả năng chịu đựng 5% trên điện áp hệ thống bình thường.
Điều này có nghĩa là, điện áp định mức của cầu chì tự động tương ứng với điện áp hệ thống cao nhất. Điều này là vì trong điều kiện không tải hoặc tải nhỏ, điện áp hệ thống được cho phép tăng lên đến mức điện áp định mức cao nhất của hệ thống.
Cầu chì tự động cũng chịu ảnh hưởng của hai điều kiện điện áp cao khác.
Ngắt đột ngột tải lớn do bất kỳ nguyên nhân nào, điện áp áp dụng lên CB và cũng giữa các tiếp điểm khi CB mở, có thể rất cao so với điện áp hệ thống cao. Điện áp này có thể ở tần số nguồn nhưng không kéo dài trong thời gian dài vì tình huống điện áp cao này phải được làm sạch bởi thiết bị chuyển mạch bảo vệ.
Nhưng cầu chì tự động có thể phải chịu điện áp tần số nguồn cao này trong suốt thời gian sử dụng bình thường.
Cầu chì tự động phải được đánh giá cho khả năng chịu đựng điện áp tần số nguồn trong một khoảng thời gian cụ thể. Thông thường, thời gian này là 60 giây. Làm cho khả năng chịu đựng điện áp tần số nguồn cao hơn 60 giây không kinh tế và không thực tế vì tất cả các tình huống bất thường của hệ thống điện đều được giải quyết trong thời gian ngắn hơn nhiều so với 60 giây.Như các thiết bị khác được kết nối với hệ thống điện, cầu chì tự động cũng có thể phải đối mặt với xung sét và xung chuyển mạch trong suốt thời gian sử dụng.
Hệ thống cách điện của CB và khoảng cách tiếp điểm của CB mở phải chịu đựng các dạng sóng xung điện áp này, biên độ của nhiễu loạn này rất cao nhưng cực kỳ thoáng qua. Do đó, cầu chì tự động được thiết kế để chịu đựng xung điện áp đỉnh này trong khoảng thời gian microsecond.
