Hoe om die kortsluitstroom van 'n skakelaar te bereken

Wanneer daar 'n kortsluitfout in die elektriese stelsel voorkom, vloei 'n groot kortsluitstroom deur die stelsel, insluitend die kretsafbreek (CB) kontakte, totdat die fout deur die CB afgekap word. Wanneer die kortsluitstroom deur die CB vloei, word die verskillende stroomdragende dele van die kretsafbreek blootgestel aan groot meganiese en termiese spannings.

As die geleidende dele van die CB nie genoeg doorsneearea het nie, kan daar 'n gevaarlike temperatuurstyg wees. Hierdie hoë temperatuur kan die isolasie-kwaliteit van die CB beïnvloed.

Die CB kontakte ondervind ook hoë temperature. Die termiese spannings van CB kontakte is eweredig met I2Rt, waar R die kontak weerstand is, wat afhang van kontakdruk en kontakoppervlakstoestand. I is die rms-waarde van die kortsluitstroom en t is die tydperk vir watter die kortsluitstroom deur die kontakte gevloei het.

Na die begin van die fout, bly die kortsluitstroom tot die onderbreek-eenheid van die CB die stroom vermy. Dus, is tyd t die onderbreek tyd van die kretsafbreek. Aangesien hierdie tyd baie minimaal is op millisekonde skaal, word dit aangeneem dat al die hitte wat tydens die fout geproduseer word, deur die geleider opgeneem word, omdat daar nie genoeg tyd is vir konveksie en straling van hitte nie.
Die temperatuurstyg kan bepaal word deur die volgende formule,

Waar, T die temperatuurstyg per sekonde in grade Celsius is.
I is die stroom (rms-simmetries) in Amper.
A is die doorsneearea van die geleider.
ε is die temperatuurkoëffisiënt van die weerstand van die geleider by 20oC.

Soos ons weet, verloor aluminium bo 160oC sy meganiese sterkte en word sag, is dit gewenslik om die temperatuurstyg onder hierdie temperatuur te beperk. Hierdie vereiste stel egter die toelaatbare temperatuurstyg tydens kortsluit vast. Hierdie limiet kan bereik word deur die CB onderbreektyd te beheer en die geleiders dimensies korrek te ontwerp.

Kortsluitkracht

Die elektromagnetiese krag wat tussen twee parallelle elektriese stroom dragende geleiders ontwikkel word, word gegee deur die formule,

Waar, L die lengte van beide geleiders in duim is.
S is die afstand tussen hulle in duim.
I is die stroom wat deur elkeen van die geleiders gedra word.

Dit is eksperimenteel bewys dat die elektromagnetiese kortsluitkrag maksimum is wanneer die waarde van die kortsluitstroom I, 1,75 keer die aanvanklike rms-waarde van die simmetries kortsluitstroomgolf is.

In sekere omstandighede is dit egter moontlik dat groter krage as hierdie ontwikkel, soos, byvoorbeeld, in die geval van baie rigide balks of as gevolg van resonerings in die geval van balks wat geneig is tot meganiese vibrasie. Eksperimente het ook getoon dat die reaksies wat in 'n nie-resoneerende struktuur deur 'n wisselstroom op die oomblik van toepassing of verwydering van die krage geproduseer word, die reaksies wat terwyl die stroom vloei ervaar word, kan oorskry.

Dus is dit raadsaam om op die veiligheid-kant te fouteer en rekening te hou met alle kontingensies, waarvoor een die maksimum krag moet insluit wat deur die aanvanklike piekwaarde van die asymmetries kortsluitstroom ontwikkel kan word. Hierdie krag kan as 'n waarde aangevat word wat twee keer so groot is as die berekende waarde uit die bo-gegee formule.

Die formule is streng nuttig vir sirkelvormige doorsnee geleiders. Alhoewel L 'n eindige lengte van die dele van geleiders is wat parallel na mekaar loop, is die formule slegs geskik waar die totale lengte van elke geleider as oneindig aangeneem word.

In praktiese gevalle is die totale lengte van die geleider nie oneindig nie. Dit word ook in gedagte gehou dat die fluxdigtheid naby die einde van die stroomdragende geleider beduidend anders is as die middelste gedeelte.

Gees, as ons die bo-gegee formule vir 'n kort geleider gebruik, sal die berekende krag veel hoër wees as die werklike.

Dit word gesien dat hierdie fout aansienlik verminder kan word as ons die term,

in plaas van L/S in die bo-gegee formule gebruik. Die formule word dan,

Die formule, verteenwoordig deur vergelyking (2), gee 'n foutvrye resultaat wanneer die verhouding L/S groter is as 20. Wanneer 20 > L/S > 4, is formule (3) geskik vir 'n foutvrye resultaat.
As L/S < 4, is formule (2) geskik vir 'n foutvrye resultaat. Die bo-gegee formules is slegs van toepassing vir sirkelvormige doorsnee geleiders. Maar vir reghoekige doorsnee geleiders, moet die formule 'n korreksiefaktor hê. Laat hierdie faktor K wees. Dus, word die formule uiteindelik,
Alhoewel die effek van die vorm van die doorsnee van die geleider vinnig verminder as die afstand tussen die geleider vermeerder, is die waarde van K maksimum vir strookagtige geleiders waarvan die dikte baie minder is as sy breedte. K is verwaarloosbaar wanneer die vorm van die doorsnee van die geleider perfek vierkantig is. K is eenheid vir perfek sirkelvormige doorsnee geleiders. Dit geld vir beide standaard en verwyderde bestuur kretsafbreek.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels is waardoor gedeel, as daar inbreuk is kontak ons vir verwydering.