Com calcular la intensitat de curtcircuït del disjuntor

Quan hi ha un defecte de curtcircuit en el sistema elèctric, una gran corrent de curtcircuit flueix pel sistema, inclosos els contactes del disjuntor (CB), fins que el defecte s'elimina fent saltar el CB. Quan la corrent de curtcircuit flueix pel CB, les diferents parts conductores del disjuntor estan subjectes a grans tensions mecàniques i tèrmiques.

Si les parts conductoras del CB no tenen una secció transversal suficient, pot haver-hi un risc d'augment de temperatura perillosament elevat. Aquesta alta temperatura pot afectar la qualitat de l'aïllament del CB.

Els contactes del CB també experimenten una alta temperatura. Les tensions tèrmiques dels contactes del CB són proporcionals a I2Rt, on R és la resistència del contacte, que depèn de la pressió del contacte i de l'estat de la superfície del contacte. I és el valor eficaç de la corrent de curtcircuit i t és la durada per la qual la corrent de curtcircuit ha fluït pels contactes.

Després d'iniciar el defecte, la corrent de curtcircuit roman fins que la unitat d'interrupció del CB, interromp. Per tant, el temps t és el temps d'interrupció del disjuntor. Com que aquest temps és molt curt, de l'ordre dels milisegons, es suposa que tot el calor generat durant el defecte és absorbint pel conductor, ja que no hi ha prou temps per a la convectió i radiació del calor.
L'increment de temperatura es pot determinar amb la següent fórmula,

On, T és l'increment de temperatura per segon en graus Celsius.
I és la corrent (eficaç simètrica) en Amperes.
A és la secció transversal del conductor.
ε és el coeficient de temperatura de la resistivitat del conductor a 20oC.

Com sabem, l'alumini per sobre de 160oC perd la seva resistència mecànica i es torna molla, per tant, es desitja limitar l'increment de temperatura per davall d'aquesta temperatura. Aquest requisit estableix l'increment de temperatura permès durant el curtcircuit. Aquest límit es pot assolir controlant el temps d'interrupció del CB i dissenyant correctament la dimensió del conductor.

Força de Curtcircuit

La força electromagnètica desenvolupada entre dos conductors paral·lels portadors de corrent elèctric, es dona per la fórmula,

On, L és la longitud de tots dos conductors en polzades.
S és la distància entre ells en polzades.
I és la corrent portada per cada un dels conductors.

S'ha demostrat experimentalment que la força electromagnètica de curtcircuit és màxima quan el valor de la corrent de curtcircuit I, és 1,75 vegades el valor eficaç inicial de l'ona de corrent de curtcircuit simètrica.

No obstant això, en certes circumstàncies, és possible que es desenvinguin forces majors, com, per exemple, en el cas de barres molt rígides o degut a la resonància en el cas de barres propenses a vibracions mecàniques. També s'ha demostrat que les reaccions produïdes en una estructura no resonant per una corrent alternada en el moment de l'aplicació o eliminació de les forces poden superar les reaccions experimentades mentre la corrent flueix.

Per tant, és recomanable error en el costat de la seguretat i tenir en compte totes les contingències, per a les quals s'hauria de tenir en compte la força màxima que podria desenvolupar el valor màxim inicial de la corrent de curtcircuit asimètrica. Aquesta força es pot prendre com a un valor que és el doble del que s'ha calculat amb la fórmula anterior.

La fórmula és estrictament útil per a conductors de secció circular. Tot i que L és una longitud finita de les porcions de conductors que es troben paral·leles, la fórmula només és adequada on la longitud total de cada conductor es suposa infinita.

En casos pràctics, la longitud total del conductor no és infinita. També s'ha tingut en compte que la densitat de flux al voltant dels extrems del conductor portador de corrent és considerablement diferent a la seva part central.

Per tant, si utilitzem la fórmula anterior per a un conductor curt, la força calculada seria molt més alta que la real.

Es veu que aquest error es pot reduir considerablement si utilitzem el terme,

en lloc de L/S en la fórmula anterior.
La fórmula llavors es converteix en,

La fórmula, representada per l'equació (2), dóna un resultat sense error quan la relació L/S és major que 20. Quan 20 > L/S > 4, la fórmula (3) és adequada per obtenir un resultat sense error.
Si L/S < 4, la fórmula (2) és adequada per obtenir un resultat sense error. Les fórmules anteriors només són aplicables per a conductors de secció circular. Per a conductors de secció rectangular, la fórmula necessita un factor de correcció. Digui's que aquest factor és K. Per tant, la fórmula finalment es converteix en,
Encara que l'efecte de la forma de la secció transversal del conductor es redueix ràpidament si l'espai entre el conductor augmenta, el valor de K és màxim per a conductors en forma de fitxa, la seva espessor és molt menor que la seva amplada. K és negligible quan la forma de la secció transversal del conductor és perfectament quadrada. K és unitat per a conductors de secció transversal perfectament circular. Això és vàlid tant per disjuntores estàndard com per disjuntores de control remot.

Declaració: Respecta l'original, bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacta per eliminar.