Kiel Kalkuli Short Circuit Current de Circuit Breaker
Kiam okazas kortcirkvita eraro en la elektra sistemo, grandega kortcirkvita streĉo fluas tra la sistemo inkluzive de la elŝaltilo (CB) kontaktiĝoj, ĝis la eraro estas forigita per elŝaltado de la CB. Kiam la kortcirkvita streĉo fluas tra la CB, la diversaj partoj de la elŝaltilo kiuj portas la kurenton submetiĝas al grandegaj mekanikaj kaj termikaj streĉoj.
Se la konduktantaj partoj de la CB ne havas sufiĉan tranĉan areon, povas esti danĝera alta temperaturmontono. Ĉi tiu alta temperaturo povas afekti la izoladokvaliton de la CB.
La kontaktiĝoj de la CB ankaŭ spertas altan temperaturon. La termikaj streĉoj de la kontaktiĝoj de la CB estas proporciaj al I2Rt, kie R estas la rezisteco de la kontaktiĝo, dependanta de la premo de la kontaktiĝo kaj la kondiĉo de la kontaktflanko. I estas la rms-valoro de la kortcirkvita streĉo kaj t estas la daŭro dum kiu la kortcirkvita streĉo fluis tra la kontaktiĝoj.
Post la komenco de la eraro, la kortcirkvita streĉo restas ĝis la interrompila unuo de la CB rompas. Tial, la tempo t estas la rompa tempo de la elŝaltilo. Ĉar ĉi tiu tempo estas tre mallonga en skalulo de milisekundo, oni supozas ke ĉiuj varmejoj produktitaj dum la eraro estas absorbitaj de la konduktanto ĉar ne estas sufiĉa tempo por konvekcio kaj radiado de varmo.
La temperaturmontono povas esti determinita per la jena formulo,
Kie, T estas la temperaturmontono per sekundo en gradoj centigradoj.
I estas la streĉo (simetria rms) en Amperoj.
A estas la tranĉa areo de la konduktanto.
ε estas la temperaturkoeficiento de la rezisteco de la konduktanto je 20oC.
Kiel ni scias, aluminio super 160oC perdas sian mekanikan fortikon kaj iĝas molta, do oni deziras limigi la temperaturmontonon sub ĉi tiu temperaturo. Ĉi tiu postulo efektive agordas la permesan temperaturmontonon dum kortcirkvito. Ĉi tiu limo povas esti atingita per kontrolo de la rompa tempo de la CB kaj prava disegno de la dimensio de la konduktanto.
Kortcirkvita Forto
La elektromagnetika forto evoluigita inter du paralelaj elektraj konduktantaj konduktantoj, estas donita per la formulo,
Kie, L estas la longo de ambaŭ konduktantoj en coloj.
S estas la distanco inter ili en coloj.
I estas la streĉo portata de ĉiu el la konduktantoj.
Estas eksperimente pruvite, ke la elektromagnetika kortcirkvita forto estas maksimuma kiam la valoro de la kortcirkvita streĉo I, estas 1,75 foje la komenca rms-valoro de la simetria kortcirkvita streĉa ondo.
Tamen, en certaj cirkonstancoj eblas, ke fortoj pli grandaj ol tiuj povas evoluigi, ekzemple, en la kazo de tre rigidaĵoj aŭ pro rezono en la kazo de ŝtapoj kun mekanika vibrado. Eksperimentoj ankaŭ montris, ke la reakcioj produktitaj en ne rezonanta strukturo per alternada kurento en la momento de apliko aŭ forigo de la fortoj povas superi la reakciojn spertitajn dum la kurento fluas.
Do, estas konseilinde erari sur la flanko de sekureco kaj preni en konsideron ĉiujn eventualajojn, por kiuj oni devus kalkuli la maksimuman forton kiun povas evoluigi la komenca pika valoro de la asimetria kortcirkvita streĉo. Ĉi tiu forto povas esti prenita kiel havanta valoron kiu estas dufoje tiu kalkulita el la supre menciita formulo.
La formulo estas strikte utila por rond-tranca konduktanto. Kvankam L estas finia longo de la partoj de la konduktantoj kiuj estas paralelaj al unu la alian, la formulo estas nur taŭga kie la tuta longo de ĉiu konduktanto estas supozita kiel senfina.
En praktikaj kazoj la tuta longo de la konduktanto ne estas senfina. Ankaŭ estas konsiderata, ke la fluodenseco proksime de la fino de la konduktanta konduktanto estas konsideble malsama ol en sia meza parto.
Do, se ni uzas la supran formulon por mallonga konduktanto, la kalkulita forto estos multe pli alta ol la reala.
Oni vidas, ke ĉi tiu eraro povas esti eliminita konsideble se ni uzas la terminon,
anstataŭ L/S en la supra formulo.
Tiam la formulo iĝas,
La formulo, reprezentita per ekvacio (2), donas eraron libera rezulto kiam la proporcio L/S estas pli granda ol 20. Kiam 20 > L/S > 4, formulo (3) estas taŭga por eraro-libera rezulto.
Se L/S < 4, formulo (2) estas taŭga por eraro-libera rezulto. La supraj formuloj estas nur aplikataj por rond-trancaj konduktantoj. Sed por ortangula-tranca konduktanto, la formulo bezonas iun korigon. Diru, ke ĉi tiu faktoro estas K. Do, la supra formulo fine iĝas,
Kvankam la efiko de la formo de la tranco de la konduktanto malpliiĝas rapide se la spacado inter la konduktanto pliiĝas, la valoro de K estas maksimuma por strib-forma konduktanto kies dikiĝo estas multe pli malgranda ol sia larĝo. K estas negligebla kiam la formo de la tranco de la konduktanto estas perfekte kvadrata. K estas unu por perfekte rond-tranca konduktanto. Ĉi tio validas por ambaŭ norma kaj malproksima regula elŝaltilo.
Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn meritas kompartigi, se estas ĉirkaŭskribo bonvolu kontaktu por forigo.
