Kuidas arvutada lülituse katkestatavat lühikringi võrku

Kui elektrisüsteemis esineb lühikese kõrvaltsirkverendi, siis süsteemi, sealhulgas lüliti (CB) kontaktide läbi voolab suur lühikese kõrvaltsirkverendi vool, kuni lülitatakse välja CB. Kui lühikese kõrvaltsirkverendi vool voolab CB läbi, on erinevad voolavaid osi CB all suure mehaanilise ja soojusliku pingetega.

Kui CB juhtivatel osadel ei ole piisavalt suurt ristlikku pindala, võib olla ohtlikult kõrge temperatuuri tõus. See kõrge temperatuur võib mõjutada CB isolatsiooni kvaliteeti.

CB kontaktidel on ka kõrge temperatuur. Kontaktide soojuslik pinged on proportsionaalsed I2Rt, kus R on kontakti vastand, mis sõltub kontaktipinge ja kontaktipinna seisundist. I on lühikese kõrvaltsirkverendi rms väärtus ning t on aeg, mille jooksul lühikese kõrvaltsirkverendi vool on voolanud kontaktide läbi.

Pärast vea algust jätkub lühikese kõrvaltsirkverendi vool, kuni CB katkestamise üksus seda katkestab. Seega on aeg t CB katkestamise aeg. Kuna see aeg on väga lühike millisekundides, eeldatakse, et kõik vea ajal tekitatud soojus absorbibend, kuna pole piisavalt aega soojuse levimiseks ja säteleviku.
Temperatuuri tõusu saab määrata järgmise valemiga,

kus T on temperatuuri tõus sekundis kraadides.
I on vool (rms sümmeetriline) amperites.
A on juhtiva osa ristlik pindala.
ε on juhtiva osa vastandkoefitsient 20oC-s.

Nagu meile on teada, kaotab alumiinium üle 160oC oma mehaanilise tugevuse ja muutub pehmeks, seega on soovitatav piirata temperatuuri tõusu selle temperatuuri alla. See nõue tegelikult määrab lühikese kõrvaltsirkverendi ajal lubatava temperatuuri tõusu. Seda limiit saab saavutada CB katkestamiseaja kontrollimise ja juhtiva osa mõõtude õigeks disainimiseks.

Lühikese kõrvaltsirkverendi jõud

Kahe paralleelse elektrivoolava juhtiva osa vahel arenev elektromagnetne jõud on antud valemiga,

kus L on mõlemate juhtivate osade pikkus tollides.
S on nende vaheline kaugus tollides.
I on iga juhtiva osa vool.

On eksperimentaalselt tõestatud, et elektromagnetiline lühikese kõrvaltsirkverendi jõud on maksimaalne, kui lühikese kõrvaltsirkverendi vool I on 1,75 korda algne rms väärtus sümmeetrilise lühikese kõrvaltsirkverendi lainekujuga.

Siiski on mõnes olukorras võimalik, et jõud võivad olla suuremad, näiteks väga küllastatud ribade või resonaansi korral mehaaniliselt värinate ribade puhul. Eksperimendid on näidanud, et mitte-resoneeriva struktuuri reaktsioonid alternatiivse voolu käivitamisel või eemaldamisel võivad ületada reaktsioone, mida kogevad, kui vool voolab.

Seega on soovitatav vea ohutuse nimel ja arvestada kõigi kontingentidega, mille jaoks peaks arvestama maksimaalse jõuga, mida võiks tekitada asümmeetrilise lühikese kõrvaltsirkverendi voolu algne tippväärtus. See jõud võib olla kahe korda suurem, kui arvutatakse ülaltoodud valemiga.

Valem on rangelt kasutatav ringi ristliku pindaomaga juhtivale osale. Kuigi L on paralleelselt teineteise kõrvale jooksvate juhtivate osade lõplik pikkus, on valem sobilik ainult siis, kui iga juhtiva osa kogupikkust eeldatakse lõpmatuks.

Praktikas ei ole juhtiva osa kogupikkus lõpmatu. Arvestatakse ka sellega, et voolava juhtiva osa läheduses olev fluxtiheusus on oluliselt erinev tema keskmise osa omast.

Seega, kui kasutame ülaltoodud valemit lühikesele juhtivale osale, oleks arvutatud jõud palju suurem kui tegelik.

On näha, et see viga saaks oluliselt vähenduda, kui kasutame termi

asemel L/S ülaltoodud valemis.
Valemi saaks siis kirjutada kui

Valem, mida esindab võrrand (2), annab vea vaba tulemuse, kui suhe L/S on suurem kui 20. Kui 20 > L/S > 4, on valem (3) sobiv vaba tulemuse jaoks.
Kui L/S < 4, on valem (2) sobiv vaba tulemuse jaoks. Ülaltoodud valemid on rakendatavad ainult ringi ristliku pindaomaga juhtivatele osadele. Aga ristküliku ristliku pindaomaga juhtival osal vajalik on mingi parandusfaktor. Ütleme, et see faktor on K. Seega, lõplik valem saaks kirjutada kui
Kuigi juhtiva osa ristliku pindaoma kuju mõju väheneb kiiresti, kui juhtiva osa vaheline kaugus suureneb, on K maksimaalne riba puhul, mille paksus on palju väiksem kui laius. K on mõõdupuudutav, kui juhtiva osa ristliku pindaoma kuju on täpselt ruut. K on üksus täpselt ringi ristliku pindaomaga juhtiva osa puhul. See kehtib nii standardsete kui ka kaugjuhitava lüliti puhul.

Declaration: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.