Kuinka laskea sulakepäätteen lyhyyskierroksen sähkövirta

Kun sähköjärjestelmässä on lyhyyskierros, järjestelmään ja virtasulkun (CB) yhteyksiin virtaa suuri lyhyyskierrosvirta, ellei vika ole poistettu CB:n solmimalla. Kun lyhyyskierrosvirta virtaa CB:n kautta, eri virtaviivojen osat virtasululla altistuvat suurelle mekaaniselle ja lämpölliselle stressille.

Jos CB:n johtavilla osilla ei ole riittävästi leikka-aluetta, voi olla vaarallisen korkean lämpötilan nousun mahdollisuus. Tämä korkea lämpötila voi vaikuttaa CB:n eristyksen laatuun.

CB:n yhteyksissä myös nähdään korkea lämpötila. Yhteyksien lämpölliset stressit ovat verrannollisia I2Rt, missä R on yhteyden vastus, joka riippuu yhteyden paineesta ja pinnan tilasta. I on lyhyyskierrosvirran rms-arvo ja t on aika, jolla lyhyyskierrosvirta on virtannut yhteyksien kautta.

Vian ilmettyä jälkeen lyhyyskierrosvirta pysyy kunnes CB:n katkaisuosa katkaisee sen. Siksi aika t on katkaisuaika virtasululle. Koska tämä aika on hyvin pieni millisekuntien mittakaavassa, oletetaan, että kaikki virheen aikana tuotettu lämpö otetaan vastaan johtimella, sillä ei ole tarpeeksi aikaa lämpötilan konvektiolle ja säteilylle.
Lämpötilan nousu voidaan määrittää seuraavalla kaavalla,

Missä, T on lämpötilan nousu sekunnissa celsiusasteina.
I on virta (symmetrinen rms) ampeerissa.
A on johtimen leikka-ala.
ε on johtimen vastusluku 20oC:ssa.

Kuten tiedämme, alumiini yli 160oC menettää mekaanisen vahvuutensa ja muuttuu pehmeäksi, siksi halutaan rajoittaa lämpötilan nousu tälle lämpötilalle. Tämä vaatimus asettaa sallitun lämpötilan nousun lyhyyskierrossa. Tätä rajaa voidaan saavuttaa ohjaamalla CB:n katkaisuaikaa ja suunnittelemalla johtimen mittoja asianmukaisesti.

Lyhyyskierroksen voima

Kaksi yhdensuuntaista sähkövirta kuljettaa johtinta välillä kehittyvä sähkömagneettinen voima annetaan kaavalla,

Missä, L on molempien johtimien pituus tuumissa.
S on niiden välinen etäisyys tuumissa.
I on kummankin johtimen kantama virta.

On todistettu kokeellisesti, että sähkömagneettinen lyhyyskierroksen voima on suurin, kun lyhyyskierrosvirran I arvo on 1,75 kertaa alkuperäisen symmetrisen lyhyyskierrosvirran aaltojen rms-arvo.

Kuitenkin tietyissä olosuhteissa on mahdollista, että voimat suuremmat kuin nämä voivat kehittyä, esimerkiksi, hyvin jäykkien palkkien tai mekaanisen värinän aiheuttaman resonanssin tapauksessa. Kokeet ovat myös osoittaneet, että reaktiot, jotka syntyy ei-resonanssin rakenteessa vaihtovirran soveltamis- tai poistohetkellä, voivat ylittää reaktiot, jotka kokeneet, kun virta virtaa.

Siksi on suositeltavaa virheellä turvallisella puolella ja ottaa huomioon kaikki mahdollisuudet, jolloin pitäisi ottaa huomioon maksimivoima, joka voisi kehittyä asymmetrisen lyhyyskierrosvirran alkuperäisestä huippuarvosta. Tämä voima voidaan ottaa arvoksi, joka on kaksinkertainen kaavasta lasketun arvon suhteen.

Kaava on tiukasti käyttökelpoinen pyöreälle leikka-alueelle. Vaikka L on äärellinen pituus johtimien osista, jotka kulkevat yhdensuuntaisesti toisensa viereen, kaava on sopiva vain silloin, kun kummankin johtimen kokonaispituuden oletetaan olevan ääretön.

Praktisissa tapauksissa johtimen kokonaispituus ei ole ääretön. On myös otettava huomioon, että fluxtiitiheys sähkövirta kuljettaa johtinta lähellä päitä on huomattavasti erilainen kuin keskiosassa.

Siksi, jos käytämme yllä olevaa kaavaa lyhyelle johtimelle, laskettu voima olisi paljon suurempi kuin todellinen.

Nähdään, että tämä virhe voidaan poistaa huomattavasti, jos käytämme termiä,

L/S:n sijaan yllä olevassa kaavassa.
Kaava tulee sitten olemaan,

Yhtälö (2) edustama kaava antaa virheettömän tuloksen, kun L/S-osoitin on suurempi kuin 20. Kun 20 > L/S > 4, kaava (3) on sopiva virheettömälle tulokselle.
Jos L/S < 4, kaava (2) on sopiva virheettömälle tulokselle. Yllä olevat kaavat ovat sovellettavissa vain pyöreälle leikka-alueelle. Mutta suorakulmaiselle leikka-alueelle, kaavaan tarvitaan joitakin korjaustekijöitä. Olkoon tämä tekijä K. Siksi, lopullinen kaava tulee olemaan,
Vaikka leikka-alueen muodon vaikutus vähenee nopeasti, jos johtimen väli kasvaa, K:n arvo on suurin levyn kaltaiselle johtimelle, jonka paksuus on huomattavasti pienempi kuin sen leveys. K on merkityksetön, kun leikka-alueen muoto on täydellä neliö. K on yksi täydellä pyöreällä leikka-alueella. Tämä pätee sekä standardiin että etäpitoon virtasululle.

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on oikeusrikkomusta ota yhteyttä poistaaksesi.