Paano Kalkulahin ang Short Circuit Current ng Circuit Breaker

Kapag may short circuit fault sa electrical system, malaking short circuit current ang lumalabas sa sistema kasama ang circuit breaker (CB) contacts, hanggang ma-clear ang fault sa pamamagitan ng pag-trip ng CB. Kapag ang short circuit current ay lumalabas sa CB, ang iba't ibang bahagi ng circuit breaker na nagsasagawa ng current ay nakakaranas ng malaking mechanical at thermal stresses.

Kung ang conducting parts ng CB ay hindi sapat ang cross-sectional area, maaaring tumaas ang temperatura nang mas mataas kaysa sa normal. Ang mataas na temperatura na ito ay maaaring makaapekto sa kalidad ng insulation ng CB.

Ang CB contacts din ay nakakaranas ng mataas na temperatura. Ang thermal stresses ng CB contacts ay proporsyonal sa I2Rt, kung saan ang R ay ang contact resistance, depende sa contact pressure at contact surface condition. Ang I ay ang rms value ng short circuit current at ang t ay ang duration para sa kung ilang oras ang short circuit current ay lumalabas sa contacts.

Pagkatapos mag-init ang fault, ang short circuit current ay mananatili hanggang sa interrupting unit ng CB, breaks. Kaya, ang oras t ay breaking time ng circuit breaker. Dahil ang oras na ito ay napakaliit sa scale ng mili second, ina-assume na lahat ng init na nabuo sa panahon ng fault ay in-absorb ng conductor dahil walang sapat na oras para sa convention at radiation ng init.
Ang temperature rise ay maaaring matukoy gamit ang sumusunod na formula,

Kung saan, T ang temperature rise per segundo sa degree centigrade.
I ang current (rms symmetrical) sa Ampere.
A ang cross-sectional area ng conductor.
ε ang temperature coefficient ng resistivity ng conductor sa 20oC.

Alam natin na ang aluminum sa itaas ng 160oC ay nawawalan ng mechanical strength at naging soft, kaya inaasahan na limitahan ang temperature rise sa ibaba ng temperatura na ito. Ang requirement na ito ay talagang nag-set ng permissible temperature rise sa panahon ng short circuit. Ang limit na ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pag-control ng CB breaking time at proper designing ng conductor dimension.

Short Circuit Force

Ang electromagnetic force na nabuo sa pagitan ng dalawang parallel electric current carrying conductors, ay ibinigay ng formula,

Kung saan, L ang length ng parehong conductors sa inch.
S ang distance sa pagitan nila sa inch.
I ang current na in-carry ng bawat conductors.

Napatunayan ng eksperimento na, ang electromagnetic short circuit force ay maximum kapag ang halaga ng short circuit current I, ay 1.75 beses ang initial rms value ng symmetrical short circuit current wave.

Gayunpaman, sa ilang pangyayari, posible na ang mga forces na mas malaki pa sa ito ay mabuo, tulad ng, halimbawa, sa kaso ng very rigid bars o dahil sa resonance sa kaso ng bars na liable sa mechanical vibration. Napatunayan rin ng mga eksperimento na ang reactions na nabuo sa non resonating structure ng alternating current sa instant ng application o removal ng forces ay maaaring lampa sa reactions na naranasan habang ang current ay lumalabas.

Kaya, ito ay advisable na error sa side ng safety at mag-allow para sa lahat ng contingencies, para sa kung saan dapat isama ang maximum force na maaaring mabuo ng initial peak value ng asymmetrical short circuit current. Ang force na ito maaaring itake bilang may halaga na dalawang beses ng na-calculated mula sa itaas na formula.

Ang formula ay mahalagang useful para sa circular cross-sectional conductor. Bagama't L ay finite length ng portions ng conductors na run parallel sa isa't isa, ang formula ay lamang suitable kung ang total length ng bawat conductor ay in-assume bilang infinite.

Sa praktikal na kaso, ang total length ng conductor ay hindi infinite. Ina-consider din sa isip, na, ang flux density malapit sa ends ng current carrying conductor ay considerably different sa kanyang middle portion.

Kaya, kung gagamitin natin ang itaas na formula para sa short conductor, ang force na na-calculated ay maaaring mas mataas kaysa actual.

Narito, ang error na ito maaaring ma-eliminate considerably kung gagamitin natin ang term,

is stead of L/S sa itaas na formula.
Ang formula ngayon ay naging,

Ang formula, na represented ng equation (2), ay nagbibigay ng error free result kapag ang ratio L/S ay mas malaki kaysa 20. Kapag 20 > L/S > 4, ang formula (3) ay suitable para sa error free result.
Kung L/S < 4, ang formula (2) ay suitable para sa error free result. Ang mga ito formulas ay lamang applicable para sa circular cross-sectional conductors. Ngunit para sa rectangular cross-sectional conductor, ang formula ay nangangailangan ng ilang correction factor. Sabihin natin na ang factor na ito ay K. Kaya, ang final na formula ay naging,
Bagama't ang effect ng shape ng cross-section ng conductor ay mabilis na bumababa kung ang spacing sa pagitan ng conductor ay tumataas ang halaga ng K ay maximum para sa strip like conductor na ang thickness ay napakakaunti kaysa sa width nito. Ang K ay negligible kapag ang shape ng cross-section ng conductor ay perfectly square. Ang K ay unity para sa perfectly circular cross-sectional conductor. Ito ay totoo para sa standard at remote control circuit breaker.

Pahayag: Respetuhin ang original, mahalagang mga artikulo na karapat-dapat ibahagi, kung may infringement pakiusap ilipat.