Como calcular a corrente de curto circuito do disjuntor

Cando se produce un fallo de curto circuito no sistema eléctrico, unha enorme corrente de curto circuito flúe polo sistema, incluíndo os contactos do interruptor (CB), a menos que o fallo sexa eliminado ao activar o CB. Cando a corrente de curto circuito flúe polo CB, as diferentes partes que transportan corrente do interruptor están suxeitas a enormes estreses mecánicos e térmicos.

Se as partes condutoras do CB non teñen suficiente área de sección transversal, pode haber unha posibilidade de aumento de temperatura perigosamente alto. Esta alta temperatura pode afectar a calidade da aislación do CB.

Os contactos do CB tamén experimentan alta temperatura. Os estreses térmicos dos contactos do CB son proporcionais a I2Rt, onde R é a resistencia dos contactos, depende da presión de contacto e do estado da superficie de contacto. I é o valor eficaz da corrente de curto circuito e t é a duración durante a cal a corrente de curto circuito flúe a través dos contactos.

Despois de iniciar o fallo, a corrente de curto circuito permanece ata que a unidade de interrupción do CB interrompe. Polo tanto, o tempo t é o tempo de interrupción do interruptor. Como este tempo é moi pequeno na escala de milisegundos, supónse que todo o calor producido durante o fallo é absorbido polo conductor xa que non hai tempo suficiente para a convención e radiación de calor.
O aumento de temperatura pode determinarse mediante a seguinte fórmula,

Onde, T é o aumento de temperatura por segundo en graos centígrados.
I é a corrente (eficaz simétrica) en amperios.
A é a área de sección transversal do conductor.
ε é o coeficiente de temperatura da resistividad do conductor a 20oC.

Como sabemos, o aluminio por encima dos 160oC perde a súa resistencia mecánica e volvéndose blando, deséase limitar o aumento de temperatura abaixo desta temperatura. Este requisito establece realmente o aumento de temperatura permitido durante o curto circuito. Este límite pode lograrse controlando o tempo de interrupción do CB e o deseño adecuado da dimensión do conductor.

Forza de curto circuito

A forza electromagnética desenvolvida entre dous conductores paralelos que transportan corrente eléctrica, dáse pola fórmula,

Onde, L é a lonxitude de ambos os conductores en polegadas.
S é a distancia entre eles en polegadas.
I é a corrente transportada por cada un dos conductores.

É comprobado experimentalmente que, a forza electromagnética de curto circuito é máxima cando o valor da corrente de curto circuito I, é 1,75 veces o valor eficaz inicial da onda de corrente de curto circuito simétrica.

No entanto, en certas circunstancias é posible que se desenvolvam forzas maiores que estas, como, por exemplo, no caso de barras moi ríxidas ou debido á resonancia no caso de barras propensas á vibración mecánica. As experiencias tamén mostraron que as reaccións producidas nunha estrutura non resonante por unha corrente alternativa no instante da aplicación ou retirada das forzas poden superar as reaccións experimentadas mentres a corrente está fluindo.

Por tanto, é aconsellable erro no lado da seguridade e permitir todas as contingencias, para as cales debe terse en conta a forza máxima que podería desenvolverse polo valor pico inicial da corrente de curto circuito asimétrica. Esta forza pode considerarse como tendo un valor que é o dobre do calculado coa fórmula anterior.

A fórmula é estritamente útil para conductores con sección transversal circular. Aínda que L é unha lonxitude finita das partes dos conductores que corren paralelos, a fórmula só é adecuada onde a lonxitude total de cada conductor se supón infinita.

Nos casos prácticos, a lonxitude total do conductor non é infinita. Tamén tense en conta que, a densidade de fluxo preto dos extremos do conductor de corrente é considerablemente diferente que a súa parte central.

Polo tanto, se usamos a fórmula anterior para un conductor curto, a forza calculada sería moito maior que a real.

Vese que, este erro pode eliminarse considerablemente se usamos o termo,

en vez de L/S na fórmula anterior.
A fórmula entón converte-se en,

A fórmula representada pola ecuación (2), dá un resultado sen erro cando a razón L/S é maior que 20. Cando 20 > L/S > 4, a fórmula (3) é adecuada para un resultado sen erro.
Se L/S < 4, a fórmula (2) é adecuada para un resultado sen erro. As fórmulas anteriores só son aplicables para conductores con sección transversal circular. Pero para conductores con sección transversal rectangular, a fórmula necesita un factor de corrección. Dígase que este factor é K. Polo tanto, a fórmula finalmente converte-se en,
Aínda que o efecto da forma da sección transversal do conductor reducise rapidamente se aumenta a distancia entre o conductor, o valor de K é máximo para conductores tipo lenteira cuxa espesor é bastante menor que a súa anchura. K é negligible cando a forma da sección transversal do conductor é perfectamente cadrada. K é unidade para conductores con sección transversal perfectamente circular. Isto é válido tanto para interruptores estándar como para interruptores de control remoto.

Declaración: Respetar o original, artigos boos méritos compartir, se hai infracción contactar eliminar.