Kā aprēķināt īsā gājiena strāvas stiprumu dīvāņa mainīgajam

Ja elektriskajā sistēmā notiek īslaiste, caur sistēmu, tostarp caur ierobežotāja (CB) kontaktiem, plūst liela īslaistes strāva, līdz neparedzēta situācija netiek novērsta, izslēdzot ierobežotāju. Kad īslaistes strāva plūst caur ierobežotāju, dažādiem ierobežotāja daļām, kas pārvadā strāvu, tiek izvirzītas lielas mehāniskas un termiskas spējas.

Ja ierobežotāja vadītavas daļas nav pietiekami lielas, var notikt bīstami augsts temperatūras pieaugums. Šis augstais siltums var ietekmēt ierobežotāja izolācijas kvalitāti.

Ierobežotāja kontakti arī pieredz augstu temperatūru. Ierobežotāja kontaktu termiskās spējas ir proporcionālas I2Rt, kur R ir kontakta pretestība, kas atkarīga no kontakta spiediena un kontakta virsmas stāvokļa. I ir kvadrātsmitā vērtība īslaistes strāvai, un t ir laiks, cik ilgi īslaistes strāva plūst caur kontaktiem.

Pēc kļūdas uzsākšanas īslaistes strāva paliek, līdz ierobežotāja pārtraukuma vienība to pārtrauc. Tādējādi, laiks t ir pārtraukuma laiks ierobežotājam. Kā šis laiks ir ļoti maz milisekundēs, tiek pieņemts, ka visi kaitinošie siltums, ko radīja kļūda, tiek absorbuēts vadītavā, jo nav pietiekami daudz laika konvekcijai un siltuma izstarošanai.
Temperatūras pieaugumu var noteikt ar šādu formulu,

Kur T ir temperatūras pieaugums sekundē grādos Celsija.
I ir strāva (kvadrātsmitā simetriska) amperos.
A ir vadītavas priekšskatnes laukums.
ε ir vadītavas pretestības temperatūras koeficients 20oC.

Kā zināms, alumīnijs virs 160oC zaudē savu mehānisko stiprumu un kļūst mīksts, tāpēc ir vēlamāk ierobežot temperatūras pieaugumu zem šīs temperatūras. Šī prasība faktiski nosaka pieļaujamo temperatūras pieaugumu īslaistes laikā. Šo robežu var sasniegt, kontrolējot ierobežotāja pārtraukuma laiku un pareizi projektējot vadītavas dimensijas.

Īslaistes Spēks

Elektromagnētiskais spēks, kas veidojas starp diviem paralēliem elektriskā strāvas pārvadei, tiek doto ar formulu,

Kur L ir abu vadītavu garums collās.
S ir attālums starp tiem collās.
I ir strāva, ko katra no vadītavām pārvada.

Eksperimentāli ir pierādīts, ka elektromagnētiskais īslaistes spēks ir maksimāls, kad īslaistes strāvas I vērtība ir 1,75 reizes lielāka nekā sākotnējā kvadrātsmitā vērtība simetriskajam īslaistes strāvas virienam.

Tomēr, noteiktās apstākļos iespējams, ka, var izveidoties lielāki spēki, piemēram, ļoti cietiem stabiem vai rezonanses dēļ gadījumā, ja stabiem ir mehāniskas vibrācijas. Eksperimenti arī liecina, ka reakcijas, kas rodas neresonantei struktūrai ar maiņstrāvu brīdī, kad tā tiek pieslēgta vai atvilkta, var pārsniegt reakcijas, ko piedzīvo, kamēr strāva plūst.

Tādējādi ir ieteicams kļūda drošības labā un ņemt vērā visus iespējamos apstākļus, pieņemot maksimālo spēku, ko varētu izveidot sākotnējā asimetriskā īslaistes strāvas virsotne. Šis spēks var tikt uzskatīts par divreiz lielāku nekā aprēķināts pašreizējā formulā.

Formula ir stingri noderīga apgalvojamā priekšskatnes vadītavām. Lai gan L ir galīgs garums daļai vadītavas, kas ieplānotas paralēli, formula ir tikai piemērota, ja katras vadītavas kopējais garums tiek pieņemts kā bezgalīgs.

Praktiskos gadījumos vadītavas kopējais garums nav bezgalīgs. Tas tiek arī ņemts vērā, ka, blakus strāvas pārvades vadītavas beigām, fluxa blīvums ir būtiski atšķirīgs no tā vidus daļas.

Tādējādi, ja mēs izmantojam minēto formulu īsām vadītavām, aprēķinātais spēks būs daudz lielāks nekā patiesais.

Redzams, ka, šo kļūdu var būtiski samazināt, ja mēs izmantojam terminu,

vietā L/S minētajā formulā.
Tad formula kļūst par,

Formula, kas pārstāvēta ar vienādojumu (2), dod kļūdas brīvu rezultātu, kad attiecība L/S ir lielāka par 20. Ja 20 > L/S > 4, formula (3) ir piemērota kļūdas brīvam rezultātam.
Ja L/S < 4, formula (2) ir piemērota kļūdas brīvam rezultātam. Minētās formulas ir tikai piemērotas apgalvojamā priekšskatnes vadītavām. Bet taisnstūrveida priekšskatnes vadītavām, formulai jābūt ar koriģējošu koeficientu. Pieņemsim, ka šis koeficients ir K. Tādējādi, galīgā formula kļūst par,
Lai arī priekšskatnes formas ietekme samazinās strauji, ja starp vadītavām pieaug attālums, K vērtība ir maksimāla stiprinātāja veida vadītavai, kuras biezums ir diezgan mazāks nekā tā platums. K ir negaidīts, ja priekšskatnes forma ir perfekti kvadrātveida. K ir vienība perfekti apgalvojamā priekšskatnes vadītavai. Tas attiecas gan uz standarta, gan tālradījam ierobežotāju.

Declarācija: Cienīt originālu, labas raksti vērts dalīties, jāsadarbojas dzēšanai, ja ir autortiesību pārkāpumi.