Bagaimana Mengira Arus Lepas Sambung Pemutus Laluan

Apabila terdapat kesalahan litar pendek dalam sistem elektrik, arus litar pendek yang sangat besar akan mengalir melalui sistem termasuk kontak pemutus litar (CB), kecuali kesalahan tersebut ditanggalkan dengan memutuskan CB. Apabila arus litar pendek mengalir melalui CB, bahagian-bahagian yang membawa arus berbeza dalam pemutus litar akan tunduk kepada tekanan mekanikal dan termal yang sangat besar.

Jika bahagian penghantar CB tidak mempunyai kawasan keratan rentas yang mencukupi, mungkin ada risiko peningkatan suhu yang berbahaya. Suhu tinggi ini mungkin mempengaruhi kualiti isolasi CB.

Kontak CB juga mengalami suhu tinggi. Tekanan termal kontak CB berkadar dengan I2Rt, di mana R adalah rintangan kontak, bergantung pada tekanan kontak dan keadaan permukaan kontak. I adalah nilai rms arus litar pendek dan t adalah tempoh masa di mana arus litar pendek telah mengalir melalui kontak.

Selepas kesalahan bermula, arus litar pendek akan tetap sehingga unit pemutus CB memutus. Oleh itu, waktu t adalah masa pemutusan pemutus litar. Kerana masa ini sangat singkat dalam skala milisecond, diandaikan bahawa semua haba yang dihasilkan semasa kesalahan diserap oleh penghantar kerana tidak ada masa yang mencukupi untuk konveksi dan radiasi haba.
Kenaikan suhu boleh ditentukan dengan formula berikut,

Di mana, T adalah kenaikan suhu per saat dalam darjah Celsius.
I adalah arus (rms simetri) dalam Ampere.
A adalah kawasan keratan rentas penghantar.
ε adalah pekali suhu resistiviti penghantar pada 20oC.

Seperti yang kita ketahui, aluminium di atas 160oC kehilangan kekuatan mekanikalnya dan menjadi lembut, maka diperlukan untuk mengehadkan kenaikan suhu di bawah suhu tersebut. Keperluan ini sebenarnya menetapkan had kenaikan suhu semasa litar pendek. Had ini boleh dicapai dengan mengawal masa pemutusan CB dan reka bentuk dimensi penghantar yang betul.

Daya Litar Pendek

Daya elektromagnetik yang dibangunkan antara dua penghantar arus elektrik yang selari, diberikan oleh formula,

Di mana, L adalah panjang kedua-dua penghantar dalam inci.
S adalah jarak antara mereka dalam inci.
I adalah arus yang dibawa oleh setiap penghantar.

Telah dibuktikan secara eksperimental bahawa, daya litar pendek elektromagnetik adalah maksimum apabila nilai arus litar pendek I, adalah 1.75 kali nilai awal rms gelombang arus litar pendek simetri.

Walau bagaimanapun, dalam keadaan tertentu, mungkin terjadi daya yang lebih besar daripada ini, seperti, misalnya, dalam kes palang yang sangat kaku atau akibat resonansi dalam kes palang yang cenderung bergetar secara mekanikal. Eksperimen juga menunjukkan bahawa reaksi yang dihasilkan dalam struktur yang tidak beresonansi oleh arus bolak-balik pada saat penerapan atau penghapusan daya mungkin melebihi reaksi yang dialami semasa arus mengalir.

Oleh itu, adalah bijaksana untuk kesilapan dari segi keselamatan dan membolehkan untuk semua kemungkinan, di mana seseorang harus mengambil kira daya maksimum yang dapat dibangunkan oleh nilai puncak awal arus litar pendek asimetri. Daya ini boleh diambil sebagai nilai yang dua kali ganda daripada yang dikira dari formula di atas.

Formula ini hanya berguna untuk penghantar keratan rentas bulat. Walaupun L adalah panjang terhingga bagi bahagian penghantar yang berjalan selari, formula ini hanya sesuai di mana panjang total setiap penghantar diandaikan sebagai infiniti.

Dalam kes praktikal, panjang total penghantar tidak infiniti. Juga dipertimbangkan bahawa, ketumpatan fluks berhampiran hujung penghantar arus agak berbeza daripada bahagian tengahnya.

Oleh itu, jika kita menggunakan formula di atas untuk penghantar pendek, daya yang dikira akan jauh lebih tinggi daripada yang sebenarnya.

Didapati bahawa, kesilapan ini boleh dikurangkan dengan ketara jika kita menggunakan istilah,

sebaliknya L/S dalam formula di atas.
Formula kemudian menjadi,

Formula, yang diwakili oleh persamaan (2), memberi hasil tanpa kesilapan apabila nisbah L/S lebih besar daripada 20. Apabila 20 > L/S > 4, formula (3) sesuai untuk hasil tanpa kesilapan.
Jika L/S < 4, formula (2) sesuai untuk hasil tanpa kesilapan. Formula-formula di atas hanya berlaku untuk penghantar keratan rentas bulat. Tetapi untuk penghantar keratan rentas segi empat tepat, formula perlu mempunyai faktor pembetulan. Katakan faktor ini adalah K. Oleh itu, formula akhirnya menjadi,
Walaupun kesan bentuk keratan rentas penghantar berkurang dengan cepat jika jarak antara penghantar meningkat, nilai K adalah maksimum untuk penghantar seperti jalur yang ketebalannya jauh kurang daripada lebarnya. K adalah tidak berapa penting apabila bentuk keratan rentas penghantar adalah segi empat sempurna. K adalah satu untuk penghantar keratan rentas bulat sempurna. Ini benar untuk kedua-dua pemutus litar standard dan pemutus litar kendali jauh.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dibagi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.