د سرچینه وړاندیز ګټې د بندکلن کیرنټ څرګندولو لاره
هنگامی که خرابی کوتاه در سیستم برق رخ میدهد، جریان بزرگی از خرابی کوتاه از طریق سیستم شامل تماسهای شکن مدار (CB) عبور میکند، مگر اینکه خرابی با قطع شدن CB برطرف شود. هنگامی که جریان خرابی کوتاه از طریق CB عبور میکند، بخشهای مختلف حملکننده جریان در شکن مدار تحت تنشهای مکانیکی و حرارتی بسیار زیاد قرار میگیرند.
اگر بخشهای رسانای CB مساحت مقطع کافی نداشته باشند، ممکن است دمای خطرناک بالا رخ دهد. این دما بالا میتواند کیفیت عایق CB را تحت تأثیر قرار دهد.
تماسهای CB نیز دمای بالایی تجربه میکنند. تنشهای حرارتی تماسهای CB با I2Rt متناسب است، که در آن R مقاومت تماس، به فشار تماس و وضعیت سطح تماس بستگی دارد. I مقدار میانگین مربعی جریان خرابی کوتاه و t مدت زمانی است که جریان خرابی کوتاه از طریق تماسها عبور میکند.
بعد از شروع خرابی، جریان خرابی کوتاه تا زمانی که واحد قطع CB عمل میکند، ماندگار است. بنابراین، زمان t زمان قطع شکن مدار است. از آنجا که این زمان در مقیاس میلیثانیه بسیار کم است، فرض میشود که تمام گرمای تولید شده در طول خرابی توسط هادی جذب میشود زیرا زمان کافی برای انتقال حرارت و تابش وجود ندارد.
بالا رفتن دما میتواند با استفاده از فرمول زیر تعیین شود،
که در آن T بالا رفتن دما در ثانیه در درجه سانتیگراد است.
I جریان (میانگین مربعی متقارن) در آمپر است.
A مساحت مقطع هادی است.
ε ضریب دما در مقاومت هادی در ۲۰ درجه سانتیگراد است.
همانطور که میدانیم آلومینیوم بالای ۱۶۰ درجه سانتیگراد قدرت مکانیکی خود را از دست میدهد و نرم میشود، بنابراین مطلوب است که بالا رفتن دما زیر این دمای محدود شود. این نیاز در واقع محدوده مجاز بالا رفتن دما در خرابی کوتاه را تعیین میکند. این محدوده میتواند با کنترل زمان قطع CB و طراحی صحیح ابعاد هادی به دست آید.
نیروی خرابی کوتاه
نیروی الکترومغناطیسی که بین دو هادی موازی حامل جریان الکتریکی ایجاد میشود، با فرمول زیر مشخص میشود،
که در آن L طول هر دو هادی در اینچ است.
S فاصله بین آنها در اینچ است.
I جریان حمل شده توسط هر یک از هادیها است.
به صورت تجربی ثابت شده است که نیروی الکترومغناطیسی خرابی کوتاه در زمانی که مقدار جریان خرابی کوتاه I، ۱.۷۵ برابر مقدار میانگین مربعی موج متقارن جریان خرابی کوتاه است، بیشترین مقدار خود را دارد.
با این حال، در برخی شرایط ممکن است نیروهای بیشتر از این نیروها ایجاد شود، مانند مواردی که میلههای بسیار سخت یا به دلیل تشدید در مورد میلههایی که مستعد ارتعاشات مکانیکی هستند. آزمایشها نشان دادهاند که واکنشهای ایجاد شده در یک ساختار غیرتسدید در لحظه اعمال یا حذف نیروها ممکن است بیشتر از واکنشهای تجربه شده در حال عبور جریان باشد.
بنابراین توصیه میشود که در سمت امنیت خطایی وجود داشته باشد و برای همه موارد ممکن احتیاط شود، که باید به حداکثر نیرویی که میتواند توسط مقدار اوج اولیه جریان خرابی کوتاه نامتقارن ایجاد شود، توجه کرد. این نیرو میتواند دو برابر مقدار محاسبه شده از فرمول فوق باشد.
فرمول فقط برای هادی با مقطع دایرهای مفید است. اگرچه L طول محدودی از بخشهای هادیهای موازی است، اما فرمول فقط مناسب است وقتی که طول کل هر هادی بینهایت فرض شود.
در موارد عملی طول کل هادی بینهایت نیست. همچنین باید در نظر داشت که چگالی میدان مغناطیسی نزدیک به انتهای هادی حامل جریان به طور قابل توجهی متفاوت از بخش میانی آن است.
بنابراین اگر ما از فرمول فوق برای هادی کوتاه استفاده کنیم، نیرو محاسبه شده بسیار بیشتر از نیروی واقعی خواهد بود.
مشاهده میشود که این خطا میتواند با استفاده از عبارت زیر به طور قابل توجهی کاهش یابد،
به جای L/S در فرمول فوق.
فرمول پس از آن به صورت زیر خواهد بود،
فرمول که با معادله (2) نشان داده شده است، نتیجه بدون خطا را وقتی که نسبت L/S بیشتر از ۲۰ است، میدهد. وقتی ۲۰ > L/S > ۴، فرمول (3) مناسب برای نتیجه بدون خطا است.
اگر L/S < ۴، فرمول (2) مناسب برای نتیجه بدون خطا است. فرمولهای فوق فقط برای هادی با مقطع دایرهای قابل اجرا است. اما برای هادی با مقطع مستطیلی، فرمول نیاز به یک عامل اصلاحی دارد. بگویید این عامل K است. بنابراین، فرمول نهایی به صورت زیر خواهد بود،
اگرچه تأثیر شکل مقطع هادی با افزایش فاصله بین هادیها کاهش مییابد، مقدار K برای هادیهای نواری که ضخامت آنها بسیار کمتر از عرض آنها است، بیشترین مقدار را دارد. K وقتی شکل مقطع هادی کاملاً مربعی است، ناچیز است. K برای هادی با مقطع دایرهای کاملاً یک واحد است. این برای هر دو نوع شکن مدار استاندارد و شکن مدار دورکنترول.
پیام: احترام به متن اصلی، مقالههای خوب ارزش اشتراکگذاری دارند، اگر حقتکثیر وجود دارد لطفاً برای حذف تماس بگیرید.
