Waarom werd de capaciteit van de stroomonderbreker beoordeeld in MVA en nu in kA en kV?

Circuit Breaker Rating – Breaking Capacity, Making Capacity, Voltage &Current Rating, Duty Cycle &Short Time Operation Rating of Breaker

Vermoord me alsjeblieft niet om de verrassende MVA-classificatie van een stroomonderbreker te noemen, zoals we allemaal hebben gehoord over de 500 of 1000 MVA stroomonderbrekers. Deze beoordelingen verschijnen niet op recente modellen omdat het de oude logica was en er nu dingen zijn veranderd. Om het basisconcept te verduidelijken en te weten wat er precies met de regels is gebeurd, laten we de volgende uitleg bekijken. Het is eigenlijk de uitschakelcapaciteit (geen onderbrekingsstroom) van de stroomonderbreker die nu wordt uitgedrukt in kA in plaats van MVA (zoals voorheen).

Laten we, voordat we in details treden, weten wat een stroomonderbreker precies doet en wat de verschillende soorten classificaties van CB's zijn.

Een stroomonderbreker is een controle- en beveiligingsapparaat dat wordt gebruikt voor het schakelmechanisme en de beveiliging van het systeem dat:

• Maak en verbreek het circuit handmatig of automatisch in normale en foutcondities.
• Breek het circuit automatisch en sluit het pad naar de kortsluiting en overstromen om er doorheen te stromen.
• Laat de foutstroom gedurende een zeer korte tijd lopen terwijl een andere in serie aangesloten stroomonderbreker de fout op het aangesloten circuit oplost.

• Gerelateerde post:Hoe vindt u de juiste maat stroomonderbreker? Breaker Calculator &Voorbeelden

Op basis van de drie hierboven genoemde taken van een stroomonderbreker, zijn er zes classificaties van een stroomonderbreker als volgt:

• Breukvermogen
• Capaciteit maken
• Inschakelduur van stroomonderbreker (nominale bedrijfsvolgorde)
• Spanningsclassificatie
• Korte werkingscapaciteit
• Normale huidige beoordeling

Brekende capaciteit (eerder MVA, nu kA)

Breakcapaciteit is de maximale fout- of kortsluitstroom (RMS) die een stroomonderbreker kan weerstaan ​​of kan onderbreken door de gesloten contacten te openen bij nominale herstelspanning zonder de stroomonderbreker te beschadigen en aangesloten apparaten.

Het uitschakelvermogen van een stroomonderbreker wordt uitgedrukt in RMS-waarde vanwege symmetrische en asymmetrische factoren als gevolg van de aanwezigheid van rimpels en DC-componenten tijdens de storing gedurende een zeer korte tijd.

Het uitschakelvermogen van een stroomonderbreker werd eerder beoordeeld in MVA, rekening houdend met de nominale uitschakelstroom en de nominale bedrijfsspanning van een CB. Het kan als volgt worden berekend:

Breakcapaciteit =√3 x V x I x 10 ^-6 … MVA

of

Onderbrekend of brekend vermogen =√3 x nominale lijnspanning x nominale lijnstroom x 10 ^-6 … MVA

Voorbeeld:

Wat is de onderbrekende of brekende stroom van een stroomonderbreker met een vermogen van 100 MVA uitschakelvermogen en een nominale bedrijfsspanning van 11 kV.

Oplossing:

Breekstroom =100 x 10 ^-6 / ( √3 x 11 kV) =52,48 kA

Waarom wordt het breekvermogen uitgedrukt in kW in plaats van MVA?

Het is duidelijk onlogisch om de classificatie van een stroomonderbreker in MVA uit te drukken, omdat er een zeer lage spanning en de hoogste stroom is tijdens de kortsluitingsfouten. Wanneer de stroomonderbreker de contacten opent om de foutstromen te elimineren, verschijnt de nominale spanning over de contacten van de stroomonderbreker. Kortom, dezelfde nominale grootheden verschijnen niet continu tijdens de foutstromen. Daarom kan het uitschakelvermogen van een stroomonderbreker niet worden uitgedrukt in MVA.

Om deze redenen volgen de fabrikanten de recente en herziene internationale normen om het uitschakelvermogen van de stroomonderbreker uit te drukken in symmetrische uitschakelstroom in kA bij nominale spanning in plaats van MVA. Het uitschakelvermogen van de stroomonderbreker in ampère of kA worden gevolgd door de breekstroom en Transient Recovery Voltage (TRV), aangezien deze zowel symmetrisch als asymmetrisch kan zijn tijdens de kortsluitingsfouten.

• Gerelateerde post:verschil tussen MCB, MCCB, ELCB &RCB, RCD of RCCB stroomonderbrekers

Maakcapaciteit

Het maakvermogen van een stroomonderbreker is de piekwaarde van de stroom, inclusief de kortetermijnrimpelfactoren en gelijkstroomcomponenten tijdens de eerste cyclus van foutstroomgolf na het sluiten van de stroomonderbrekercontacten.

Houd er rekening mee dat het vermogen van de stroomonderbreker, uitgedrukt in kA, wordt uitgedrukt in piekwaarde in plaats van RMS-waarde (de uitschakelcapaciteit wordt uitgedrukt in RMS-waarde). Dit komt door de mogelijkheden om de brekercontacten met succes te maken tijdens foutstromen terwijl de elektromagnetische krachten en het maken en doven van de boog worden verwerkt zonder de breker en het circuit te beschadigen.

Deze schadelijke krachten zijn recht evenredig met het kwadraat van de maximale momentane stroomwaarde bij het sluiten. Dit is de reden waarom de maakcapaciteit wordt vermeld in Piekwaarde in vergelijking met de onderbrekingscapaciteit die wordt uitgedrukt in RMS-waarde.

De waarde van kortsluitstromen is maximaal in de eerste fase of golven in het geval van maximale asymmetrie in een fase die is aangesloten op de stroomonderbreker. In eenvoudige woorden, de aanmaakstroom is gelijk aan de maximale waarde van asymmetrische stroom, d.w.z. Breker Making Capacity is altijd groter dan de Breaker Breaking Capacity .

De nominale kortsluitstroom wordt genomen als 2,5 x RMS-waarde van AC-componenten van nominale uitschakelstroom, aangezien theoretisch de foutstroom kan stijgen tot tweemaal het symmetrische foutniveau bij de beginfase.

De capaciteit voor het maken van de breker kan als volgt worden berekend.

Om de symmetrische onderbrekingsstroom van RMS naar de piekwaarde om te zetten:

Maakvermogen van de breker =Symmetrische breekstroom x √2

Vermenigvuldig de bovenstaande uitdrukking met 1,8 om het verdubbelingseffect van maximale asymmetrie op te nemen. d.w.z. effect van kortsluitstroom rekening houdend met een lichte stroomdaling tijdens de eerste kwartaalcyclus.

Maakvermogen van de breker =√2 x 1,8 x symmetrische breekstroom =2,55 x symmetrische breekstroom

Maakvermogen van de breker =  2,55 x symmetrische onderbrekingsstroom

• Gerelateerde post: Belangrijkste verschil tussen zekering en stroomonderbreker

Inschakelduur van stroomonderbreker of nominale bedrijfsvolgorde

Het toont de mechanische belastingvereiste van het schakelmechanisme van de stroomonderbreker.

De werkcyclus of nominale bedrijfsvolgorde van een stroomonderbreker kan als volgt worden uitgedrukt:

O – t – CO – t’ – CO

Waar:

• O =Openen van stroomonderbreker
• t =0,3 sec voor eerste automatische hersluiting indien niet gespecificeerd
• t' =Tijd tussen twee bewerkingen (herstel de oorspronkelijke toestand en voorkom ongepaste verwarming van CB-contacten
• CO =Sluitingshandeling onmiddellijk na opening zonder tijdvertraging

Nominale spanning

De waarde van de veilige maximale spanningslimiet die de stroomonderbreker kan gebruiken zonder enige schade, staat bekend als de nominale spanning van de stroomonderbreker.

De waarde van de nominale spanning van de stroomonderbreker hangt af van de isolatiedikte en het isolatiemateriaal dat wordt gebruikt bij de constructie van een stroomonderbreker. De nominale spanning van de stroomonderbreker heeft betrekking op de hoogste systeemspanning vanwege de stijging van de spanning vanwege geen belasting of plotselinge verandering in belasting naar de lagere waarde. Op deze manier kan het de stijging van de systeemspanning tot de hoogste nominale capaciteit aan. De stroomonderbreker moet bijvoorbeeld bestand zijn tegen 10% van de nominale systeemspanning in het geval van een 40 kV-systeem waarbij de limiet 5% boven de 400 kV-systeemspanning ligt. Op deze manier. een stroomonderbreker die op een 6,6 kV-lijn wordt gebruikt, moet een nominale waarde hebben van ongeveer 7,2 kV enzovoort vanwege de overeenkomstige hoogste systeemspanning

Aan de andere kant mag een stroomonderbreker met een nominale spanning van 400 V AC niet worden gebruikt bij een hogere spanning, d.w.z. 1000 V of meer, terwijl een stroomonderbreker met een nominale spanning van 1000 V AC kan worden gebruikt op 400 V van systeem spanningen. Als we de stroomonderbreker op het nominale spanningsniveau gebruiken, zal deze in staat zijn om de boog die wordt geproduceerd in de stroomonderbrekercontacten te doven. Als we de stroomonderbreker gebruiken op hogere spanningsniveaus in plaats van de nominale spanning, de tijdelijke herstelspanning (TVR) in vergelijking met de diëlektrische sterkte van het boogdovende medium. In dat geval kan de boog nog steeds bestaan ​​omdat het boogblusmedium deze niet met succes kan onderscheiden, wat leidt tot schade aan de stroomonderbreker of isolatie van de stroomonderbreker.

Over het algemeen is de nominale spanning van de stroomonderbreker hoger dan de bus en het belastingsvermogen in het voedingssysteem. Doorgaans zijn er twee soorten stroomonderbrekers die verband houden met spanningsniveaus, namelijk laagspanningsonderbrekers en hoogspanningsonderbrekers met de volgende kenmerken.

• Laagspanningsschakelaars kunnen worden gebruikt voor 1 kV AC en 1,2 kV DC, terwijl het hoogspanningsniveau hoger is dan de laagspanningsonderbrekers.
• Hoogspanningsstroomonderbrekers worden gebruikt in zowel binnen- als buitenbesturingen in hoogspanningssystemen, terwijl laagspanningsstroomonderbrekers worden gebruikt in binnentoepassingen.
• Laagspanningsonderbrekers zijn complexer en werken vaker dan de hoogspanningsonderbrekers vanwege minder afstand tussen fase en fase en grond. De testmethoden zijn verschillend voor beide soorten spanningsniveau-onderbrekers.

Gerelateerde post: Slimme wifi-stroomonderbreker – constructie, installatie en werking

Als u rekening houdt met de bovenstaande spanningswaarde, kunnen er twee extra spanningswaarden in aanmerking worden genomen, rekening houdend met het spanningsniveau voor stroomonderbrekers voor verschillende werkingen.

1. Nominale impulsspanning
2. Voedingsfrequentie weerstaat spanningswaarde

Nominale impulsspanning van een stroomonderbreker toont het vermogen om de voorbijgaande impuls door bliksem of schakelimpulsen te verwerken. De duur van de impuls- of tijdelijke spanning van een stroomonderbreker is in microseconden. Om deze reden zijn de contacten met betrekking tot de isolatie ontworpen om de tijdelijke piekspanning voor een zeer korte tijd of periode te weerstaan.

Voedingsfrequentie weerstaat spanning Nominale waarde van een stroomonderbreker toont het vermogen om de plotselinge toename van de spanning te beheersen die erg hoog is dan de hogere systeemspanning. Het is te wijten aan plotselinge veranderingen in de belasting of het in één keer loskoppelen van een groot deel van de belasting.

Deze spanning als gevolg van de voedingsfrequentie is voor een zeer korte tijd, over het algemeen 60 seconden, maar de stroomonderbreker moet in staat zijn om de overspanning van de netfrequentie aan te kunnen.

De volgende grafiek toont de verschillende nominale spanningsniveaus van de stroomonderbreker, d.w.z. nominale systeemspanning, hoogste systeemspanning, stroomfrequentie weerstaan ​​spanning en impulsspanningsniveaus.

Gerelateerde post: 

• Hoe lees ik de gegevensclassificatie van het MCB-naambord die erop is afgedrukt?
• Symbolen voor stroomonderbreker, zekering en bescherming

Korte tijd operatiecapaciteit

De korte tijdcapaciteit van een stroomonderbreker is de gespecificeerde korte periode waarin de stroomonderbreker de foutstroom voert terwijl hij gesloten blijft.

Om de ongewenste werking van een stroomonderbreker zoals de foutstroom voor een zeer korte tijd of plotselinge verandering of vermindering van belastingen te verminderen, mag de stroomonderbreker niet trippen en het circuit loskoppelen als de fout verdwijnt automatisch en behandelt de elektromagnetische kracht en temperatuurstijging. Als het de gespecificeerde tijd in seconden of milliseconden overschrijdt, zal de stroomonderbreker dan de contacten openen om te zorgen voor de maximaal mogelijke bescherming van het aangesloten gedeelte van belastingen en apparatuur.

Er zijn verschillende klassen zoals B, C, D en Klasse 1, Klasse 2 en Klasse 3 met bijbehorende curven. Klasse 3 is het beste, waarbij maximaal 1,5 l joule/seconde is getest volgens IS 60898. De oliestroomonderbreker heeft bijvoorbeeld een tijdcapaciteit van 3 seconden en mag de exacte 3s niet overschrijden terwijl hij de korte stroom draagt. De nominale stroomcapaciteit voor korte tijd moet gelijk zijn aan de nominale uitschakelcapaciteit van de stroomonderbreker . Daarom moet voor gevoelige apparaten worden gezorgd, rekening houdend met de tijdcapaciteit van stroomonderbrekers.

Gerelateerde berichten:

• Verschil tussen stroomonderbreker en isolator/scheider
• Verschil tussen relais en stroomonderbreker

Normale huidige beoordeling

De normale nominale stroomsterkte van een stroomonderbreker is de RMS-waarde van de stroom die hij continu kan voeren bij de nominale spanning en frequentie zonder veranderingen in de werking als gevolg van de stijging van de temperatuur tijdens de normale werking.

De normale stroom moet 125% van de nominale stroom van het circuit zijn. Als de belastingsstroom bijvoorbeeld 24 A is, moet de classificatie van de stroomonderbreker als volgt zijn.

=24A x 125%

=24A x 1,25

Huidige grootte stroomonderbreker =30 A

Een andere manier, de stroomonderbreker kan 0,8 worden ingesteld om de belastingsstroom te vinden. d.w.z. een stroomonderbreker van 25 A kan worden gebruikt voor verlichtingsbelasting van 20 A enz.

Belastingsstroom =stroomonderbreker Stroomsterkte x 0,8

Laadstroom =25A x 0,8 =20A.