pochopení Trip Curves
Úvod
Trip Curves, aka Časové aktuální křivky, může být zastrašující téma. Cílem tohoto krátkého příspěvku je seznámit vás s konceptem výletních křivek a vysvětlit, jak je číst a rozumět jim.
co je UL?
Underwriters Laboratories (UL) byla založena v roce 1894 jako Underwriters Electrical Bureau, předsednictvo National Board of Fire Underwriters. Společnost UL byla založena především za účelem nezávislého testování a certifikace požární bezpečnosti elektrických výrobků. Mezi tyto produkty patří zařízení na ochranu obvodů popsaná v tomto článku.
Ochrana obvodu
Ochrana obvodu se používá k ochraně vodičů a elektrických zařízení před poškozením v případě elektrického přetížení, zkratu nebo zemní poruchy. Bouřky, přetížené elektrické zásuvky nebo náhlý elektrický přepětí mohou vést k nebezpečné situaci, která může způsobit požár, poškození zařízení nebo zranění osob. Ochrana obvodu je navržena tak, aby eliminovala toto riziko dříve, než k němu dojde, přerušením napájení obvodu.
co je křivka cesty?
jednoduše řečeno, křivka vypnutí je grafické znázornění očekávaného chování zařízení pro ochranu obvodu. Zařízení pro ochranu obvodů přicházejí v mnoha formách, včetně pojistek, miniaturních jističů, jističů s tvarovanými pouzdry, doplňkových chráničů, jističů ochrany motoru, relé proti přetížení, elektronických pojistek a jističů vzduchu.
Trip curves vykresluje dobu přerušení nadproudových zařízení na základě dané aktuální úrovně. Poskytují je výrobci zařízení na ochranu obvodů, které pomáhají uživatelům s výběrem zařízení, která poskytují správnou ochranu a výkon zařízení, a zároveň se vyhýbají nepříjemnému zakopnutí.
různé typy výletních křivek
proč potřebujeme různé křivky výletů?
jističe musí zakopnout dostatečně rychle, aby se zabránilo selhání zařízení nebo kabeláže, ale ne tak rychle, aby poskytovaly falešné nebo nepříjemné výlety.
aby se zabránilo nepříjemným výpadkům, musí být jističe vhodně dimenzovány, aby kompenzovaly zapínací proud. NEMA definuje okamžitý špičkový náraz jako momentální přechodný proud, ke kterému dochází okamžitě (během půl střídavého cyklu) po uzavření kontaktu.
zapínací proud je to, co způsobuje, že světla v domě ztmavnou, když se spustí motor, například na sušičce nebo vysavači.
Obrázek 2 (Níže) je příkladem zapínacího proudu pro střídavý motor.
jak ukazuje graf, zapínací proud způsobený zapnutím motoru je 30A. Je mnohem vyšší než provozní nebo ustálený proud. Zapínací proud vrcholí, pak se začne rozpadat, jak se motor roztočí.
potřebujeme různé křivky vypnutí, abychom vyvážili správné množství nadproudové ochrany proti optimálnímu provozu stroje. Výběr jističe s křivkou vypnutí, která se vypne příliš brzy, může mít za následek vypnutí nepříjemnosti. Výběr jističe, který se vypne příliš pozdě, může mít za následek katastrofické poškození stroje a kabelů.
jak MCB funguje?
Chcete-li pochopit křivku vypnutí, je užitečné pochopit, jak funguje miniaturní jistič nebo nadproudové ochranné zařízení. Obrázek 3 níže je pohled na vnitřek miniaturního jističe (MCB).
s bi-kovovým páskem (2) a magnetickou cívkou/solenoidem (6) může být miniaturní jistič dvěma samostatnými typy zařízení na ochranu obvodu v jednom. Bi-kovový pás poskytuje ochranu proti přetížení v reakci na menší nadproudy, obvykle 10X Provozní proud. Kovový pás se skládá ze dvou pásů různých kovů, vytvořených dohromady, které se při zahřívání roztahují různými rychlostmi. V situaci přetížení se bimetalický pás ohne a tento pohyb aktivuje vypínací mechanismus a přeruší (otevře) obvod. Pás převádí změnu teploty na mechanické posunutí.
magnetická cívka nebo solenoid (6) reaguje na rychlé, vyšší nadproudy způsobené zkratem, obvykle větším než 10X provozního proudu – až do desítek nebo stovek tisíc ampér. Vysoký proud způsobuje, že cívka vytváří magnetické pole a rychle pohybuje vnitřním pístem (během mikrosekund), aby vypnul mechanismus pohonu a přerušil obvod.
křivka cesty
obrázek 4 (níže) je graf křivky cesty.
- osa X představuje násobek provozního proudu jističe.
- osa Y představuje dobu vypnutí. Logaritmická stupnice se používá k zobrazení časů od .001 sekund až 10 000 sekund (2,77 hodiny) při násobcích provozního proudu.
obrázek 5 (níže) ukazuje křivku B tripu překrytou na grafu. Tři hlavní složky křivky cesty jsou:
- teplotní křivka. Toto je křivka výletu pro bi-kovový pás, který je navržen pro pomalejší nadproudy, aby umožnil spěch/spuštění, jak je popsáno výše.
- Magnetická Křivka. Toto je křivka vypnutí cívky nebo solenoidu. Je navržen tak, aby rychle reagoval na velké nadproudy,jako je zkrat.
- Ideální Křivka Cesty. Tato křivka ukazuje, jaká je požadovaná křivka výletů pro bi-kovový pás. Vzhledem k organické povaze bimetalového pásu a měnícím se okolním podmínkám je obtížné přesně předpovědět přesný bod zakopnutí.
jak se křivka vypnutí vztahuje ke skutečnému jističi?
obrázek 6 (níže) ukazuje, jak se vnitřní komponenty MCB vztahují k křivce tripu.
v horní části grafu je zobrazena křivka tepelného vypnutí pro bi-kovový pás. Říká nám, že při 1,5 X jmenovitém proudu je nejrychlejší vypnutí jističe čtyřicet sekund (1). Čtyřicet sekund při 2x Jmenovitý proud je nejpomalejší jistič vypne (2).
spodní část grafu je určena pro magnetické vypnutí cívky/solenoidu; 0,02 až 2,5 sekundy při 3x Jmenovitý proud je nejdříve jistič vypne (3). Stejná doba trvání, 0,02 až 2,5 sekundy, při 5x jmenovitém proudu, je nejdelší, kterou bude jistič vypínat (4).
oblast zastíněná mezi nimi je vypínací zóna.
důležité: křivky vypnutí představují předpokládané chování jističe v chladném stavu(okolní pokojová teplota). Studený stav je, když je bimetalický pás v rámci stanovené okolní provozní teploty pro jistič. Pokud jistič zažil nedávný tepelný výlet, a nezchladil se na okolní teplotu, může zakopnout dříve.
dát to všechno dohromady
Obrázek 7 (níže) dává tyto pojmy do jasnějšího obrazu.
věnujte zvláštní pozornost vypínací zóně, kde jistič může nebo nemusí zakopnout. Ber to jako oblast Schrödingerovy kočky. V zóně, dokud nedojde k nadproudové události, nevíme přesně, kdy / zda jistič zakopne (Schrödingerova kočka = mrtvá) nebo zda jistič nezakopne (Schrödingerova kočka = živá).
Nyní, když jsme to všechno dali dohromady, je jasné, že volba jističe křivky 10A, B by mohla mít za následek nepříjemné výlety, protože jistič vstupuje do vypínací zóny při 30A. (viz obrázek 8 níže.) D křivky jističe jsou nejčastější volbou pro elektromotory, i když někdy C křivka jistič může být vybrán pro aplikace, které mají smíšené zatížení na stejném okruhu.
tři nejběžnější křivky výletů pro miniaturní jističe jsou B, C A D. tím, že všechny tři na jednom grafu (obrázek 9, níže), můžeme vidět, jak je tepelná část křivek jsou si navzájem podobné, ale existují rozdíly v tom, jak magnetická (cívka/solenoid) křivka, a tím i jistič funguje.
v souhrnu:
Ochrana obvodu se používá k ochraně vodičů a elektrických zařízení před poškozením v případě elektrického přetížení, zkratu nebo zemní poruchy. Bouřky, přetížené elektrické zásuvky nebo náhlý elektrický přepětí mohou vést k nebezpečné situaci, která může způsobit požár, poškození zařízení nebo zranění osob. Ochrana obvodu je navržena tak, aby eliminovala toto riziko dříve, než k němu dojde, přerušením napájení obvodu.
- zařízení pro ochranu obvodů zahrnují pojistky, miniaturní jističe, jističe s tvarovaným pouzdrem, doplňkové chrániče, jističe ochrany motoru, relé proti přetížení, elektronické pojistky a jističe vzduchu.
- křivky vypnutí předpovídají chování zařízení pro ochranu obvodu v pomalejších, menších nadproudových podmínkách a větších, rychlejších v současných podmínkách.
- výběr správné křivky vypnutí pro vaši aplikaci poskytuje spolehlivou ochranu obvodu a zároveň omezuje obtěžování nebo falešné výlety.
tento článek je stručným přehledem křivek cesty. Nemá to být konečná odpověď na toto téma. Je toho mnohem více, co se naučit, včetně dalších typů křivek výletu a koordinace jističů. Se základy, které jsou nyní pokryty, lze s jistotou přistupovat k těmto tématům.
zřeknutí se odpovědnosti:
obsah uvedený v této bílé knize je určen výhradně pro obecné informační účely a je poskytován s tím, že autoři a vydavatelé se zde nezabývají poskytováním technických nebo jiných odborných rad nebo služeb. Praxe inženýrství je řízena okolnostmi specifickými pro jednotlivé projekty. V důsledku toho by jakékoli použití těchto informací mělo být provedeno pouze po konzultaci s kvalifikovaným a licencovaným odborníkem, který může vzít v úvahu všechny relevantní faktory a požadované výsledky. Informace v této bílé knize byly zveřejněny s přiměřenou péčí a pozorností. Je však možné, že některé informace v těchto bílých knihách jsou neúplné, nesprávné nebo nepoužitelné pro konkrétní okolnosti nebo podmínky. Nepřijímáme odpovědnost za přímé nebo nepřímé ztráty vyplývající z používání, spoléhání se nebo jednání na základě informací v této bílé knize.