Trip Curves
Inleiding
Trip Curves, ook bekend als Time Current Curves, kunnen een intimiderend onderwerp zijn. Het doel van deze korte paper is om u kennis te laten maken met het concept van trip curves en uit te leggen hoe te lezen en te begrijpen.
Wat is UL?Underwriters Laboratories (UL) werd in 1894 opgericht als het Underwriters Electrical Bureau, een bureau van de National Board of Fire Underwriters. UL is in de eerste plaats opgericht om onafhankelijke testen en certificering te bieden voor de brandveiligheid van elektrische producten. Deze producten omvatten circuit bescherming apparaten besproken in dit document.Stroomkringbeveiligingen
stroombeveiliging wordt gebruikt om draden en elektrische apparatuur te beschermen tegen beschadiging in geval van elektrische overbelasting, kortsluiting of aardstoring. Bliksemstormen, overbelaste stopcontacten of een plotselinge elektrische piek kunnen leiden tot een gevaarlijke situatie met de mogelijkheid om brand, apparatuur schade of persoonlijk letsel veroorzaken. Circuit bescherming is ontworpen om dit risico te elimineren voordat het optreedt door het afsluiten van de stroom aan het circuit.
Wat is een uitschakelcurve?
simpel gezegd is een uitschakelcurve een grafische weergave van het verwachte gedrag van een schakelbeveiligingsinrichting. Circuit bescherming apparaten komen in vele vormen, met inbegrip van zekeringen, miniatuur stroomonderbrekers, gegoten geval stroomonderbrekers, aanvullende beschermers, motor bescherming stroomonderbrekers, overbelastingsrelais, elektronische zekeringen en lucht stroomonderbrekers.
Trip curves plot de onderbreking van overstroom apparaten op basis van een gegeven huidige niveau. Ze worden geleverd door de fabrikanten van circuitbeveiligingsinrichtingen om gebruikers te helpen bij het selecteren van apparaten die de juiste bescherming en prestaties van de apparatuur bieden, terwijl overlast uitschakeling wordt vermeden.
verschillende typen Reiscurves
Waarom hebben we verschillende reiscurves nodig?Stroomonderbrekers moeten snel genoeg uitwijken om storingen in de apparatuur of de bedrading te voorkomen, maar niet zo snel dat ze valse of overlast veroorzaken.
om overlast te voorkomen, moeten stroomonderbrekers naar behoren worden gedimensioneerd om de inschakelstroom te compenseren. NEMA definieert onmiddellijke piekinrush als kortstondige stroom voorbijgaand die onmiddellijk (binnen de helft van een AC-cyclus) na contactsluiting voorkomt.
de inschakelstroom zorgt ervoor dat de lichten in een huis dimmen wanneer een motor, zoals die van een wasdroger of Stofzuiger, in werking treedt.
Figuur 2 (hieronder) is een voorbeeld van de inschakelstroom voor een wisselstroommotor.
zoals de grafiek laat zien, is de inschakelstroom veroorzaakt door het inschakelen van de motor 30A. Het is veel hoger dan de werkende, of steady state stroom. De inschakelstroom pieken, dan begint te verval als de motor draait.
we hebben verschillende uitschakelcurves nodig om de juiste hoeveelheid overstroombeveiliging tegen een optimale werking van de machine in evenwicht te brengen. Het kiezen van een stroomonderbreker met een trip curve die trips te snel kan resulteren in overlast tripping. Het kiezen van een stroomonderbreker die te laat struikelt kan leiden tot catastrofale schade aan machine en kabels.
Hoe werkt een MCB?
om een uitschakelcurve te begrijpen, is het nuttig om te begrijpen hoe een miniatuur-stroomonderbreker of een overstroombeveiligingsinrichting functioneert. Figuur 3 hieronder is een blik op de binnenkant van een miniatuur stroomonderbreker (MCB).
met zowel een bimetaalstrip (2) als een magnetische spoel/magneet (6) kan een miniatuur-stroomonderbreker twee afzonderlijke soorten stroombeveiligingsinrichtingen in één stroomonderbreker zijn. De bi-metallic strip biedt bescherming tegen overbelasting in reactie op kleinere overstromen, meestal 10X de bedrijfsstroom. De metalen strip bestaat uit twee stroken van verschillende metalen, samen gevormd, die uit te breiden met verschillende snelheden als ze worden verwarmd. In een overbelastingssituatie buigt de bimetallische strip en deze beweging activeert een uitschakelmechanisme en breekt (opent) het circuit. De strip zet een temperatuurverandering om in mechanische verplaatsing.
de magnetische spoel of solenoïde (6) reageert op snelle, hogere overstroom veroorzaakt door kortsluiting, meestal groter dan 10X de bedrijfsstroom – tot tientallen of honderdduizenden ampère. De hoge stroom zorgt ervoor dat een magnetisch veld wordt gegenereerd door de spoel, waardoor de interne zuiger snel (binnen microseconden) beweegt om het actuatormechanisme te laten struikelen en het circuit te breken.
de Trip Curve
Figuur 4 (hieronder) is een Trip Curve grafiek.
- de x-as vertegenwoordigt een veelvoud van de bedrijfsstroom van de stroomonderbreker.
- de Y-as staat voor de uitschakeltijd. Een logaritmische schaal wordt gebruikt om de tijden van tonen .001 seconden tot 10.000 seconden (2,77 uur) bij veelvouden van de bedrijfsstroom.
Figuur 5 (hieronder) toont een B-Trip Curve die over het diagram is gelegd. De drie belangrijkste componenten van de Trip Curve zijn::
- thermische Uitschakelcurve. Dit is de trip curve voor de bi-metallic strip, die is ontworpen voor langzamere overstromen mogelijk te maken in rush/opstarten, zoals hierboven beschreven.
- Magnetische Trip Curve. Dit is de uitschakelcurve voor de spoel of de solenoïde. Het is ontworpen om snel te reageren op grote overstromen, zoals een kortsluiting.
- De Ideale Trip Curve. Deze curve laat zien wat de gewenste trip curve voor de bi-metallic strip is. Vanwege de organische aard van de bimetaalstrip en de veranderende omgevingsomstandigheden is het moeilijk om het exacte struikelingspunt precies te voorspellen.
hoe verhoudt een uitschakelcurve zich tot een werkelijke stroomonderbreker?
Figuur 6 (hieronder) laat zien hoe de interne componenten van de MCB zich verhouden tot de trip curve.
de bovenkant van de grafiek toont de thermische uitschakelcurve voor de bimetaalband. Het vertelt ons dat bij 1,5 X de nominale stroom de snelste de stroomonderbreker zal struikelen is veertig seconden (1). Veertig seconden bij 2X de nominale stroom is de traagste de stroomonderbreker zal struikelen (2).
de onderkant van de kaart is voor de magnetische trip van de spoel/solenoïde; 0,02 tot 2,5 seconden bij 3X de nominale stroom is de snelste stroom die de stroomonderbreker zal struikelen (3). Dezelfde duur, 0,02 tot 2,5 seconden, bij 5X de nominale stroom, is de langste het duurt de stroomonderbreker te struikelen (4).
de tussenliggende schaduwzone is de Struikzone.
belangrijk: Uitschakelcurves geven het voorspelde gedrag weer van een stroomonderbreker in koude toestand (omgevingstemperatuur). Een koude toestand is wanneer de bimetaalband zich binnen de gespecificeerde omgevingstemperatuur van de breker bevindt. Als de breker een recente thermische trip heeft ervaren en niet is afgekoeld tot de omgevingstemperatuur, kan hij eerder struikelen.
het geheel samenvoegen
Figuur 7 (hieronder) geeft een duidelijker beeld van deze begrippen.
let in het bijzonder op de Uitschakelzone waar de breker al dan niet uitschakelt. Denk aan dit als de Schrödinger ‘ s Kattengebied. Binnen de zone weten we niet precies wanneer/of de breker zal struikelen (Schrödinger ’s kat = dood) of of de breker niet zal struikelen (Schrödinger’ s kat = levend).
nu we alles bij elkaar hebben gezet, is het duidelijk dat het kiezen van een 10a, B Curve stroomonderbreker kan leiden tot overlast omdat de stroomonderbreker bij 30A in de uitschakelzone komt (zie figuur 8 hieronder).) D Curve breakers zijn de meest voorkomende keuze voor elektromotoren, hoewel soms een C Curve breaker kan worden gekozen voor toepassingen die gemengde belastingen op hetzelfde circuit.
de drie meest voorkomende uitschakelcurves voor miniatuur stroomonderbrekers zijn B, C en D. door ze alle drie op één kaart te zetten (figuur 9 hieronder), kunnen we zien hoe het thermische gedeelte van de curves op elkaar lijken, maar er zijn verschillen over hoe de magnetische curve (spoel/solenoïde) en dus de stroomonderbreker functioneert.
samengevat:
de Stroomkringbeveiliging wordt gebruikt om draden en elektrische apparatuur te beschermen tegen beschadiging bij een elektrische overbelasting, kortsluiting of aardstoring. Bliksemstormen, overbelaste stopcontacten of een plotselinge elektrische piek kunnen leiden tot een gevaarlijke situatie met de mogelijkheid om brand, schade aan apparatuur of persoonlijk letsel te veroorzaken. Circuit bescherming is ontworpen om dit risico te elimineren voordat het optreedt door het afsluiten van de stroom aan het circuit.
- Stroombeveiligingsinrichtingen omvatten zekeringen, miniatuur vermogensschakelaars, gevormde vermogensschakelaars, aanvullende beschermers, motorbeveiligingsschakelaars, overbelastingsrelais, elektronische zekeringen en luchtbeveiligingsschakelaars.
- Tripcurves voorspellen het gedrag van circuitbeveiligingsinrichtingen in zowel langzamere, kleinere overstroomomstandigheden als Grotere, sneller dan de huidige omstandigheden.
- het kiezen van de juiste uitschakelcurve voor uw toepassing biedt betrouwbare circuitbescherming, terwijl overlast of valse uitgangen worden beperkt.
dit artikel geeft een kort overzicht van de reiscurves. Het is niet de bedoeling om het definitieve antwoord op dit onderwerp te zijn. Er is nog veel meer te leren, waaronder andere soorten reiscurves en stroomonderbrekercoördinatie. Met de basics nu behandeld, kan men met vertrouwen benaderen die onderwerpen.
Disclaimer:
de inhoud in dit witboek is uitsluitend bedoeld voor algemene informatiedoeleinden en wordt verstrekt met dien verstande dat de auteurs en uitgevers hierin niet betrokken zijn bij destructietechnieken of andere professionele adviezen of diensten. De praktijk van engineering wordt gedreven door site-specifieke omstandigheden die uniek zijn voor elk project. Bijgevolg mag elk gebruik van deze informatie alleen worden gedaan in overleg met een gekwalificeerde en gelicentieerde professional die rekening kan houden met alle relevante factoren en gewenste resultaten. De informatie in deze white paper werd met redelijke zorg en aandacht gepost. Het is echter mogelijk dat sommige informatie in deze white papers onvolledig, onjuist of niet van toepassing is op bepaalde omstandigheden of omstandigheden. Wij aanvaarden geen aansprakelijkheid voor directe of indirecte verliezen als gevolg van het gebruik van, vertrouwen op of handelen op informatie in deze white paper.