zrozumienie krzywych podróży
wprowadzenie
krzywe podróży, aka krzywe Prądu czasowego, mogą być zastraszającym tematem. Celem tego krótkiego artykułu jest zapoznanie Cię z pojęciem krzywych podróży i Wyjaśnienie, jak je czytać i rozumieć.
co to jest UL?
Underwriters Laboratories (UL) zostało założone w 1894 roku jako Underwriters Electrical Bureau, Biuro Krajowej Rady ubezpieczycieli pożarowych. UL została założona przede wszystkim w celu zapewnienia niezależnych badań i certyfikacji w zakresie bezpieczeństwa pożarowego produktów elektrycznych. Produkty te obejmują urządzenia zabezpieczające obwody omówione w niniejszym artykule.
urządzenia zabezpieczające Obwód
zabezpieczenie obwodu stosuje się do ochrony przewodów i urządzeń elektrycznych przed uszkodzeniem w przypadku przeciążenia elektrycznego, zwarcia lub usterki uziemienia. Burze z piorunami, przeciążone gniazdka elektryczne lub nagły skok elektryczny mogą spowodować niebezpieczną sytuację, która może spowodować pożar, uszkodzenie sprzętu lub obrażenia ciała. Zabezpieczenie obwodu ma na celu wyeliminowanie tego ryzyka przed jego wystąpieniem poprzez odcięcie zasilania do obwodu.
co to jest krzywa podróży?
Mówiąc najprościej, krzywa wyzwalania jest graficzną reprezentacją oczekiwanego zachowania urządzenia zabezpieczającego Obwód. Urządzenia zabezpieczające Obwód występują w wielu formach, w tym Bezpieczniki, miniaturowe wyłączniki, formowane wyłączniki obudowy, dodatkowe ochraniacze, wyłączniki zabezpieczające silnik, przekaźniki przeciążeniowe, bezpieczniki elektroniczne i wyłączniki powietrzne.
krzywe podróży wykreślają czas przerwania urządzeń nadprądowych na podstawie danego poziomu prądu. Są one dostarczane przez producentów urządzeń zabezpieczających obwody, aby pomóc użytkownikom w wyborze urządzeń, które zapewniają właściwą ochronę i wydajność sprzętu, unikając uciążliwego potknięcia.
różne rodzaje krzywych podróży
Dlaczego potrzebujemy różnych krzywych podróży?
wyłączniki muszą potknąć się wystarczająco szybko, aby uniknąć awarii sprzętu lub okablowania, ale nie tak szybko, aby dać fałszywe lub uciążliwe wycieczki.
aby uniknąć uciążliwych wycieków, wyłączniki muszą być odpowiednio dobrane, aby zrekompensować prąd rozruchowy. NEMA definiuje chwilowy szczytowy rozruch jako chwilowy prąd przejściowy, który występuje natychmiast (w połowie cyklu AC) po zamknięciu kontaktu.
Prąd rozruchowy powoduje przyciemnienie świateł w domu, gdy uruchamia się silnik, taki jak w suszarce do ubrań lub odkurzaczu.
Rysunek 2 (poniżej) jest przykładem prądu rozruchowego dla Silnika PRĄDU PRZEMIENNEGO.
jak pokazuje wykres, prąd rozruchowy spowodowany włączeniem silnika wynosi 30A. Jest znacznie wyższy niż prąd roboczy lub stały. Prąd rozruchowy osiąga szczyt, a następnie zaczyna zanikać, gdy silnik obraca się.
potrzebujemy różnych krzywych jazdy, aby zrównoważyć odpowiednią ilość zabezpieczenia nadprądowego przed optymalną pracą maszyny. Wybór wyłącznika z krzywą wyzwalania, która zbyt szybko się potknie, może spowodować uciążliwe potknięcie. Wybór wyłącznika, który uruchomi się zbyt późno, może spowodować katastrofalne uszkodzenie maszyny i kabli.
jak działa MCB?
aby zrozumieć krzywą podróży, pomocne jest zrozumienie, jak działa miniaturowy wyłącznik lub zabezpieczenie nadprądowe. Rysunek 3 poniżej przedstawia wnętrze miniaturowego wyłącznika (MCB).
zarówno z paskiem bimetalicznym (2), jak i cewką magnetyczną/elektromagnesem (6), miniaturowy wyłącznik może być dwoma oddzielnymi typami urządzenia zabezpieczającego obwód w jednym. Bimetaliczny pasek zapewnia ochronę przed przeciążeniem w odpowiedzi na mniejsze przeciążenia, zwykle 10 razy większe niż prąd roboczy. Pasek metalowy składa się z dwóch pasów różnych metali, uformowanych razem, które rozszerzają się w różnym tempie, gdy są ogrzewane. W sytuacji przeciążenia Pasek bimetaliczny wygina się, a ruch ten uruchamia mechanizm wyzwalający i łamie (otwiera) obwód. Pasek przekształca zmianę temperatury w przemieszczenie mechaniczne.
cewka magnetyczna lub elektromagnes (6) reaguje na szybkie, wyższe przeciążenia spowodowane zwarciami, zwykle większe niż 10 razy Prąd roboczy – do dziesiątek lub setek tysięcy amperów. Wysoki prąd powoduje, że pole magnetyczne jest generowane przez cewkę, szybko przesuwając wewnętrzny tłok (w ciągu mikrosekund), aby wyzwolić mechanizm siłownika i przerwać Obwód.
Krzywa podróży
Rysunek 4 (poniżej) jest wykresem krzywej podróży.
- oś X reprezentuje wielokrotność prądu roboczego wyłącznika.
- oś Y reprezentuje czas potknięcia. Skala logarytmiczna służy do pokazywania czasów od .001 sekund do 10 000 sekund (2,77 godziny) przy wielokrotności prądu roboczego.
Rysunek 5 (poniżej) pokazuje krzywą podróży B nałożoną na wykres. Trzy główne składniki krzywej podróży to:
- Krzywa termiczna. Jest to krzywa jazdy dla paska bimetalicznego, który jest zaprojektowany dla wolniejszych nadprądów, aby umożliwić w trybie pośpiechu/rozruchu, jak opisano powyżej.
- Krzywa Magnetyczna. Jest to krzywa podróży dla cewki lub elektromagnesu. Jest zaprojektowany tak, aby szybko reagować na duże przeciążenia, takie jak zwarcie.
- Idealna Krzywa Podróży. Ta krzywa pokazuje, jaka jest pożądana krzywa jazdy dla paska bimetalicznego. Ze względu na organiczny charakter paska bimetalicznego i zmieniające się warunki otoczenia trudno jest precyzyjnie przewidzieć dokładny punkt potknięcia.
jak krzywa jazdy ma się do rzeczywistego wyłącznika?
Rysunek 6 (poniżej) pokazuje, w jaki sposób wewnętrzne elementy MCB odnoszą się do krzywej podróży.
górna część wykresu pokazuje krzywą termiczną dla paska bimetalicznego. Mówi nam, że przy 1,5-krotnym prądzie znamionowym najszybciej wyłącznik się wyłączy, wynosi czterdzieści sekund (1). Czterdzieści sekund przy 2-krotnym prądzie znamionowym jest najwolniejszym wyłącznikiem, który się wyłączy (2).
dolna część wykresu dotyczy podróży magnetycznej cewki / elektromagnesu; 0,02 do 2,5 sekundy przy 3-krotnym prądzie znamionowym jest najwcześniej, gdy wyłącznik się potknie (3). Ten sam czas, od 0,02 do 2,5 sekundy, przy 5-krotnym prądzie znamionowym, jest najdłuższym, jaki zabierze wyłącznik do podróży (4).
obszar zacieniony pomiędzy jest strefą wyzwalania.
ważne: krzywe wyzwalania reprezentują przewidywane zachowanie wyłącznika w stanie zimnym (Temperatura otoczenia). Stan zimny jest wtedy, gdy pasek bimetaliczny mieści się w określonej temperaturze otoczenia dla wyłącznika. Jeśli wyłącznik doświadczył niedawnego wycieku termicznego i nie ostygł do temperatury otoczenia, może się potknąć wcześniej.
łącząc to wszystko
Rysunek 7 (poniżej) przedstawia te pojęcia w jaśniejszym obrazie.
zwróć szczególną uwagę na strefę wyzwalania, w której wyłącznik może się potknąć, ale nie musi. Pomyśl o tym jak o kociej okolicy Schrödingera. W strefie, dopóki nie nastąpi zdarzenie nadprądowe, nie wiemy dokładnie, kiedy / czy wyłącznik się potknie (kot Schrödingera = martwy) lub czy wyłącznik się nie potknie (kot Schrödingera = żywy).
teraz, gdy złożyliśmy to wszystko razem, oczywiste jest, że wybór wyłącznika krzywej 10A, B może spowodować uciążliwe wycieczki, ponieważ wyłącznik wchodzi do strefy wyzwalania W 30A. (patrz rysunek 8 poniżej.) Wyłączniki krzywej D są najczęstszym wyborem dla silników elektrycznych, chociaż czasami wyłącznik krzywej C może być wybrany do zastosowań, które mają mieszane obciążenia w tym samym obwodzie.
trzy najczęstsze krzywe podróży dla miniaturowych wyłączników to B, C i D. umieszczając wszystkie trzy na jednym wykresie (Rysunek 9 poniżej), możemy zobaczyć, jak termiczna część krzywych jest do siebie podobna, ale istnieją różnice w sposobie działania krzywej magnetycznej (cewki/elektromagnesu), a tym samym wyłącznika.
Podsumowując:
zabezpieczenie obwodu jest stosowane w celu ochrony przewodów i urządzeń elektrycznych przed uszkodzeniem w przypadku przeciążenia elektrycznego, zwarcia lub usterki uziemienia. Burze z piorunami, przeciążone gniazdka elektryczne lub nagły skok elektryczny mogą spowodować niebezpieczną sytuację, która może spowodować pożar, uszkodzenie sprzętu lub obrażenia ciała. Zabezpieczenie obwodu ma na celu wyeliminowanie tego ryzyka przed jego wystąpieniem poprzez odcięcie zasilania do obwodu.
- urządzenia zabezpieczające obwody obejmują bezpieczniki, wyłączniki miniaturowe, wyłączniki obudowy formowanej, dodatkowe ochraniacze, wyłączniki zabezpieczające silnik, przekaźniki przeciążeniowe, bezpieczniki elektroniczne i wyłączniki powietrzne.
- krzywe podróży przewidują zachowanie urządzeń zabezpieczających obwody zarówno w wolniejszych, mniejszych warunkach nadprądowych, jak i większych, szybszych w Warunkach bieżących.
- wybór właściwej krzywej jazdy dla Twojej aplikacji zapewnia niezawodną ochronę obwodu, ograniczając uciążliwe lub fałszywe potknięcia.
ten artykuł jest krótkim przeglądem krzywych podróży. Nie ma to być ostateczna odpowiedź na ten temat. Jest o wiele więcej do nauczenia, w tym inne rodzaje krzywych podróży i koordynacji wyłączników. Dzięki omówionym teraz podstawom można śmiało podchodzić do tych tematów.
Zrzeczenie się odpowiedzialności:
treść niniejszej białej księgi jest przeznaczona wyłącznie do ogólnych celów informacyjnych i jest dostarczana przy założeniu, że autorzy i wydawcy nie są tutaj zaangażowani w inżynierię lub inne profesjonalne porady lub usługi. Praktyka inżynierska opiera się na specyficznych dla każdego projektu okolicznościach. W związku z tym wszelkie wykorzystanie tych informacji powinno odbywać się wyłącznie w porozumieniu z wykwalifikowanym i licencjonowanym specjalistą, który może wziąć pod uwagę wszystkie istotne czynniki i pożądane wyniki. Informacje zawarte w niniejszej białej księdze zostały zamieszczone z należytą starannością i uwagą. Możliwe jest jednak, że niektóre informacje zawarte w tych białych księgach są niekompletne, nieprawidłowe lub nie mają zastosowania do szczególnych okoliczności lub warunków. Nie ponosimy odpowiedzialności za bezpośrednie lub pośrednie straty wynikające z korzystania, polegania lub działania na informacjach zawartych w niniejszej białej księdze.