înțelegerea curbe de călătorie
Introducere
curbe de călătorie, aka curbe de curent de timp, poate fi un subiect de intimidare. Scopul acestei lucrări scurte este de a vă prezenta conceptul de curbe de călătorie și de a explica cum să le citiți și să le înțelegeți.
ce este UL?
Underwriters Laboratories (UL) a fost înființată în 1894 ca Underwriters Electrical Bureau, un birou al Consiliului Național al subscriitorilor de foc. UL a fost fondat în primul rând pentru a oferi teste și certificări independente pentru siguranța la incendiu a produselor electrice. Aceste produse includ dispozitivele de protecție a circuitelor discutate în această lucrare.
dispozitive de protecție a circuitului
protecția circuitului este utilizată pentru a proteja firele și echipamentele electrice de deteriorări în caz de suprasarcină electrică, scurtcircuit sau defecțiune la masă. Furtunile cu fulgere, prizele de alimentare supraîncărcate sau o supratensiune electrică bruscă pot duce la o situație periculoasă, cu potențialul de a provoca incendii, deteriorarea echipamentului sau vătămări corporale. Protecția circuitului este concepută pentru a elimina acest risc înainte de a se produce prin întreruperea alimentării circuitului.
ce este o curbă de călătorie?
mai simplu spus, o curbă de declanșare este o reprezentare grafică a comportamentului așteptat al unui dispozitiv de protecție a circuitului. Dispozitivele de protecție a circuitului vin în mai multe forme, inclusiv siguranțe, întrerupătoare de circuit miniaturale, întrerupătoare de circuit turnate, protectori suplimentari, întrerupătoare de protecție a motorului, relee de suprasarcină, siguranțe electronice și întrerupătoare de circuit de aer.
curbele de călătorie trasează timpul de întrerupere a dispozitivelor de supracurent pe baza unui nivel curent dat. Acestea sunt furnizate de producătorii de dispozitive de protecție a circuitelor pentru a ajuta utilizatorii să selecteze dispozitive care asigură o protecție și o performanță adecvată a echipamentelor, evitând în același timp declanșarea neplăcută.
diferite tipuri de curbe de călătorie
de ce avem nevoie de diferite curbe de călătorie?
întrerupătoarele de Circuit trebuie să se declanșeze suficient de repede pentru a evita defectarea echipamentului sau a cablajului, dar nu atât de repede încât să dea călătorii false sau deranjante.
pentru a evita Declanșările neplăcute, întrerupătoarele trebuie să fie dimensionate corespunzător pentru a compensa curentul de intrare. NEMA definește intrarea instantanee a vârfului ca tranzitoriu de curent momentan care apare imediat (în jumătate de ciclu de curent alternativ) după închiderea contactului.
curentul de intrare este ceea ce face ca luminile să se estompeze într-o casă atunci când un motor, cum ar fi cel de pe un uscător de haine sau un aspirator pornește.
Figura 2 (mai jos) este un exemplu de curent de intrare pentru un motor de curent alternativ.
după cum arată graficul, curentul de intrare cauzat de pornirea motorului este de 30A. Este mult mai mare decât curentul de funcționare sau starea de echilibru. Curentul de intrare atinge vârfurile, apoi începe să se descompună pe măsură ce motorul se învârte.
avem nevoie de diferite curbe de călătorie pentru a echilibra cantitatea potrivită de protecție la supracurent împotriva funcționării optime a mașinii. Alegerea unui întrerupător cu o curbă de declanșare care se declanșează prea curând poate duce la declanșarea neplăcută. Alegerea unui întrerupător care se declanșează prea târziu poate duce la deteriorarea catastrofală a mașinii și a cablurilor.
cum funcționează un MCB?
pentru a înțelege o curbă de declanșare, este util să înțelegeți cum funcționează un întrerupător de circuit miniatural sau un dispozitiv de protecție la supracurent. Figura 3 de mai jos este o privire la interiorul unui întrerupător de circuit miniatural (MCB).
atât cu o bandă bi-metalică (2), cât și cu o bobină/solenoid magnetic (6), un întrerupător miniatural poate fi două tipuri separate de dispozitiv de protecție a circuitului într-unul singur. Banda bi-metalică oferă protecție la suprasarcină ca răspuns la supracurenți mai mici, de obicei 10x curentul de funcționare. Banda metalică este formată din două benzi de metale diferite, formate împreună, care se extind la viteze diferite pe măsură ce sunt încălzite. Într-o situație de suprasarcină, banda bimetalică se îndoaie și această mișcare acționează un mecanism de declanșare și rupe (deschide) circuitul. Banda transformă o schimbare de temperatură în deplasare mecanică.
bobina magnetică sau solenoidul (6) reacționează la supracurenți rapizi, mai mari, provocați de scurtcircuite, de obicei mai mari de 10X curentul de funcționare – până la zeci sau sute de mii de amperi. Curentul ridicat determină generarea unui câmp magnetic de către bobină, deplasând rapid pistonul intern (în microsecunde) pentru a declanșa mecanismul actuatorului și a rupe circuitul.
curba de deplasare
Figura 4 (mai jos) este o diagramă a curbei de deplasare.
- axa X reprezintă un multiplu al curentului de funcționare al întrerupătorului.
- axa Y reprezintă timpul de declanșare. O scară logaritmică este utilizată pentru a afișa timpii de la .001 secunde până la 10.000 secunde (2,77 ore) la multiplii curentului de funcționare.
Figura 5 (de mai jos) prezintă o curbă de deplasare B suprapusă pe diagramă. Cele trei componente majore ale curbei de călătorie sunt:
- curba de călătorie termică. Aceasta este curba de declanșare pentru banda bi-metalică, care este proiectată pentru supracurenți mai lenți pentru a permite în grabă/pornire, așa cum este descris mai sus.
- Curba De Declanșare Magnetică. Aceasta este curba de declanșare pentru bobină sau solenoid. Acesta este conceput pentru a reacționa rapid la supracurenți mari, cum ar fi o stare de scurtcircuit.
- Curba De Călătorie Ideală. Această curbă arată care este curba de declanșare dorită pentru banda bi-metalică. Datorită naturii organice a benzii bi-metalice și a condițiilor ambientale în schimbare, este dificil să se prevadă cu precizie punctul de declanșare exact.
cum se raportează o curbă de declanșare la un întrerupător de circuit real?
Figura 6 (mai jos) arată modul în care componentele interne ale MCB se raportează la curba de deplasare.
partea de sus a graficului arată curba de deplasare termică pentru banda bi-metalică. Ne spune că la 1,5 x curentul nominal cel mai rapid întrerupător se va declanșa este de patruzeci de secunde (1). Patruzeci de secunde la 2X curentul nominal este cel mai lent întrerupătorul va declanșa (2).
partea de jos a graficului este pentru călătoria magnetică a bobinei/solenoidului; 0,02 până la 2,5 secunde la 3x curentul nominal este cel mai rapid întrerupător de circuit (3). Aceeași durată, 0,02 până la 2,5 secunde, la 5x curentul nominal, este cea mai lungă pe care o va lua întrerupătorul pentru a declanșa (4).
zona umbrită între ele este zona de declanșare.
IMPORTANT: curbele de declanșare reprezintă comportamentul prevăzut al unui întrerupător de circuit în stare rece (temperatura camerei ambientale). O stare rece este atunci când banda bimetalică se află în temperatura de funcționare ambientală specificată pentru întrerupător. Dacă întrerupătorul a cunoscut o călătorie termică recentă și nu s-a răcit la temperatura ambiantă, se poate declanșa mai devreme.
punând totul împreună
Figura 7 (de mai jos) pune aceste concepte într-o imagine mai clară.
rețineți în mod special zona de declanșare în care întrerupătorul se poate declanșa sau nu. Gândiți-vă la acest lucru ca la zona de pisici a Schr Xvdinger. În interiorul zonei, până când se întâmplă un eveniment de supracurent, nu știm exact când/dacă întrerupătorul se va declanșa (pisica lui Schr Xvdinger = mort) sau dacă întrerupătorul nu se va declanșa (pisica lui Schr Xvdinger = viu).
acum că am pus totul împreună, este clar că alegerea unui întrerupător de circuit cu curbă 10a, B ar putea duce la călătorii neplăcute, deoarece întrerupătorul intră în zona de declanșare la 30A. (vezi figura 8, mai jos.) Întrerupătoarele de curbă D sunt cea mai obișnuită alegere pentru motoarele electrice, deși uneori poate fi ales un întrerupător de curbă C pentru aplicații care au SARCINI mixte pe același circuit.
cele mai frecvente trei curbe de declanșare pentru întreruptoarele miniaturale sunt B, C și D. punând toate cele trei pe o diagramă (Figura 9, mai jos), putem vedea cum porțiunea termică a curbelor este similară între ele, dar există diferențe cu privire la modul în care curba magnetică (bobină/solenoid) și, astfel, funcționează întrerupătorul.
în rezumat:
protecția circuitului este utilizată pentru a proteja firele și echipamentele electrice de deteriorări în caz de suprasarcină electrică, scurtcircuit sau defecțiune la masă. Furtunile cu fulgere, prizele de alimentare supraîncărcate sau o supratensiune electrică bruscă pot duce la o situație periculoasă, cu potențialul de a provoca incendii, deteriorarea echipamentului sau vătămări corporale. Protecția circuitului este concepută pentru a elimina acest risc înainte de a se produce prin întreruperea alimentării circuitului.
- dispozitivele de protecție a circuitului includ siguranțe, întrerupătoare de circuit miniaturale, întrerupătoare de circuit turnate, protectori suplimentari, întrerupătoare de protecție a motorului, relee de suprasarcină, siguranțe electronice și întrerupătoare de circuit de aer.
- curbele de declanșare prezic comportamentul dispozitivelor de protecție a circuitului atât în condiții de supracurent mai lente, mai mici, cât și în condiții mai mari, mai rapide față de condițiile actuale.
- alegerea curbei de declanșare corecte pentru aplicația dvs. oferă o protecție fiabilă a circuitului, limitând în același timp neplăcerile sau călătoriile false.
această lucrare este o scurtă trecere în revistă a curbelor de deplasare. Nu se intenționează să fie răspunsul final pe această temă. Există mult mai multe de învățat, inclusiv alte tipuri de curbe de călătorie și coordonarea întrerupătorului. Cu elementele de bază acum acoperite, se poate aborda cu încredere aceste subiecte.
Disclaimer:
conținutul furnizat în această carte albă este destinat exclusiv scopurilor de informare generală și este prevăzut cu înțelegerea faptului că autorii și editorii nu sunt implicați în furnizarea de inginerie sau alte sfaturi sau servicii profesionale. Practica ingineriei este determinată de circumstanțe specifice site-ului unice pentru fiecare proiect. În consecință, orice utilizare a acestor informații ar trebui făcută numai în consultare cu un profesionist calificat și licențiat, care poate lua în considerare toți factorii relevanți și rezultatele dorite. Informațiile din această carte albă au fost postate cu o atenție și o atenție rezonabilă. Cu toate acestea, este posibil ca unele informații din aceste cărți albe să fie incomplete, incorecte sau inaplicabile unor circumstanțe sau condiții particulare. Nu ne asumăm răspunderea pentru pierderile directe sau indirecte rezultate din utilizarea, bazarea sau acționarea pe baza informațiilor din această carte albă.