Рејтинзи за кратко затварање су основне за сигуран и поуздани рад превратних уређаја високог и ниског напона. Разумевање њихове важности осигурава да електрични системи могу да издржавају услове грешке без катастрофалних неуспеха. Када се појави грешка, масивна струја грешке може пролазити кроз електричну опрему, а без одговарајућег краткококожека, уређај за прекидач може бити оштећен, стварајући опасности за безбедност и оперативно време простора.

Високо и ниско напонско превртно опремање мора бити означено да се носи са специфичним нивоима кратког прекида у електричном дистрибуционом систему. Свако место инсталације има јединствену карактеристику струје повреди одређену величином трансформатора, импеданцом система и опремом горе. Избор прекидачке опреме са неадекватним рејтингом за кратко затварање ствара ризик, док прекомерна спецификација доводи до непотребних трошкова. Овај чланак истражује зашто су рејтинзи за кратко затварање критични и како штите електричну инфраструктуру.
Разумевање динамике кратког кола и струје грешака
Како се појављује промашна струја у електричним системима
Кратко затварање се јавља када електрична струја тече непредвиђеном путем, прелазијући нормални отпор оптерећења. Када изолација не функционише или ако проводници не контактирају исправно, струја повреда може достићи ниво много пута већи од нормалне струје рада. Проблемна струја је ограничена првенствено импедансом система и капацитетом извора, обично измером у килоамперама. Високо и ниско напонски прекидачи морају сигурно прекинути ову струју повреде пре него што се оштеће опрема или повећа ризик од пожара.
Величина струје од грешке зависи од капацитета трансформатора, карактеристика снабдевања комуналним услугама и конфигурације мреже. Трансформатор од 10 МВА који храни дистрибутивну панелу ствара различите нивое грешке од трансформатора од 1 МВА. Рачунавања кратког кола одређују врхунац струје који прекидачи прекидача морају прекинути. Без одговарајуће рејтинге прекидача усклађене са израчунатом струјом грешке, опрема не може поуздано очистити грешке, остављајући систем рањивим на трајно луковање и уништавање опреме.
Улога импедансе у одређивању нивоа грешака
Импеданца система делује као природни ограничивач величине струје повреди. Трансформатори имају инхерентну импеданцу, обично од 4 до 10 посто на дистрибуционим јединицама. Импеданца кабела и удаљеност хранилаца такође доприносе отпорности на траку грешке. Када дизајнирају избор превртних уређаја високе и ниске напоне, инжењери израчунавају доступно кратко затварање у свакој тачки користећи нивое грешке у комуналним услугама и кумулативну импеданцу. Ова израчунавана вредност одређује минималну разреду за разметну опрему потребну за сигурно функционисање.
Зашто су рејтинзи за кратко затварање критични за заштиту опреме
Превенција топлотних и магнетних оштећења
Високо и ниско напонски прекидач доживљава топлотни стрес током проток струје. И2Р грејање у проводницима и контактима током кратког кола може да достигне екстремне температуре за милисекунде. Ако је номинална струја прекидача испод стварне струје грешке, контактни материјал се омекшава или заварива, спречавајући поуздано прекид. Магнетне силе такође делују на проводнике који носе струју током повреда, стварајући механички стрес који може деформисати или одвојити контакте. Правилна класификација прекидача осигурава да прекидачи покрећу и прекидају струју грешака пре него што се деси топлотна или механичка оштећења.
Недоразмерна уређаја за прекидаче могу изгледати као да раде у нормалним условима, али катастрофално пропаду током повреде. Контакти прекидача који не могу прекинути реминован кратки круг ће генерисати трајне лукове, узрокујући пожаре у ормару и потенцијалне повреде. Модерна високо- и нисконапонска опрема за прекидање подвргнута је строгим тестирањем кратког кола како би се проверила способност прекида на номиналним нивоима. Избор заснован на израчунатом струји грешке осигурава да одабрана опрема може сигурно радити када је то најпотребније.
Заштита повезане опреме и особља
Када прекидач не успе да прекине кратки колац, грешка се шири доле по поток на другу опрему и проводе. Мотори, трансформатори, изолација каблова и осетљива електроника доле по потоци могу претрпети катастрофалне оштећења. Особље које ради у близини или управља неисправном опремом суочава се са ризиком од електричне струје и риска од лука. Правилно подељени превртни уређаји за висок и низак напон пружају прву линију одбране тако што брзо чисте грешке пре него што акумулација енергије постане опасна. Енергија лука је директно повезана са трајањем повреди, тако да брзо прекидање исправно оцене опреме значајно смањује опасност од опека.
Избор одговарајућих рејтинга за уређаје за прекидаче за захтеве система
Прерачунавање доступног кратког кола и будућег раста система
Проектирање електричног система почиње израчуном доступне струје кратког прекида на главном улазу у сервис и на свакој дистрибутивној тачки. Инжењери траже допринос од стране комуналних компанија, а затим додају струју од грешке из локалне генерације или паралелних извора. Софтвер за израчунавање кратког кола примењује стандарде ИЕЕЕ или ИЕЦ-а за одређивање пик струје на свакој локацији. Наведени вредности за превратне уређаје високог и ниског напона морају бити једнаке или више од ових израчунаних вредности са одговарајућом безбедносном маржом. Будуће проширење система, као што су додатни трансформатори или линије за повезивање, може повећати ниво грешке, тако да конзервативни избор рејтинга прилагођава очекиваном расту без замене опреме.
Постројење са струјом са кратким колацем од 22 кА може изабрати прекидаче за 25 кА са 13 постома марже за будући раст. Ако исти објекат планира други трансформатор за побољшање поузданости за пет година, номинални број прекидача треба да одговара резултираној струји од 35 кА у то време. Избор сВИТЧГЕАР са високим и ниским напоном потребно је анализирати и тренутну и пројектовану архитектуру система како би се избегле скупе надоградње средине живота.
Координација између класификације прекидача и селективности заштитног уређаја
Квалификација прекидача представља основу селективне координације у системима вишениводне заштите. Улазни главни прекидачи морају имати виши број кратких кола од доњег потока да би апсорбовали доступну струју грешке без падења. Ако се појави грешка у хранилишту, прекидач за хранилиште прекида га пре него што главни прекидач види грешку. Међутим, све уређаје у кола, укључујући и главни прекидач, морају бити проценити за доступно кратко затварање на њиховој локацији. Недостатак кратких кола на било ком уређају прекида овај ланац координације, узрокујући непредвидиве грешке или каскадне прекиде. Упоређивање на високом и ниском напону треба да буде доследно током архитектуре система како би се одржала селективност заштитног уређаја.
Често постављене питања
Шта се дешава ако је превртна опрема на нижем нивоу од доступне струје кратке верифе?
Ако је номинално одређено расположење прекидача испод доступног краткого кола, прекидач не може поуздано прекинути струју повреди. Контакти могу бити заваривани, одржавати лук или се насилно раздвајати, што доводи до оштећења опреме, пожара у ормарима и повреде особља. Кратко затварање може проћи до опреме и проводника, узрокујући каскадне неуспехе. Непреценети прекидачи крше електричне законе и представљају озбиљан ризик за безбедност и рад.
Колико често треба да се прерачунавају номинале за кратко затварање?
Прерачунавање кратких кола треба да се врши када се у електричном систему случају значајне промене, као што су додавање трансформатора, нове линије за повезивање комуналних услуга, производња на месту или када се мења допринос комуналних проблема. Многи објекти се поново израчунавају сваких пет до десет година као део превентивног одржавања и планирања капацитета. Промене на оптерећењу објекта, конфигурацији система или надоградњи услуга из комуналне услуге захтевају хитну прерачуну како би се осигурало да постојећа опрема за прекидач остане адекватна и сигурна.
Да ли се прекидач може након тога опремити уређајима за ограничавање струје како би се смањиле потребе за кратким прекидом?
Реактори или фијузи који ограничавају струју могу смањити стрес кратке верифе који се види у доњем струју у неким апликацијама. Међутим, улазна превртна опрема и главни прекидач и даље морају бити намене за пуну доступну струју кратког прекида из комуналне или извора. Уређаји за ограничавање струје смањују струју повреди само дотока од њихове тачке инсталације, тако да допуњују, али не замењују одговарајућу рејтингу прекидача на сваком електричном нивоу. Пре него што их размотрите као алтернативу одговарајућем избору прекидача, консултујте се са инжењерима за електротехнику како бисте проценили да ли решења која ограничавају струју одговарају дизајну система.