مشخصات فنی بریکرهای فشار ضعیف

در این مقاله مشخصات فنی مهم و یا مشخصه های کمی بریکرهای فشار ضعیف را تعریف میکنیم. تمام مقادیر ولتاژ و جریان شرح داده شده در این قسمت به صورت R.M.S هستند. موارد استثنا مشخص خواهند شد.

در ویدئوی زیر که برگرفته از دوره جامع فیوزها و بریکرهای فشار ضعیف است، مشخصات فنی بریکرهای فشار ضعیف را بررسی میکنیم:

مقدار اسمی یا Rated value

مقدار اعلام شده برای هر یک از مشخصه‌های فنی که بیان کننده‌ی شرایطی است که بریکر برای کار در آن طراحی و ساخته شده است.

تصویر 1 پلاک بریکر کامپکت اشنایدر

جریان قابل انتظار یا Prospective current

جریان قابل انتظار، مقدار جریانی است که در مدار جاری خواهد شد اگر هر یک از پل‌های بریکر با هادی دارای مقاومت بسیار پائین جایگزین شود. این شرایط بیان کننده‌ی حالتی است که در مدار هیچ بخش حفاظتی وجود نداشته باشد. با توجه به نبود سیستم حفاظتی، جریان قابل انتظار تنها با امپدانس ترانسفورماتور،کابل‌ها و سیم‌ها محدود خواهد شد. پارامترها یا مشخصه‌های جریان قابل انتظار ممکن است مانند جریان واقعی مدار به عنوان مثال به شکل قدرت قطع جریان قابل انتظار، جریان پیک قابل انتظار و غیره بیان شود.

جریان پیک قابل انتظار یا Prospective peak current

حداکثر جریان یا جریان پیک قابل انتظار در بخش گذرا با عنوان Prospective peak current تعریف می‌شود. در این تعریف فرض شده است که جریان از یک بریکر ایده‌آل عبور می‌کند. در این حالت امپدانس بی نهایت به صورت لحظه‌ای به امپدانس صفر منتقل خواهد شد. برای مدارهایی که دارای چند مسیر مختلف هستند مانند مدارهای چند فاز، فرض بر این است که جریان به صورت همزمان در تمام قطب‌ها جاری می‌شود حتی اگر فقط جریان عبوری از یک قطب مد نظر باشد.

حداکثر جریان پیک قابل انتظار یا Maximum prospective peak current

حداکثر جریان ممکن هنگام آغاز جریان قابل انتظار با اصطلاح Maximum prospective peak current تعریف می‌شود. این جریان بالاترین مقدار ممکن در لحظه‌ی آغاز جریان قابل انتظار را دارد. در بریکرهای چند پل نصب شده در مدارهای چند فاز، حداکثر جریان پیک فقط مربوط به یک پل خواهد شد.

تصویر 2 مولفه‌های جریان قابل انتظار و محدودیت جریان

قدرت وصل و قدرت قطع اتصال کوتاه یا Short-circuit making and breaking capacity

مولفه‌ی متناوب جریان قابل انتظار به صورت r.m.s که بریکر برای وصل،‌ عبور آن در زمان باز شدن و قطع آن در شرایط خاص طراحی شده است.

قدرت قطع نهایی اتصال کوتاه یا Ultimate short-circuit breaking capacity

این مولفه تعریف کننده‌ی ظرفیت قطع بریکر در شرایط از پیش تعیین شده مطابق با یک توالی تست مشخص است. این مولفه شامل قابلیت بریکر برای عبور 0.85 برابر جریان قرار دادی بدون تریپ یا non-tripping current نمی‌شود.

قدرت قطع سرویس اتصال کوتاه یا Service short-circuit breaking capacity

این مولفه تعریف کننده‌ی ظرفیت قطع بریکر در شرایط از پیش تعیین شده مطابق با یک توالی تست مشخص است. این مولفه شامل قابلیت بریکر برای عبور 0.85 برابر جریان قرار دادی بدون تریپ یا non-tripping current می‌شود.

جریان قطع یا Breaking current

جریانی که در یک پل بریکر هنگام شروع آرک در عمل قطع ایجاد می شود را Breaking current می‌نامند.

تصویر 3 پلاک بریکر مرلین با قدرت قطع نهایی، سرویس و قابل تحمل در 1 ثانیه

ولتاژ اعمالی یا Applied voltage

ولتاژی که بین ترمینال‌های یک پل بریکر دقیقا قبل از وصل جریان وجود دارد. این تعریف مربوط به بریکر یک پل است. ولتاژ اعمالی برای دستگاه‌های چند پل مربوط به ولتاژ منبع تغذیه در ترمینال های ورودی می‌شود.

ولتاژ بازیابی یا Recovery voltage

ولتاژی‌که بین ترمینال‌های یک پل بریکر پس از قطع جریان ظاهر می‌شود. ولتاژ بازیابی ممکن است در دو زمان متوالی در نظر گرفته شود. زمان اول مربوط به ولتاژ گذرا و زمان دوم مربوط به ولتاژ با فرکانس شبکه یا ولتاژ بازیابی حالت پایدار است. این تعریف مربوط به بریکر یک پل است. ولتاژ اعمالی برای دستگاه های چند پل مربوط به ولتاژ منبع تغذیه در ترمینال‌های ورودی می شود.

ولتاژ بازیابی گذرا یا Transient recovery voltage

ولتاژ بازیابی در بازه ای از زمان که دارای مولفه‌ی گذرای شدید است. ولتاژ بازیابی گذرا با توجه به مشخصه‌های مدار و بریکر می‌تواند به صورت نوسانی، غیر نوسانی یا ترکیبی از این موارد باشد. ولتاژ بازیابی گذرا شامل جابجایی ولتاژ نوترال در مدارهای چند فاز نیز می‌شود.

ولتاژ بازیافتی با فرکانس شبکه یا Power-frequency recovery voltage

این ولتاژ پس از ولتاژ بازیابی گذرا ظاهر خواهد شد.

تصویر 4 منحنی ولتاژ سیستم قبل و پس از صفر شدن جریان خطا

مدت زمان باز شدن یا Opening time

زمان اندازه‌گیری شده در یک بریکر بسته، از لحظه‌ای که جریان مدار اصلی به مقدار آزاد سازی بخش حفاظت اضافه جریان لحظه‌ای رسیده تا زمانی که کنتاکت های خاموش کننده‌ی قوس در تمام پل ها در وضعیت قطع قرار بگیرند.

معمولا زمان باز شدن یا Opening time به عنوان زمان تریپ یا Tripping time در نظر گرفته می‌شود. بین زمان باز شدن و زمان تریپ تفاوت وجود دارد. زمان تریپ به صورت دقیق به زمانی بین لحظه‌ی زمان باز شدن تا لحظه‌ی غیر قابل باز گشت شدن  فرمان باز شدن اشاره می‌کند.

مدت زمان قوس یا Arcing time

مدت زمان قوس یک پل یا Arcing time of a pole

بازه‌ی زمانی بین لحظه‌ی شروع قوس الکتریکی در یک قطب تا خاموش شدن آخرین قوس در همان قطب را مدت زمان قوس یک پل می‌نامند.

مدت زمان قوس در یک بریکر چند پل یا Arcing time of a multipole circuit-breaker

بازه‌ی زمانی بین لحظه‌ی شروع اولین قوس الکتریکی تا خاموش شدن آخرین قوس در تمام قطب های بریکر چند پل را Arcing time of a multipole circuit-breaker می‌نامند.

مدت زمان قطع یا Break time

این بازه مربوط به آغاز زمان باز شدن بریکر تا پایان مدت زمان قوس است.

انتگرال ژول یا \({\boldsymbol{I}}^{\boldsymbol{2}}\boldsymbol{t}\boldsymbol{\ }\boldsymbol{joule}\boldsymbol{\ }\boldsymbol{integral}\)

عبارت \(I^{\mathrm{2}}t\) معرف انتگرال مربع شدت جریان بین دو مرحله از زمان است. فرمول محاسبه‌ی این پارامتر به شکل \(I^2t=\int^{t1}_{t0}{i^2dt}\) می‌باشد.

مشخصه‌ی  بریکر یا \({\boldsymbol{I}}^{\boldsymbol{\mathrm{2}}}\boldsymbol{t}\boldsymbol{\mathrm{\ }}\boldsymbol{Characteristic}\boldsymbol{\mathrm{\ }}\boldsymbol{of}\boldsymbol{\mathrm{\ }}\boldsymbol{a}\boldsymbol{\mathrm{\ }}\boldsymbol{circuit}\boldsymbol{\mathrm{-}}\boldsymbol{breaker}\)

این مشخصه به شکل یک منحنی بوده که حداکثر مقدار \(I^{\mathrm{2}}t\) را به صورت تابعی از جریان قابل انتظار یا Prospective current تحت شرایط عملیاتی اعلام شده، مشخص می‌کند.

تصویر 5 منحنی محدودیت جریان بریکرهای مینیاتوری در آمپراژ مختلف

هماهنگی بین دستگاه‌های حفاظت اضافه جریان به صورت سری یا Co-ordination between O.C protective devices in series

هماهنگی حفاظتی اضافه جریان بین دستگاه‌های حفاظت اضافه جریان یا O.C protective co-ordination of O.C protective devices

این پروسه به صورت هماهنگی بین دو یا بیشتر از دو دستگاه حفاظت اضافه جریان به صورت سری جهت اطمینان از عملکرد گزینشی یا Selectivity، حفاظت پشتیبان یا هردو انجام می‌شود.

عملکرد گزینشی اضافه جریان یا Overcurrent selectivity

هماهنگی خصوصیات عملکردی دو یا چند دستگاه حفاظت اضافه جریان به صورت سری به طوری که در صورت رخ دادن اضافه جریان در محدوده‌ی مشخص، دستگاه تعیین شده عمل قطع را انجام داده و دستگاه‌های دیگر این کار را نکنند. در تاسیسات الکتریکی از دستگاه‌های حفاظت اضافه جریان به صورت سری استفاده می‌شود. هر یک از این دستگاه ها دارای محدوده‌ی حفاظتی مشخصی هستند. اصل هماهنگی گزینشی یا selectivity به این موضوع اشاره می‌کند که در صورت رخ دادن خطای اضافه جریان، بریکر یا دستگاه حفاظتی مربوطه عمل قطع را انجام دهد. در این شرایط نباید تجهیزات حفاظت بالادست عمل کرده و خاموشی را گسترش دهند. در صورت موفق بودن طرح selectivity حداقل خاموشی یا بی برق شدن شبکه در صورت رخ دادن خطای اضافه جریان را خواهیم داشت.

تصویر 6 مفهوم سلکتیویتی یا عملکرد گزینشی

حفاظت پشتیبان یا Back-up protection

هماهنگی بین دو دستگاه حفاظتی سری که در آن معمولا نه الزاما، دستگاه به سمت منبع تغذیه نقش حفاظت اضافه جریان را با کمک یا بدون کمک تجهیزات حفاظتی دیگر انجام داده و از ایجاد استرس بیش از حد روی دستگاه‌های دیگر جلوگیری می‌کند.

هماهنگی یا عملکرد گزینشی کامل یا Total selectivity

هماهنگی یا عمکلرد گزینشی اضافه جریان در حضور دو دستگاه حفاظت اضافه جریان سری به شکلی که دستگاه سمت بار حفاظت را به صورت کامل انجام داده و مانع از عملکرد دستگاه های حفاظتی دیگر می‌شود.

تصویر 7 سلکتیویتی یا هماهنگی کامل بین بریکرهای A و B

هماهنگی یا عملکرد گزینشی جزئی یا Partial selectivity

هماهنگی یا عمکلرد گزینشی اضافه جریان در حضور دو دستگاه حفاظت اضافه جریان سری به شکلی که دستگاه سمت بار حفاظت را تا سطح مشخصی از اضافه جریان انجام داده و مانع از عملکرد دستگاه های حفاظتی دیگر می‌شود.

تصویر 8 سلکتیویتی یا هماهنگی جزئی

Is حد جریان هماهنگی یا عملکرد گزینشی یا Selectivity limit current

این پارامتر مربوط به جریان در نقطه‌ی تقاطع مشخصه‌ی زمان-جریان دستگاه حفاظتی سمت بار و منحنی پیش قوس فیوزها یا تریپ اضافه جریان بریکرهای دیگر است. حد جریان هماهنگی یا Is مقدار جریانی است که در صورت وجود دو دستگاه حفاظت اضافه جریان به صورت سری:

• مقادیر کمتر از آن باعث عملکرد کامل و به موقع دستگاه سمت بار شده و از عملکرد دستگاه حفاظتی بالا دست جلوگیری می‌کند. در این حالت هماهنگی یا عمکرد گزینشی تضمین شده است.
• در مقادیر بیشتر از آن ممکن است بریکر سمت بار عملکرد کامل و به موقع نداشته و از عملکرد دستگاه حفاظتی بالادست جلوگیری نکند. در این حالت هماهنگی یا عملکرد گزینشی تضمین نخواهد شد.

تصویر 9 هماهنگی کامل و جزئی بین دو بریکر در Is مشخص

Ib جریان غالب یا Take-over current

این پارامتر بیان کننده‌ی مشخصات محل تقاطع منحنی زمان-جریان دو دستگاه حفاظت اضافه جریان است. جریان Ib مربوط به تقاطع منحنی مشخصه‌ی حداکثر زمان قطع نسبت به جریان در دو دستگاه حفاظتی سری می‌باشد.

جریان اتصال کوتاه مشروط (بریکر یا دستگاه سوئیچ) یا Conditional short-circuit current(of a circuit breaker or a switching device)

جریان قابل انتظار یا Prospective current که یک مدار یا تجهیز سوئیچ می‌تواند به صورت رضایت بخشی تحمل کند وقتی که تحت حفاظت یک دستگاه S.C.P.D یا Short-circuit protective device است. پایداری مدار یا تجهیز سوئیچ در برابر جریان قابل انتظار در کل زمان عملکرد تجهیز حفاظتی تحت شرایط و رفتار خاصی خواهد بود. جهت برآورده کردن الزامات این استاندارد، دستگاه حفاظتی اغلب به صورت فیوز یا بریکر است. این تعریف با مفهوم دستگاه‌های محدود کننده‌ی جریان در تجهیزات حفاظت اضافه جریان طبق IEC 60050-441:1984 و IEC60050-441-17-20 تفاوت دارد.

Inc جریان اتصال کوتاه مشروط نامی یا Rated conditional short-circuit current

مقدار جریان قابل انتظار اعلام شده توسط شرکت سازنده که تجهیز می‌تواند در صورت حفاظت با یک دستگاه S.C.P.D به صورت رضایت بخشی در زمان کامل عملکرد آن تحمل کند. نوع ومشخصات دستگاه حفاظت اتصال کوتاه یا S.C.P.D توسط شرکت سازنده تعیین می‌گردد. آزمایش های مربوط به این تست بر اساس نوع استاندارد انجام شده و تجهیز باید در برابر جریان قابل انتظار، پایداری مناسب داشته باشد.

تصویر 10 پلاک کنتاکتور با جریان 5 کیلو آمپر در صورت حفاظت شدن با فیوز 40 آمپر

Int جریان عدم قطع قراردادی یا Conventional non-tripping current

مقدار مشخصی از جریان که بریکر می‌تواند بدون تریپ خودکار آن را در زمان مشخص یا زمان قراردادی از خود عبور دهد.

It جریان قطع قراردادی یا Conventional tripping current

مقدار مشخصی از جریان که باعث عملکرد بریکر در زمان مشخص یا زمان قراردادی می‌شود.

جریان قطع لحظه‌ای یا Instantaneous tripping current

حداقل جریانی که باعث عملکرد خودکار بریکر به صورت آنی یا بدون هیچ گونه تاخیری می‌شود.

تعاریف مربوط به هماهنگی عایقی یا Definitions related to insulation co-ordination

هماهنگی عایقی یا Insulation coordination

ارتباط متقابل خصوصیات عایقی تجهیز الکتریکی با در نظر گرفتن شرایط محیط خرد و استرس های تاثیر گذار را هماهنگی عایقی می‌نامند.

ولتاژ کار یا Working voltage

حداکثر مقدار r.m.s ولتاژ a.c یا d.c در سراسر هر عایق خاصی که هنگام کار دستگاه با ولتاژ نامی ایجاد می شود. ترنزینت ها در این شرایط  نادیده گرفته می شوند. ولتاژ کار در هردو حالت مدار باز و شرایط عملکرد نرمال در نظر گرفته خواهد شد.

اضافه ولتاژ یا Over voltage

هر ولتاژی که دارای مقدار پیک بیشتر از مقدار پیک متناظر حداکثر ولتاژ حالت پایدار در شرایط عملکرد عادی دستگاه باشد.

تحمل ولتاژ ضربه یا Impulse withstand voltage

حداکثر مقدار پیک ولتاژ ضربه با فرم و قطبیت مشخص شده که باعث خرابی عایق در شرایط خاص نمی‌شود.

تصویر 11 گروه بندی ولتاژها به شکل Ur یا ولتاژ نامی، Ud یا ولتاژ با فرکانس شبکه و Up یا ولتاژ ایمپالس طبق استاندارد IEC

گروه بندی اضافه ولتاژ یا Overvoltage category

عددی که شرایط اضافه ولتاژ گذرا را تعیین می‌کند.

تصویر 12 گروه بندی از نظر میزان اضافه ولتاژی که ممکن است رخ بدهد.

محیط کلان یا Macro-environment

محیط اتاق یا مکان دیگری که تجهیزات در آن نصب یا بهره برداری می‌شوند.

محیط خرد یا Micro-environment

محیط اطراف عایق که صورت ویژه روی ابعاد فواصل خزشی تاثیر می گذارد.

آلودگی یا Pollution

هرگونه مواد خارجی جامد، مایع یا گازی که می تواند منجر به کاهش مقاومت الکتریکی یا مقاومت سطحی عایق شود.

درجه‌ی آلودگی یا Pollution degree

عددی که آلودگی مورد انتظار محیط خرد یا Micro-environment را تعیین می‌کند. درجه‌ی آلودگی که تجهیزات در معرض آن قرار می‌گیرند ممکن است با محیط کلان یا Macro-environment که تجهیز در آن نصب شده، متفاوت باشد. تفاوت این دو آلودگی به دلیل حفاظت‌های ارائه شده توسط تجهیزاتی مانند هیتر داخلی تابلو برای جلوگیری از ایجاد شبنم و رطوبت است.

قابلیت جداسازی یا Isolating function

قابلیتی که جهت قطع منبع تغذیه از تمام یا یک بخش مجزا از تاسیسات در نظر گرفته شده است. جداسازی باید از تمام منابع انرژی الکتریکی صورت بگیرد. هدف از جداسازی، مسائل ایمنی است.

فاصله‌ی جداسازی یا Isolation distance

فاصله‌ی بین کنتاکت‌های باز یک پل از دستگاه سوئیچ مکانیکی که مطابق با الزامات ایمنی مشخص شده برای اهداف ایزوله سازی است. برای اطلاعات بیشتر مقاله‌ی کلید قدرت چیست را مطالعه کنید.

تصویر 13 علائم الکتریکی (a ایزولاتور یا جدا کننده (b سوئیچ (c سوئیچ دیسکانکتور (d بریکر با قابلیت ایزوله سازی

فاصله هوایی یا Clearance

کوتاه ترین فاصله هوایی و مستقیم بین دو قسمت رسانا را فاصله عایقی مستقیم یا Clearance می‌گویند. جهت تعیین فاصله عایقی مستقیم نسبت به بخش های قابل دسترسی، سطح قابل دسترسی از یک تابلو یا محفظه‌ی عایق را باید به عنوان رسانا در نظر گرفت. بخش های در دسترس در تعیین فاصله‌ی هوایی مانند سطحی بوده که با ورق فلزی پوشیده شده است.

فاصله خزشی یا Creepage distance

فاصله‌ی خزشی، کوتاه ترین مسیر بین دو قسمت هادی از روی سطح عایق به کار رفته است. جهت تعیین فاصله خزشی نسبت به بخش های قابل دسترسی، سطح قابل دسترسی از یک تابلو یا محفظه‌ی عایق را باید به عنوان رسانا در نظر گرفت. بخش های در دسترس در تعیین فاصله‌ی هوایی مانند سطحی بوده که با ورق فلزی پوشیده شده است.

تصویر 14 فاصله هوایی و فاصله خزشی

این وب سایت دارای مجوز از وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی بوده و هر گونه کپی و نسخه برداری و انتشار مجدد اطلاعات آن غیرمجاز است. لطفا در صورت مشاهده هرگونه سوء استفاده ما را مطلع کنید.