Kurzschlussschutz des Kabels

Ich weiß, dass Kabel durch Sicherungen / Leistungsschalter vor Kurzschluss geschützt sind. Kabel haben I²t-Kurven, die mit Sicherungen oder cbs I²t-Kurven im Zeit-/Stromdiagramm überprüft werden sollten.

Hier habe ich ein Diagramm aus ABBs DOC gedruckt. Sie können MCBs und Kabel-I²t-Kurven finden.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kabel ist kurzschlussfest ab 0,01s. Wie wird das Kabel bei Kurzschluss von 0s bis 0,01s geschützt, da cbs / Sicherungen bei 50Hz AC nicht schneller arbeiten können? Im Diagramm sehen wir, dass es einen Bereich gibt, in dem das Kabel nicht vor Kurzschluss geschützt ist, und theoretisch kann der maximale Kurzschlussstrom die I²t-Kurve des Kabels in diesem bestimmten Bereich überschreiten (in diesem Fall wäre es sehr wahrscheinlich).

Wie sollte das Kabel in diesen Fällen geschützt werden, in denen der maximale Kurzschlussstrom bei < 0,01 s über der I²t-Kurve des Kabels liegt?

AKTUALISIEREN:

Im obigen Beispiel ist das Kabel also bis zu 3 kA geschützt?

Einige Sicherungsdiagramme haben mich verwirrt, da Diagramme keine horizontale Linie bis zu ihrem Kurzschlussstromwert haben. Im obigen Beispiel würde diese horizontale Linie bis zum SCCR fortgesetzt, wenn sie höher wäre (?).

Ich möchte meine Frage ergänzen:

  1. Wie schnell erreicht der Kurzschlussstrom seinen Spitzenwert?
  2. Erreicht es jemals den höchsten (berechneten) Wert, da die Sicherung vorher den Stromkreis trennt?
  3. Warum haben Leistungsschalter/Sicherungen einen Nennkurzschlussstrom, wenn der Stromkreis niemals den voraussichtlichen Kurzschlussstrom erreicht (natürlich muss ein Sicherheitsspielraum vorhanden sein)?
  4. Ich denke, die Sicherung trennt den Stromkreis vor dem Scheitelwert des Wechselstroms, da die Selektivität zwischen mehreren Sicherungen beibehalten werden muss. Wie lang kann ein Abstand zwischen 2 Sicherungen sein, um die Selektivität aufrechtzuerhalten (ich denke, das spielt keine große Rolle, da sich Elektrizität mit Lichtgeschwindigkeit bewegt)? Einige Hersteller haben Selektivitätsdiagramme für ihre Sicherungen (meistens "muss eine mindestens zwei Nummern größere Sicherung sein").
Ich denke, Sie müssen eine oder mehrere separate Fragen posten. Ihre mehreren Fragen sind zu umfangreich, um sie in einer Antwort zu behandeln.

Antworten (3)

Das Kabel braucht auch eine Zeit ungleich Null, um zu blasen; Es hat eine bestimmte thermische Masse, die erwärmt werden muss. Und ich würde mich auch fragen, welche Stromquelle in 0,01 s 10 kA erreichen kann ...

Betrachten Sie zwei Punkte im Diagramm und berechnen Sie den I²t-Wert an diesen Punkten: I = 10 kA, t = 8,21E-4s, I²t = 82,1 kA²s; I = 1kA, t = 8,68E-2s, I²t=85,8 kA²s. Wird also nicht dieselbe Menge an Wärmeenergie erzeugt (da meine Werte ungefähr sind)? Könnten Sie weitere Informationen zu Kurzschlussstromspitze und -zeit anbieten?
pjc50: Ein 320 kVA, 415 V Masttransformator mit einer Kurzschlussimpedanz von 4 % lässt einen Fehlerstrom von bis zu 11 kA zu, und das ist ein kleiner Transformator. Als ich das letzte Mal eine NS-Schalttafel spezifizierte, war sie an einen 2.000-kVA-Transformator angeschlossen und musste für 50 kA 1 Sekunde ausgelegt werden.

Bei sehr hohen Fehlerströmen ist es nicht angebracht, die Zeit-Strom-Kurve des Leistungsschalters (oder der Sicherung) zu verwenden, um festzustellen, ob ein Kabel ausreichend geschützt ist.

Stattdessen sollte man die Durchlassenergie (I²t) bewerten. NHP Technical News Nr. 32 gibt einige gute Details darüber, wie dies gemacht wird.

Sicherungen haben eine sehr niedrige Durchlassenergie (dh sie sprechen schnell bei hohen Fehlerströmen an). Je höher die Fehlerenergie, desto schneller schmilzt das Sicherungselement und desto schneller wird der Fehler behoben. Große Fehlerströme können das Sicherungselement in weniger als einem Wechselstromzyklus schmelzen.

Dadurch eignen sie sich sehr gut zum Schutz von kleinen Kabeln und empfindlichen Geräten, solange es Ihnen nichts ausmacht, die Sicherungen auszutauschen.

Relaiskontakte sind eine sensible Anwendung, bei der Sicherungen Leistungsschaltern vorgezogen werden. Eine 6-A-Sicherung verhindert, dass die Kontakte im Fehlerfall miteinander verschweißen. Wenn Sie einen 6-A-Leistungsschalter verwenden, müssen Sie nach einem Fehler jedes Relais durchgehen und überprüfen, ob die Kontakte nicht verschweißt sind.

Siehe Broschüre von NHP für BS-Sicherungseinsätze – auf Seite 12 der PDF-Datei ist I²t total (durchgelassen) für Sicherungen von 2 Ampere bis 1.250 Ampere tabellarisch aufgeführt.

Leistungsschalter haben eine viel höhere Durchlassenergie. Dies bedeutet, dass einige Leistungsschalter möglicherweise keinen ausreichenden Kurzschlussschutz für ein Kabel bieten, selbst wenn die Dauerstromwerte in Ordnung sind.

Ein Beispiel finden Sie auf Seite 3 der NHP Technical News Nr. 32 , wo Abbildung 2 zeigt, dass ein Leistungsschalter XH125PJ32A nicht zum Schutz eines 4-mm²-Kabels gegenüber einem 10-kA-Fehlerstrom geeignet wäre. Der maximal zulässige Fehlerstrom wäre 6 kA.

Ich bin auf dieses Problem in der praktischen Elektrokonstruktion gestoßen, die ich für die Industrie gemacht habe. Die Lösung bestand darin, einen kleineren Leistungsschalter zu verwenden, der weniger Energie durchlässt, um das Kabel zu beschädigen. In anderen Situationen haben wir bereits den kleinstmöglichen Leistungsschalter verwendet, daher bestand die Lösung darin, ein größeres Kabel zu verwenden.

Es gibt auch so genannte „Fehlerstrombegrenzungsschalter“, die Fehlerströme in weniger als einem Zyklus unterbrechen und die Durchlassenergie stark reduzieren können. Sie sind nicht so gut wie Sicherungen, aber sie sind besser als normale Leistungsschalter.

Das Funktionsprinzip von fehlerstrombegrenzenden Leistungsschaltern wird im technischen Newsletter Nr. 30 von NHP ausführlich beschrieben.

Hinweis: Ich habe keine Zugehörigkeit zu NHP. Ich beziehe mich häufig auf ihre technischen Newsletter, weil sie so klare und prägnante Erklärungen zu technischen Themen bieten.

Tolle Antwort, habe folgendes noch nicht ganz verstanden: Nehmen wir an, das Kabel wäre 2,5 mm² groß. Kabelwiderstandsverstärker wären also: 5 s = 124 A, 0,1 s = 878 A, 0,001 s = 8775 A. Daher ist das Kabel nicht vor 0,01 s durch eine 16-A-Sicherung gegen hohe Kurzschlussströme geschützt. Oder ist es völlig unmöglich, dass der Kurzschlussstrom in so kurzer Zeit einen so hohen Wert erreicht? Dies hängt ziemlich genau mit NHP-Newsletter Nr. 32 zusammen: Warum die Kurve des 32-A-MCCB in Abbildung 2 bis 40 kA weitergeht, die Auslösekurve des MCCB in Abbildung 1 jedoch nicht fortgesetzt wird (scheint wie ein maximaler Strom von 250 A bei 0,015 s).
Hören Sie auf, in Ampere zu denken, und fangen Sie an, in Energie (I²t) zu denken. Gemäß den australischen Verdrahtungsregeln (AS 3008) kann ein 2,5-mm²-Kabel bis zu I²t = (111)²×(2,5)² = 77.006 Ampere²·s standhalten. Aus dem Sicherungskatalog von NHP (Seite 12 der PDF-Datei) hat eine 16-A-Sicherung einen I²t-Durchlass von 412 Amp².s – weniger als 1 % der I²t-Kapazität des Kabels. Eine 16-A-Sicherung leistet hervorragende Arbeit beim Schutz eines 2,5-mm²-Kabels. (Hinweis: solange Sie den Nennfehlerstrom – „Ausschaltvermögen“ – der Sicherung nicht überschreiten.)
@Chopman - Hinweis '111' ist eine magische Zahl, die die Betriebstemperatur des Kabels, den zulässigen Temperaturanstieg des Kabels und den Leitertyp (Kupfer oder Aluminium) berücksichtigt. Im Zweifelsfall kann 111 sicher für kleine Kupferkabel verwendet werden.
Ja, aber was bedeutet dieser Gesamt-I²t-Wert, da sich der I²t-Wert von Sicherungen nicht ändert, wenn sich der Strom ändert (deshalb bieten sie Sicherungskurven an)? Bitte beachten Sie auch meine aktualisierte Frage.

Betrachten Sie Leistungsschalter. Sie können den Strom durch den Draht spüren und den Leistungsschalter öffnen. Dies ist ein komplexerer Ansatz. Es kann ein größeres Potenzial zur Erzeugung falsch positiver Ergebnisse haben. Es kann jedoch schneller arbeiten als eine Sicherung.

Sicherungen sind wegen ihrer Zuverlässigkeit durch Einfachheit nützlich. Sicherungen benötigen keine externe Stromversorgung. Aber es kann einige Zeit dauern, bis sie schmelzen.

Bei sehr hohen Stromfehlern sind Leistungsschalter tatsächlich langsamer als Sicherungen. Eine Sicherung hat keine beweglichen Teile, daher gibt es keine Begrenzung, wie schnell sie arbeiten kann. Ein Leistungsschalter hat bewegliche Kontakte und zieht einen Lichtbogen, wenn sich diese Kontakte öffnen – es dauert eine Weile, bis sich die Kontakte bewegen und der Lichtbogen gelöscht wird. Ich habe zuvor Verteiler mit Sicherungen anstelle von Leistungsschaltern spezifiziert, da Sicherungen einen schnelleren Schutz und eine bessere Personensicherheit bieten.
Kurzschlussschutz des Kabels
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v