+86-136-52756687

วิธีดูเวลาและเส้นโค้งลักษณะปัจจุบันของฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง

Mar 30, 2023

วิธีดูเวลาและเส้นโค้งลักษณะเฉพาะปัจจุบันของฟิวส์แรงดันไฟฟ้าสูง-

ทำความเข้าใจกับเวลา-เส้นโค้งลักษณะเฉพาะปัจจุบันฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง-เป็นทักษะที่จำเป็นสำหรับวิศวกรป้องกัน วิศวกรออกแบบ และทีมจัดซื้อ ที่เวลา-เส้นโค้งคุณลักษณะปัจจุบัน(มักย่อเป็นเส้นโค้ง T-Cหรือทีซีซี) จะบอกคุณว่าฟิวส์จะใช้เวลานานเท่าใดในการทำงานที่กระแสไฟฟ้าลัดที่กำหนด และพลังงาน (I²t) ที่จะปล่อยผ่านไปยังอุปกรณ์ดาวน์สตรีม

 

แกนนอนของเวลา-เส้นโค้งปัจจุบันคือกระแส และแกนตั้งคือเวลาก่อน-โค้ง นั่นคือเวลาที่การหลอมละลายเริ่มต้นขึ้น แกนทั้งสองอยู่ในพิกัดลอการิทึมและวาดด้วยมาตราส่วนมาตรฐาน 1:1 หรือ 1:2 ตัวอย่างเช่น เวลาที่สอดคล้องกับ abscissa 10kA ของเวลา-เส้นโค้งปัจจุบันของฟิวส์บางตัวคือ 1 มิลลิวินาที ซึ่งหมายความว่าฟิวส์เริ่มละลายหลังจาก 1 มิลลิวินาทีภายใต้กระแสไฟลัดวงจร-ที่ 10kA ใส่ใจกับความแตกต่าง จะใช้เวลาสักครู่ตั้งแต่เริ่มละลายจนถึงดับอาร์คเพื่อทำลายกระแสให้หมด

 


1. Quick primer - สิ่งที่เวลา-แสดงเส้นโค้งคุณลักษณะปัจจุบัน

A เวลา-เส้นโค้งลักษณะเฉพาะปัจจุบันพล็อตเวลาการทำงานบนแกนตั้งเทียบกับกระแสบนแกนนอน สำหรับฟิวส์แรงดันไฟฟ้าสูง- กราฟมักจะถูกวาดบนกระดาษบันทึก-เสมอ: กระแส (A) หรือผลคูณของกระแสพิกัดที่ข้ามแกน x- และเวลา (s) ลงไปตามแกน y- ตระกูลเส้นโค้ง T-C สำหรับฟิวส์โดยทั่วไปจะมีเส้นโค้งแยกกันสำหรับการละลาย (ธาตุละลาย)และการหักบัญชีทั้งหมด (การดับส่วนโค้ง)และบางครั้งผู้ผลิต-ระบุแถบพิกัดความเผื่อ (ต่ำสุด / เฉลี่ย / สูงสุด) ที่สะท้อนถึงความแปรปรวนในการผลิต

 

  • เวลาหลอมละลาย:เวลาที่ส่วนประกอบฟิวส์จะละลาย (ก่อน-ระยะอาร์ซิ่ง)
  • เวลาเคลียร์รวม:เวลาตั้งแต่เริ่มต้นข้อผิดพลาดจนกระทั่งส่วนโค้งดับลงและวงจรเปิด
  • Imin (กระแสไฟฟ้าขัดจังหวะขั้นต่ำ):กระแสไฟลัดที่เล็กที่สุดที่ฟิวส์จะตัดการเชื่อมต่อได้อย่างน่าเชื่อถือ
  • I²t (ปล่อย-พลังงาน):พลังงานที่ส่งไปยังอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันในระหว่างการเคลียร์ - วิกฤตสำหรับการป้องกันหม้อแปลง/เซมิคอนดักเตอร์

 


2. เหตุใดเส้นโค้งฟิวส์ HV T- C จึงแตกต่างจากเส้นโค้งฟิวส์ LV

ฟิวส์แรงดันสูง- (MV/HV HRC และที่คล้ายกัน) ได้รับการออกแบบให้มีฟิสิกส์ที่แตกต่างจากฟิวส์แบบตลับ LV ทั่วไป ฟิวส์ HV พึ่งพาตัวกลางในการดับอาร์ค-เป็นอย่างมาก (ทรายซิลิกาเกรด ห้องเซรามิก การออกแบบการผลักออก) และโครงสร้างทางกลที่แข็งแกร่งกว่า ปัจจัยเหล่านี้ทำให้เกิดพฤติกรรม T-C ที่สูงชัน (การเคลียร์ที่รวดเร็วมากที่ทวีคูณสูง) และลักษณะ Imin ที่เด่นชัด: ที่กระแสฟอลต์ต่ำที่ต่ำกว่า Imin ฟิวส์ HV อาจไม่ชัดเจนอย่างน่าเชื่อถือ คุณต้องตรวจสอบ Imin และแถบพิกัดความเผื่อของผู้ผลิตสำหรับการใช้งาน HV เสมอ

ในแง่ปฏิบัติ:

  • ฟิวส์ HV มีการจำกัดกระแสสูง-: ฟิวส์จะลดการจ่ายไฟสูงสุด-ผ่านกระแสและ I²t เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์จำกัดกระแส--
  • เส้นโค้ง HV T-C มักจะแสดงเส้นโค้งการหลอมละลายและการหักล้างที่ชัดเจน การประสานงานต้องใช้เส้นโค้งที่ถูกต้อง (โดยปกติจะเป็นการหักล้างทั้งหมดสำหรับการเลือกด้วยอุปกรณ์ป้องกันปลายทาง)

 


3. วิธีอ่านฟิวส์แรงดันสูง-กราฟ T-C - ขั้น-ทีละ-ขั้น

ด้านล่างนี้เป็นวิธีการปฏิบัติจริง - ทำตามขั้นตอนเหล่านี้ทุกครั้งที่คุณประเมินเส้นโค้ง T- C สำหรับการออกแบบการป้องกันหรือการจัดซื้อจัดจ้าง

ขั้นตอนที่ 1 - ระบุประเภทเส้นโค้งและการให้คะแนนของเอกสารข้อมูล (UR, In)

เปิดเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตและค้นหาแผนภูมิ T-C ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (UR) และกระแสไฟฟ้าที่กำหนด (In) โปรดทราบว่าแกนนอนมีหน่วยเป็นแอมแปร์หรือแสดงเป็นทวีคูณของ In ติดป้ายกำกับเส้นโค้งการหลอมละลายและการหักล้าง และสังเกตว่ามีแถบพิกัดความเผื่อ (ต่ำสุด/เฉลี่ย/สูงสุด) หรือไม่

ขั้นตอนที่ 2 - กำหนดกระแสไฟฟ้าฟอลต์ที่จะพล็อต (PSCC หรือข้อบกพร่องที่แย่ที่สุด-)

คำนวณหรือรับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่คาดหวัง- (PSCC) ที่ตำแหน่งฟิวส์ หากแผ่นข้อมูลใช้ทวีคูณของ In ให้แปลง PSCC (A) เป็น ×In สำหรับการลงจุด (PSCC / In) ตัวอย่าง: PSCC=8 kA และใน=200 A → 8000 / 200=40 × In

ขั้นตอนที่ 3 - อ่านเวลาการหลอมละลายและเวลาการชะล้างทั้งหมด ใช้ความอดทนแบบอนุรักษ์นิยม

ที่ PSCC ที่คำนวณไว้ ให้อ่านทั้งจุดตัดกันของการหลอมเหลวและจุดหักล้างรวมด้วยกราฟฟิวส์ สำหรับการออกแบบและการประสานงาน ให้ใช้ค่าอนุรักษ์นิยม - ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นกรณีที่แย่ที่สุด-ของผู้ผลิต (เวลาเคลียร์สูงสุด) หรือขอบเขตความน่าเชื่อถือที่ต่ำกว่า - แทนที่จะเป็นเส้นโค้งเฉลี่ย เอกสารทั้งสองครั้ง

ขั้นตอนที่ 4 - หาหรือคำนวณ I²t (ปล่อย-ผ่านพลังงาน)

ผู้ผลิตหลายรายเผยแพร่ค่า I²t ในเอกสารข้อมูลสำหรับกระแสฟอลต์ต่างๆ หากไม่มีโดยตรง ให้ประมาณ I²t โดยการรวมตัวเลขกำลังสอง- กระแสบนไทม์ไลน์การล้างฟิวส์ หรือใช้รูทีนสเปรดชีต เปรียบเทียบ I²t กับความสามารถในการทนทานของอุปกรณ์ดาวน์สตรีม (เช่น I²t ที่อนุญาตสูงสุดของหม้อแปลงไฟฟ้า หรือขีดจำกัดพลังงานของโมดูลเซมิคอนดักเตอร์)

ขั้นตอนที่ 5 - ตรวจสอบ Imin และ-พฤติกรรมปัจจุบันต่ำ

ค้นหาค่า Imin: กระแสไฟฟ้าขั้นต่ำที่ฟิวส์รับประกันว่าจะเกิดการขัดจังหวะ หากกระแสฟอลต์ที่คำนวณได้ของคุณอาจต่ำกว่า Imin (เช่น ฟอลต์กราวด์แบบเลือก-หรือตัวป้อนฟอลต์แบบจำกัด-) ให้พิจารณาการป้องกันทางเลือกหรือตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อัปสตรีมสามารถล้างฟอลต์ดังกล่าวได้


4. การประสานงานและการเลือก - โดยใช้เส้นโค้ง T- C ในการศึกษาการป้องกัน

การอ่านเส้นโค้ง T-C เส้นเดียวเป็นเพียงก้าวแรกเท่านั้น ระบบจริงจำเป็นต้องมีการประสานงานระหว่างอุปกรณ์หลายเครื่อง เป้าหมายของการประสานงานแบบเลือกคือเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้กับข้อบกพร่องมากที่สุดจะถูกล้างก่อน ในขณะที่อุปกรณ์ต้นทางจะทำหน้าที่เป็นตัวสำรองสำหรับข้อผิดพลาดที่ใหญ่กว่า ใช้การซ้อนทับ TCC ร่วมกันที่ประกอบด้วย:

  • เส้นโค้งการหักล้างฟิวส์ปลายน้ำ (การหักล้างทั้งหมด)
  • เส้นโค้งเบรกเกอร์อัปสตรีม/ ฟิวส์ / รีเลย์ (ด้วยการตั้งค่าที่เลือก)
  • เครื่องหมาย PSCC ในจุดที่เกี่ยวข้อง
  • ช่วงเวลาการประสานงานที่ต้องการ (ส่วนต่างความปลอดภัย)

 

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด: รักษาช่วงเวลาในการประสานงาน (ระยะขอบ) เพื่อพิจารณาค่าความคลาดเคลื่อนในการผลิต ข้อผิดพลาด CT และความไม่แน่นอนในการวัด กฎทางวิศวกรรมทั่วไปกำหนดให้มีการแบ่งเวลาขั้นต่ำที่ระบุระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ดาวน์สตรีมและอัปสตรีมที่ระดับความผิดปกติทั่วไป ใช้แถบค่าเผื่อต่ำสุด/สูงสุดของผู้ผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าการประสานงานจะคงไว้ภายใต้สถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุด-

T-C curve overlay showing fuse and breaker coordination


5. อธิบายพารามิเตอร์หลัก (Imin, I²t, TRV, ความสามารถในการทำลาย)

การทำความเข้าใจพารามิเตอร์เหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญเมื่ออ่านเส้นโค้งฟิวส์ HV T- C:

  • Imin (กระแสไฟฟ้าขัดจังหวะขั้นต่ำ):กระแสไฟต่ำสุดที่ฟิวส์จะตัดการเชื่อมต่อได้อย่างน่าเชื่อถือ หากกระแสไฟฟ้าลัดต่ำกว่า Imin ฟิวส์อาจไม่ชัดเจน
  • I²t (ปล่อย-พลังงาน):พลังงานที่ฟิวส์ยอมให้ผ่านระหว่างการล้างข้อผิดพลาด สำหรับการปกป้องอุปกรณ์ I²t จะต้องต่ำกว่าพลังงานที่ทนทานของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน
  • ความสามารถในการทำลายล้าง (Icu หรือ Irupt):กระแสไฟฟ้าขัดข้องที่อาจเกิดขึ้นสูงสุดที่ฟิวส์สามารถขัดจังหวะได้อย่างปลอดภัยโดยไม่เกิดความล้มเหลวร้ายแรง เลือกฟิวส์ที่มีความสามารถในการแตกหัก > PSCC เสมอ (รวมค่าความปลอดภัย)
  • TRV (แรงดันการกู้คืนชั่วคราว):แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมอุปกรณ์หลังกระแสไฟฟ้าขัดข้อง ส่งผลต่อ-ความเสี่ยงในการโจมตีซ้ำและการประสานงานกับสวิตช์เกียร์

6. ข้อผิดพลาดทั่วไปเมื่อตีความเส้นโค้งฟิวส์ HV T- C

บางครั้งวิศวกรก็ทำผิดพลาดที่สามารถหลีกเลี่ยงได้เมื่ออ่านเส้นโค้ง T-C ระวัง:

  • บันทึกที่อ่านผิด-แกนบันทึก:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้อ่านป้ายกำกับเครื่องหมาย ไม่ใช่การเว้นวรรคภาพ มาตราส่วนลอการิทึมจะบีบอัดช่วงขนาดใหญ่ - ช่องว่างการมองเห็นขนาดเล็กอาจเป็นช่องว่างตัวเลขขนาดใหญ่
  • ใช้เส้นโค้งเฉลี่ยเท่านั้น:การออกแบบให้โค้งโดยเฉลี่ยอาจทำให้สูญเสียการเลือกภายใต้-ความทนทานต่อการผลิตกรณีที่แย่ที่สุด - พิจารณาแถบความถี่ต่ำสุด/สูงสุดเสมอ
  • ไม่สนใจอีมิน:สถานการณ์ข้อผิดพลาดต่ำ-อาจไม่ถูกรบกวนด้วยฟิวส์ที่ขาดการป้องกันการสำรองข้อมูลที่ออกแบบโดย Imin - เพียงพอ
  • ไม่สามารถลดอุณหภูมิได้:สภาพของซองจดหมายภายในสวิตช์เกียร์อาจทำให้อุณหภูมิห้องเพิ่มขึ้น ใช้เส้นโค้งการลดพิกัดของผู้ผลิตกับ In ก่อนที่จะทำแผนที่เส้นโค้ง T-C

7. ตัวอย่างงานภาคปฏิบัติ - การประสานงานตัวป้อนหม้อแปลง HV

ตัวอย่างด้านล่างสาธิตวิธีการใช้ขั้นตอนก่อนหน้าในสถานการณ์การเลือกจริง ใช้ทั้งสองตารางสำหรับผลลัพธ์อินพุตและการอ่านข้อมูล จากนั้นตีความผลลัพธ์

ตาราง A - ตัวอย่างข้อมูลที่ป้อน
พารามิเตอร์ ค่า
แรงดันไฟฟ้าของระบบ (UR) 12 กิโลโวลต์
ฟิวส์จัดอันดับปัจจุบัน (ใน) 200 A
กระแสไฟลัดวงจรที่คาดไว้-ที่ฟิวส์ 8,000 เอ (8 กิโลแอมป์)
หม้อแปลงไฟฟ้าI²tทนทานต่อขีดจำกัด 2.0 × 106 A²s
อุณหภูมิโดยรอบภายในช่อง 40 องศา (ใช้การลดพิกัด)

แปลง PSCC เป็นทวีคูณของ In: 8000 / 200 =40 × นิ้ว. พล็อต 40×เข้าบนแกนนอนของเส้นโค้งฟิวส์ T- C แล้วอ่านเวลาการชะล้างและเวลาหลอมเหลวทั้งหมด

ตาราง B - ผลลัพธ์การอ่านค่าจากฟิวส์ T- เส้นโค้ง C
พารามิเตอร์ ค่า (ตัวอย่าง) หมายเหตุ
เวลาหลอมละลายที่ 8 kA 0.02 s ธาตุละลายเร็ว
เวลาเคลียร์รวมที่ 8 kA 0.06 s ใช้พิกัดความเผื่อสูงสุด=0.08 วินาทีเพื่อความปลอดภัย
ฉันไม่ปล่อย-ผ่านที่ 8 kA 6.4 × 105 A²s ต่ำกว่าขีดจำกัดของหม้อแปลง (2.0 × 106) - ยอมรับได้
Imin (จากแผ่นข้อมูล) 1.2 กิโลแอมป์ PSCC >>ฉัน - ตกลง

การตีความ:ที่ข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น 8 kA ฟิวส์จะเคลียร์อย่างรวดเร็ว (การเคลียร์ทั้งหมดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.08 วินาที เมื่อพิจารณาจากความคลาดเคลื่อน) I²t ให้-ผ่าน (6.4×105A²s) อยู่ภายในความต้านทานของหม้อแปลงไฟฟ้า Imin=1.2 kA ต่ำกว่า PSCC มาก ดังนั้นการหยุดชะงักจึงเชื่อถือได้ การประสานงานกับเบรกเกอร์อัปสตรีม: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเวลาสั้น-หรือการเดินทางทันทีของเบรกเกอร์อัปสตรีมถูกตั้งค่าไว้นานกว่าเวลาการล้างฟิวส์ (สำหรับการเลือก) ในขณะที่ยังคงให้การสำรองข้อมูลเกินความสามารถของฟิวส์

example time-current characteristic curve overlay for HV fuse and upstream breaker


8. การทดสอบ การจัดซื้อ และเมื่อต้องถามผู้ผลิต

ในการจัดหาฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง- จำเป็นต้องมีเอกสารดังต่อไปนี้:

  • พิมพ์-ใบรับรองการทดสอบด้วยแผนภูมิ T-C และรายงานการทดสอบ TRV
  • ตาราง I²t ของผู้ผลิตและ T-C PDF ที่มีความละเอียดสูง
  • ประกาศ Imin และความสามารถในการทำลาย (Icu / Irupt)
  • บันทึกการทดสอบประจำสำหรับรุ่น (ถ้ามี)

หากแผนภูมิ T-C หรือข้อมูล I²t ไม่ชัดเจน โปรดขอให้ผู้ผลิตจัดเตรียมตารางตัวเลขหรือการอ่านค่า PSCC ของคุณโดยเฉพาะ สำหรับกรณีชายแดน (PSCC ใกล้ Imin หรือ I²t ใกล้ขีดจำกัดอุปกรณ์) ให้ได้รับการยืนยันทางวิศวกรรมของซัพพลายเออร์เป็นลายลักษณ์อักษร

 


9. รายการตรวจสอบด่วน - ขั้นตอนในการประเมินเส้นโค้งฟิวส์ T- แรงดันสูง-

  1. รับเอกสารข้อมูลฟิวส์ที่มีเส้นโค้ง T-C, ตาราง I²t, Imin และความสามารถในการแตกหัก
  2. คำนวณ PSCC ที่ตำแหน่งฟิวส์ (ใช้เงื่อนไขระบบที่แย่ที่สุด-)
  3. ลดค่า In สำหรับอุณหภูมิโดยรอบ/ช่อง หากจำเป็น
  4. แมป PSCC กับเส้นโค้ง (A หรือ ×In) และอ่านค่าการหลอมละลายและเวลาการชะล้างทั้งหมด (ใช้ค่าเผื่อที่แย่ที่สุด-)
  5. ตรวจสอบว่าไม่ปล่อย-ผ่านเทียบกับอุปกรณ์ดาวน์สตรีมที่ทนทาน
  6. ซ้อนทับเส้นโค้งอุปกรณ์อัปสตรีมเพื่อการประสานงานและรักษาระดับความปลอดภัย
  7. หาก PSCC < Imin ให้ออกแบบการป้องกันการสำรองข้อมูลหรือเลือกอุปกรณ์ป้องกันอื่น
  8. ขอคำยืนยันจากผู้ผลิตและพิมพ์-หลักฐานการทดสอบเมื่อไม่แน่ใจ
  9.  

10. คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ถาม: อะไรคือความแตกต่างระหว่างเวลาหลอมเหลวและเวลาเคลียร์บนเส้นโค้ง T-C

ตอบ: ตอบ: เวลาในการหลอมละลายคือเวลาที่ส่วนประกอบฟิวส์ละลาย (ก่อน-อาร์กกิ้ง) เวลาในการเคลียร์คือเมื่อส่วนโค้งดับลงและวงจรเปิดเต็มที่ สำหรับการประสานงาน ใช้เวลาเคลียร์ทั้งหมด (และค่าเผื่อกรณีที่แย่ที่สุด-)

ถาม: ถาม: ฉันควรใช้เส้นโค้ง T-C ในการศึกษาเรื่องการประสานงานกี่ครั้ง

ตอบ: A: ใช้เส้นโค้ง T-C ที่จุด PSCC ที่เกี่ยวข้องแต่ละจุด - ดาวน์สตรีม เส้นกลาง และต้นน้ำ ซ้อนทับกับเส้นโค้งของเบรกเกอร์/รีเลย์ และประเมินที่ขนาดข้อบกพร่องหลายขนาดเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเลือกได้ตลอดช่วงที่คาดหวัง

ถาม: ถาม: ฉันสามารถประมาณI²Tจากแผนภูมิ T-C ได้หรือไม่

ตอบ: ตอบ: ได้-ไม่ว่าจะโดยการรวมกระแสกำลังสองเมื่อเวลาผ่านไปเป็นตัวเลข หรือโดยการใช้-ตาราง I²t ที่ผู้ผลิตจัดเตรียมไว้ให้ ค่าของผู้ผลิตมีความแม่นยำมากขึ้น เนื่องจากค่าเหล่านี้คำนึงถึงพฤติกรรมของพลังงานการหลอมละลาย/การชะล้างที่เกิดขึ้นจริง

 


11. บทสรุป

การอ่านเวลา-เส้นโค้งลักษณะเฉพาะปัจจุบันของฟิวส์แรงดันไฟฟ้าสูง-เป็นงานวิศวกรรมที่ทำซ้ำได้เมื่อคุณปฏิบัติตามแนวทางที่มีระเบียบวินัย: รับข้อมูล PSCC ที่แม่นยำ ลดอัตราสำหรับสภาพแวดล้อม แมปกระแสฟอลต์กับแผนภูมิ T-C อ่านเวลาการหลอมเหลวและเวลาการเคลียร์โดยรวมโดยใช้แถบค่าเผื่อที่ยอมรับได้ และเปรียบเทียบ I²t ที่ปล่อยให้-ผ่านกับความสามารถในการต้านทานของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน ตรวจสอบ Imin เสมอเพื่อให้แน่ใจว่าฟิวส์จะทำงานในสถานการณ์ที่มีข้อผิดพลาดต่ำ- และซ้อนทับเส้นโค้งอุปกรณ์อัปสตรีมเพื่อการประสานงาน หากมีข้อสงสัย โปรดขอตารางตัวเลข T-C, ประเภท-ใบรับรองการทดสอบ และคำชี้แจงทางวิศวกรรมจากผู้ผลิต - ว่าเอกสารประกอบสามารถป้องกันการประสานงานที่มีค่าใช้จ่ายสูงและความเสียหายของอุปกรณ์ได้

 

modular-1
รับโซลูชันการป้องกันแอปพลิเคชันที่เชื่อถือได้สำหรับโครงการของคุณ

ส่งคำถามของคุณเกี่ยวกับฟิวส์มาที่เราและสัมผัสกับพลังการเปลี่ยนแปลงที่อาจมีต่อธุรกิจหรือแบรนด์ของคุณ

ส่งคำถาม