سیگنال های ولتاژ و جریان الکتریکی
سطوح ولتاژ در سیستم برق
1- سطوح ولتاژ اسمی
- ولتاژ نامی تعیین شده برای یک سیستم یا تجهیزات.
- ولتاژ نامی با اشاره به برخی ویژگی های عملیاتی.
مثلاً برای یک موتور تک فاز ولتاژ تعیین شده 220 ولت است زیرا به یک فاز و یک نول متصل است. برای یک موتور سه فاز که به سه فاز متصل است ولتاژ تعیین شده 400 ولت است.
حال بگوییم برای فعال بودن یک سیستم حفاظتی، ولتاژ برق دهی باید بین 10 ولت تا 20 ولت DC حفظ شود - این یک ویژگی عملیاتی است. بنابراین 10 ولت تا 20 ولت نیز یک سطح ولتاژ اسمی است.
2- بالاترین سطح ولتاژ
- ولتاژ با در نظر گرفتن درجه عایقی سیستم
- بالاترین ولتاژ تعریف شده توسط سازنده یا توصیه شده توسط سازنده.
عایق سیستم الکتریکی مطابق با ولتاژ طراحی شده است. بنابراین بالاترین سطح ولتاژ ولتاژی خواهد بود که عایق سیستم می تواند حفظ کند.
همچنین سازنده برخی از محدودیت های ولتاژ را برای یک سیستم یا تجهیزات الکتریکی خاص تعریف می کند. همه اینها بالاترین سطوح ولتاژ هستند. همانطور که سازنده توصیه می کند،در صورتی که بگوییم بالاترین سطح ولتاژ عایق سیستم الکتریکی 11 کیلو ولت است، اما تجهیزات الکتریکی متصل بالاترین سطح ولتاژ 5 کیلو ولت است.بنابر این بالاترین ولتاژی که عایق سیستم میتواند تحمل کند و به آن آسیبی نرسد 5 کیلو ولت است.
چند مفهوم مهم برای درک سطوح فعلی
تعریف قطع کننده مدار: قطع کننده مدار یک وسیله الکتریکی است که در هر دو حالت عادی یا غیرعادی (مشکل) قادر به قطع یا وصل جریان است.
جریان ساز: هنگام بستن قطع کننده، جریان غیرخطی آنی بالا برای مدت کوتاهی ظاهر می شود و سیستم یا تجهیزات الکتریکی باید این جریان را تحمل کند.
جریان قطع، باز کردن مدار قطع کننده یا قطع کردن اتصال الکتریکی میباشد. این جریان قطع ممکن است برای عملکرد عادی باشد یا ممکن است برای شرایط غیر طبیعی/ اشکال در سیستم باشد. در هنگام قطع جریان مقداری تأخیر زمانی وجود دارد و سیستم یا تجهیزات الکتریکی باید در این زمان کوتاه مقدار زیادی از جریان خطا را تحمل کنند.
اگر در حین وقوع یک خطا تاخیری در قطع اتصال وجود داشته باشد، ممکن است کنتاکت های قطع در اثر قوس و مقدار زیادی گرما به هم جوش داده شوند.
سطوح جریان در سیستمهای الکتریکی
1. سطوح جریان نامی
- مقدار RMS جریانی که سیستم یا تجهیزات الکتریکی می تواند به طور مداوم استفاده کند. این یک جریان عملیاتی معمولی است.
2. جریان نامی قابل تحمل برای زمان کوتاه
مقدار RMS جریانی که یک سیستم یا تجهیزات الکتریکی می تواند به صورت اتصال بسته و برای مدت زمان کوتاه مشخصی مانند 1 یا 3 ثانیه تحمل کند.
3. اوج نامی تحمل جریان
اولین حلقه اصلی از جریان مقاومت کوتاه مدت نامی که یک سیستم یا تجهیزات الکتریکی می تواند در زمان اتصال بسته حمل کند.
برای سیستم ولتاژ بالا حداکثر جریان مقاومت نامی 2.5 برابر جریان مقاومت کوتاه مدت نامی است.
برای سیستم های ولتاژ پایین پیک نامی با جریان ایستاده 1.5 تا 2 برابر جریان مقاومت کوتاه مدت نامی است.
4. جریان قطع اتصال کوتاه نامی
مقدار rms حداکثر جریان اتصال کوتاه متقارن در KA(کیلو آمپر)، که یک قطع کننده مدار باید بتواند آن را قطع کند.
دو مقدار در جریان قطع اتصال کوتاه نامی وجود دارد-
- مقدار RMS جزء AC.
- درصد جزء DC.
5.جریان اتصال کوتاه نامی
حداکثر پیک جریان قطع کننده مدار که باید بتواند دوباره ببندد و باز کند. این مقدار پیک مربوط به مقدار RMS جریان قطع اتصال کوتاه نامی، فرکانس و ثابت زمانی است.
طبق ANSI/IEEE جریان اتصال کوتاه به عنوان قابلیت بستن و چفت شدن نیز نامیده می شود.
برخی از مقادیر مشخص شده جریان قطع اتصال کوتاه نامی هستند
اگر جریان اتصال کوتاه نامی = Ism و جریان قطع اتصال کوتاه نامی=Isb
(short circuit making current=Ism) و (rated short circuit breaking current=Isb)
- Ism=2.5*Isb، در 50 هرتز و t=45 ms،
- Ism=-2.6*Isb، در 60 هرتز، t=45ms.
- Ism=-2.7*Isb، در هر دو فرکانس 50Hz و 60Hz، t=45ms.