Характеристика інтеграл Джоуля
ХАРАКТЕРИСТИКА I²t (інтеграл Джоуля)
Історично в електроенергетиці інтеграл Джоуля - інтеграл квадратичного струму по даному інтервалу часу застосовувався для оцінки термічної стійкості кабелів, шин, з'єднань, електричних апаратів та ін при коротких замикання. Інтеграл визначався розрахунковим шляхом за значенням струму короткого замикання протягом часу його протікання від моменту виникнення струму короткого замикання до моменту згасання дуги на контактах силового вимикача. Інтеграл дозволяв визначити кількість енергії, що виділилася певному об'єкті під час дії короткого замикання.
Стосовно ПЗВ стандарт визначає характеристику I²t як криву, що дає максимальне значення I²t як функцію очікуваного струму в умовах експлуатації:
Інтеграл Джоуля визначає кількість енергії, пропущеної через ПЗВ під час випробувань на умовний струм короткого замикання. Характеристика ця енергетична, вона дозволяє комплексно оцінити стійкість при проходженні через нього певної кількості енергії. При протіканні через ПЗВ випробувального струму частина енергії виділяється у конструкції ПЗВ у вигляді тепла, динамічних зусиль, доданих до провідників, ізоляційних елементів пристрою.
Інтеграл Джоуля для ПЗВ із захистом від надструмів має дещо інший сенс. Він призначений для вбудованого пристрою для захисту від надструмів - автоматичного вимикача.
Інтеграл Джоуля як характеристика автоматичного вимикача визначає кількість енергії, яку здатний пропустити через себе автоматичний вимикач до моменту відключення короткого замикання струму.
Цей показник набув особливого значення з появою сучасних автоматичних вимикачів з властивостями, що струмообмежують,досягаються за допомогою спеціальних конструктивних рішень — зокрема конструкції дугогасної камери та системи магнітного дуття для гасіння дуги. У старих конструкціях автоматичних вимикачів з природним згасанням дуги в момент переходу струму через нуль інтеграл Джоуля визначався повною напівхвильовою синусоїдального струму. Інтеграл Джоуля автоматичних вимикачів із струмообмежувальними властивостями набагато менший (рис. 5.2) — у якісних вимикачах дуга гаситься за чверть періоду промислової частоти.
Мал. 5.2. Характеристики інтеграла Джоуля автоматичних вимикачів а) звичайні вимикачі; б) вимикачі струмообмежуючі (клас 3). ір - реальний струм; iусл. - Умовний струм короткого замикання; tр - реальна тривалість протікання струму короткого замикання; tрозр. - Умовна тривалість протікання струму короткого замикання.
За показником струмообмеження автоматичні вимикачі поділяються на три класи - 1, 2, 3. Чим вище клас вимикача, тим більшу енергію він здатний пропустити, тим менше термічну дію струму короткого замикання в ланцюгу, що захищається.
В даний час у Німеччині норми влаштування електроустановок для житлових будівель допускають до застосування автоматичні вимикачі з номінальною здатністю відключення не менше 6000 А і класом обмеження енергії не нижче 3. Автоматичні вимикачі маркуються відповідним знаком - наприклад, .
Граничні значення характеристики I²t (пропускної енергії в А²с) для автоматичних вимикачів EN 60898 D.5.2.b для автоматичних вимикачів до 16 А (тип В) і від 20 А до 32 А (тип В) наведені в таблиці 5.6.