Cuando hay un fallo de cortocircuito en el sistema eléctrico, un enorme cortocircuito actual fluye a través del sistema, incluyendo el interruptor de circuito… a menos que la falla se despeje disparando el CB. Cuando la corriente de cortocircuito fluye a través del interruptor, las diferentes partes del interruptor que transportan la corriente están sujetas a enormes tensiones mecánicas y térmicas. Si las partes conductoras del interruptor no tienen suficiente área de sección transversal, puede existir la posibilidad de un aumento de temperatura peligrosamente alto. Esta alta temperatura puede afectar a la calidad del aislamiento del CB.
Los contactos CB también experimentan altas temperaturas. Las tensiones térmicas de los contactos de CB son proporcionales a I2Rt, donde R es el contacto resistenciadepende de la presión de contacto y de la condición de la superficie de contacto. Yo soy el valor rms de la corriente de cortocircuito y t es la duración para la cual el corriente de cortocircuito ha volado a través de los contactos.
Después de iniciar la falla, la corriente de cortocircuito se mantiene hasta que la unidad de interrupción de CB, se rompe. Por lo tanto, el tiempo t es rompiendo de la época de la interruptor de circuito…. Como este tiempo es muy inferior en escala de mili segundos, se supone que todo el calor producido durante la falla es absorbido por el director ya que no hay tiempo suficiente para la convención y la radiación del calor.
El aumento de la temperatura puede determinarse mediante la siguiente fórmula,
Donde, T es el aumento de temperatura por segundo en grados centígrados.
Yo soy el actual (RMS simétrico) en Ampere.
A es el área de la sección transversal del conductor.
es el coeficiente de temperatura de resistividad del conductor a los 20 añosoC.
Como sabemos, ese aluminio por encima de 160oC pierde su fuerza mecánica y se ablanda, se desea limitar el aumento de la temperatura por debajo de esta temperatura. Este requisito establece el aumento de temperatura permitido durante el cortocircuito. Este límite puede alcanzarse controlando CB el tiempo de ruptura y el diseño adecuado de la dimensión del conductor.
Fuerza de Cortocircuito
La fuerza electromagnética se desarrolló entre dos paralelos… conductores conductores de corriente eléctrica…está dada por la fórmula,
Donde, L es la longitud de los dos conductores en pulgadas.
S es la distancia entre ellos en pulgadas.
I es la corriente que lleva cada uno de los conductores.
Está probado experimentalmente que la fuerza de cortocircuito electromagnético es máxima cuando el valor de la corriente de cortocircuito I, es 1,75 veces el valor inicial valor rms de la onda de corriente de cortocircuito simétrica.
Sin embargo, en ciertas circunstancias es posible que se desarrollen fuerzas mayores que éstas, como, por ejemplo, en el caso de barras muy rígidas o debido a la resonancia en el caso de barras sujetas a vibración mecánica. Los experimentos también han demostrado que las reacciones producidas en una estructura no resonante por una corriente alterna en el momento de la aplicación o eliminación de las fuerzas pueden superar las reacciones experimentadas mientras la corriente está fluyendo. Por lo tanto, es aconsejable error del lado de la seguridad y para tener en cuenta todas las contingencias, para lo cual se debe tener en cuenta la fuerza máxima que podría desarrollarse por el valor pico inicial de la corriente de cortocircuito. Se puede considerar que esta fuerza tiene un valor que es el doble del calculado con la fórmula anterior.
La fórmula es estrictamente útil para el conductor de sección transversal circular. Aunque L es una longitud finita de las porciones de conductores que corren paralelas entre sí, pero la fórmula sólo es adecuada cuando se supone que la longitud total de cada conductor es infinita.
En casos prácticos la longitud total del conductor no es infinita. También se tiene en cuenta que, la densidad de flujo cerca de los extremos de conductor conductor de corriente es considerablemente diferente de su porción media.
Por lo tanto, si usamos la fórmula anterior para el conductor corto, la fuerza calculada sería mucho mayor que la real.
Se ve que, este error puede ser eliminado considerablemente si usamos el término,
es el lugar de L/S en la fórmula anterior.
La fórmula se convierte entonces en,
La fórmula, representada por la ecuación (2), da error resultado libre cuando la relación L/S es mayor de 20. Cuando 20 > L/S > 4, la fórmula (3) es adecuada para un resultado libre de errores.
Si L/S < 4, la fórmula (2) es adecuada para un resultado sin errores. Las fórmulas anteriores sólo son aplicables para conductores de sección transversal circular. Pero para conductores de sección transversal rectangular, la fórmula necesita tener algún factor de corrección. Digamos que este factor es K.Por lo tanto, la fórmula anterior se convierte en última instancia,
Aunque el efecto de la forma de la sección transversal del conductor se reduce rápidamente si el espacio entre el director aumenta el valor de K es máximo para las tiras como conductor cuyo espesor es bastante menor que su ancho. K es insignificante cuando la forma de la sección transversal del conductor es perfectamente cuadrada. K es unidad para un conductor de sección transversal perfectamente circular.
