TCVN 7999-1 : 2009 CẦU CHẢY CAO ÁP – PHẦN 1: CẦU CHẢY GIỚI HẠN DÒNG ĐIỆN


TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7999-1 : 2009

CẦU CHẢY CAO ÁP – PHẦN 1: CẦU CHẢY GIỚI HẠN DÒNG ĐIỆN

High-voltage fuses – Part 1: Current-limiting fuses

Lời nói đầu

TCVN 7999-1:2009 thay thế cho TCVN 5767:1993.

TCVN 7999-1:2009 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn IEC 60282-1:2005;

TCVN 7999-1:2009 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ  biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công Nghệ công bố.

 

CẦU CHẢY CAO ÁP – PHẦN 1: CẦU CHẢY GIỚI HẠN DÒNG ĐIỆN

High-voltage fuses – Part 1: Current-limiting fuses

  1. Quy định chung

1.1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các loại cầu chảy cao áp dùng để giới hạn dòng điện, được thiết kế để sử dụng ngoài trời hoặc trong nhà, trên hệ thống điện xoay chiều 50 Hz và 60 Hz và có điện áp danh định lớn hơn 1 000 V.

Một số cầu chảy có ống cầu chảy được trang bị cơ cấu chỉ thị hoặc cơ cấu đập. Các cầu chảy này cũng thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này nhưng hoạt động đúng của cơ cấu đập khi kết hợp với cơ cấu nhả của thiết bị đóng cắt thì không thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này, xem IEC 62271-105.

1.2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Các tài liệu có ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu, các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 6099-1:2007 (IEC 60060-1:1989), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao – Phần 1: Định nghĩa chung và yêu cầu thử nghiệm.

IEC 60071-1:1993, Insulation coordination – Part 1: Definitions, principles and rules (Phối hợp cách điện – Phần 1: Định nghĩa, nguyên lý và quy tắc).

IEC 60085:2004, Electrical insulation – Thermal classification (Cách điện – Phân loại về nhiệt)

IEC 60265-1:1998, High-voltage switches – Part 1: Switches for rated voltades above 1 kV and less than 52 kV (Thiết bị đóng cắt cao áp – Phần 1: Thiết bị đóng cắt dùng cho điện áp danh định từ 1 kV đến 52 kV).

IEC 60549:1976, High-voltage fuses for the external protection of shunt power capacitors (Cầu chảy cao áp dùng để bảo vệ bên ngoài cho tụ điện công suất mắc song song).

IEC 60644:1979, Specification for high-voltage fuse-links for motor circuit applications (Yêu cầu kỹ thuật đối với ống cầu chảy cao áp dùng cho các ứng dụng của mạch động cơ)

IEC 60787:1983, Application guide for the selection of fuse-links of high-voltage fuses for transformer circuit applications (Hướng dẫn áp dụng để chọn ống cầu chảy của cầu chảy cao áp dùng cho các ứng dụng của mạch biến áp)

IEC 62271-105:2002, High-voltage switchgear and controgear – Part 105: Alternating current switch-fuse combination (Thiết bị đóng cắt và điều khiển cao áp – Phần 105: Kết hợp thiết bị đóng cắt-cầu chảy xoay chiều).

ISO 148-2:1998, Metallic materials – Charpy pendulum impact test – Part 2 : Verification of test machines (Vật liệu kim loại – Thử nghiệm va đập con lắc Charpy – Phần 2: Kiểm tra máy thử nghiệm)

ISO 179 (tất cả các phần), Plastics – Determination of Charpy impact properties (Chất dẻo – Xác địch đặc tính va đập Charpy).

  1. Điều kiện vận hành bình thường và đặc biệt

2.1 Điều kiện vận hành bình thường

Cầu chảy phù hợp với tiêu chuẩn này là cầu chảy được thiết kế được sử dụng trong các điều kiện dưới đây:

  1. a) Nhiệt độ không khí xung quanh cao nhất là 40oC nhưng giá trị trung bình của nhiệt độ không khí xung quanh đo thời gian 24 h không vượt quá 35o

Nhiệt độ không khí xung quanh thấp nhất là -25oC.

CHÚ THÍCH 1: Đặc tính thời gian- dòng điện của cầu chảy sẽ thay đổi ở nhiệt độ nhỏ nhất và lớn nhất.

  1. b) Độ cao so với mực nước biển không vượt quá 1 000 m.

CHÚ THÍCH 2: Điện áp danh định và mức cách điện quy định trong tiêu chuẩn này áp dụng cho cầu chảy được thiết kế để sử dụng ở độ cao so với mực nước biển không quá 1 000 m. Muốn sử dụng cầu chảy có kết hợp cách điện ngoài ở độ cao trên 1 000 m so với mực nước biển thì cần dựa vào trong hai thủ tục dưới đây.

  1. a) Điện áp thử nghiệm các bộ phận cách ly trong không khí cần được xác định bằng cách lấy các điện áp thử nghiệm tiêu chuẩn cho trong Bảng 4 và Bảng 5 nhân với hệ số hiệu chỉnh thích hợp cho trong cột (2) của Bảng 1.
  2. b) Có thể chọn cầu chảy có điện áp danh định mà khi nhân với hệ số hiệu chỉnh thích hợp cho trong cột (3) của Bảng 1 thì không thấp hơn điện áp cao nhất của hệ thống.

Với độ cao so với mực nước biển từ 1 000 m đến 1 500 m và từ 1 500 m đến 3 000 m, hệ số hiệu chỉnh có thể được nội suy tuyến tính từ các giá trị trong Bảng 1.

Bảng 1 – Hệ số hiệu chỉnh độ cao so với mực nước biển – Điện áp thử nghiệm và điện áp danh định.

Độ cao lớn nhất so với mực nước biển m (1) Hệ số hiệu chỉnh điện áp thử nghiệm liên quan đến mực nước biển (2) Hệ số hiệu chỉnh điện áp danh định (3)
1 000 1,0 1,0
1 500 1,05 0,95
3 000 1,25 0,80

Khi các đặc tính điện môi giống nhau ở mọi độ cao so với mực nước biển thì không cần có các phòng ngừa đặc biệt.

CHÚ THÍCH 3: Dòng điện danh định hoặc độ tăng nhiệt quy định trong tiêu chuẩn này có thể được hiệu chỉnh theo độ cao so với mực nước biển khi vượt quá 1 000 m bằng cách sử dụng các hệ số hiệu chỉnh thích hợp cho trong Bảng 2, cột (2) và (3) tương ứng. Đối với một ứng dụng bất kỳ, chỉ sử dụng một hệ số hiệu chỉnh lấy từ cột (2) hoặc cột (3) mà không sử dụng cả hai.

Với độ cao so với mực nước biển từ 1 000 m đến 1 500  m và từ 1500 m đến 3 000 , h65 số hiệu chỉnh có thể nội suy tuyến tính từ các giá trị trong Bảng 2.

Bảng 2 – Hệ số hiệu chỉnh độ cao so với mực nước biển – Dòng điện danh định và độ tăng nhiệt.

Độ cao lớn nhất so với mực nước biển m (1) Hệ số hiệu chỉnh dòng điện danh định (2) Hệ số hiệu chỉnh độ tăng nhiệt (3)
1 000 1,0 1,0
1 500 0,99 0,98
3 000 0,96 0,92
  1. c) Không khí xung quang không bị nhiễm bẩn quá mức (hoặc không bình thường) do bụi, khói, do khí, hơi hoặc muối ăn mòn hoặc dễ cháy.
  2. d) đối với hệ thống lắp đặt trong nhà, điều kiện ẩm đang được xem xét nhưng hiện tại, có thể sử dụng các số liệu dưới đây làm hướng dẫn:

– giá trị trung bình của độ ẩm tương đối, trong thời gian 24h, không vượt quá 95 %;

– giá trị trung bình của áp suất hơi nước, trong thời gian 24h, không vượt quá 22 hPa;

– giá trị trung bình của độ ẩm tương đối, trong thời gian một tháng, không vượt quá 90%;

– giá trị trung bình của áp suất hơi nước, trong thời gian một tháng, không vượt quá 18 hPa.

Với các điều kiện này, đôi khi xảy ra ngưng tụ.

CHÚ THÍCH 4: Ngưng tụ có thể xảy ra khi nhiệt độ thay đổi đột ngột trong điều kiện độ ẩm cao.

CHÚ THÍCH 5: Để chịu được các ảnh hưởng của độ ẩm cao và ngưng tụ không thường xuyên, như đánh thủng hoặc ăn mòn các bộ phận kim loại, có thể sử dụng cầu chảy trong nhà được thiết kế ở các điều kiện này nhưng được thử nghiệm tương ứng hoặc sử dụng cầu chảy ngoài trời.

CHÚ THÍCH 6: Có thể ngăn ngừa ngưng tụ bằng thiết kế đặc biệt của tòa nhà hoặc khoang chứa bằng cách tạo thông gió hoặc gia nhiệt thich hợp hoặc sử dụng thiết bị hút ẩm.

  1. e) Rung do các nguyên nhân từ bên ngoài cầu chảy hoặc địa chấn là không đáng kể.

Ngoài ra, đối với hệ thống lắp đặt ngoài trời.

  1. f) Cần tính đến sự xuất hiện của ngưng tụ hoặc mưa và sự thay đổi nhiệt độ đột ngột;
  2. g) áp lực thông gió không vượt quá 700 Pa (tương ứng với tốc độ gió la 234 m/s);
  3. h) bức xạ mặt trời không vượt quá 1,1 kW/m2.

2.2 Điều kiện vận hành khác

Ống cầu chảy được thiết kế để sử dụng ở nhiệt độ xung quanh (xem 3.3.11) lớn hơn 40oC được đề cập trong Phụ lục E của tiêu chuẩn này.

2.3 Điều kiện vận hành đặc biệt

Theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người sử dụng, có thể sử dụng cầu chảy cao áp trong các điều kiện khác với điều kiện vận hành bình thường cho trong 2.1. Bất kỳ điều kiện vận hành đặc biệt nào cũng đều phải tham khảo ý kiến của nhà chế tạo.

2.4 Tác động đến môi trường

Cầu chảy phù hợp với tiêu chuẩn này là các thiết bị trơ trong điều kiện làm việc bình thường. Đây cũng là yêu cầu của 5.1.3, không được phát thải đáng kể ra ngoài. Do đó, chúng được xem là thiết bị an toàn với môi trường trong vận hành và khi tác động.

  1. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các định nghĩa sau đây.

3.1 Đặc tính điện

3.11

Giá trị danh định (rated value)

Giá trị của đại lượng được sử dụng để quy định kỹ thuật, được thiết lập cho tập hợp các điều kiện làm việc quy định của linh kiện, ơ cấu, thiết bị hoặc hệ thống.

[IEV 441-18-35, có sửa đổi].

CHÚ THÍCH: Các ví dụ vể giá trị danh định thường được quy định cho cầu chảy là điện áp, dòng điện và dòng điện cắt.

3.1.2

Thông số đặc trưng (rating)

Tập hợp các giá trị danh định và các điều kiện làm việc.

[IEV 441-18-36]

3.1.3

Dòng điện kỳ vọng (của mạch điện và có liên quan đến cầu chảy) (prospective current (of a circuit and with respect to a fuse)

Dòng điện chạy trong mạch điện nếu như thay cầu chảy bằng một dây dẫn có trở kháng không đáng kể.

[IEV 441-17-01, có sửa đổi].

CHÚ THÍCH: Phương pháp tính và thể hiện và dòng điện kỳ vọng, xem 6.6.21 và 6.6.2.2.

3.1.4

Dòng điện đỉnh kỳ vọng(prospective peak current)

Giá trị đỉnh của dòng điện kỳ vọng trong thời gian xảy ra quá độ ngay sau khi bắt đầu.

CHÚ THÍCH: Định nghĩa này giả thiết rằng dòng điện được tạo thành bởi thiết bị đóng cắt lý tưởng, tức là có quá độ tức thời trở kháng vô cùng đến trở kháng zerô. Đối với mạch điện có dòng điện chạy theo nhiều tuyến khác nhau, ví dụ, mạch điện nhiều pha, giả thiết thêm rằng dòng điện được hình thành đồng thời ở tất cả các cực, ngay cả khi chỉ xem xét dòng điện trong một cực.

[IEV 441-17-02].

3.1.5

Dòng điện cắt kỳ vọng (prospective breaking current)

Dòng điện kỳ vọng tính ở thời điểm bắt đầu quá trình cắt.

[IEV 441-17-06]

CHÚ THÍCH: Đối với cầu chảy, thời điểm này thường được xác định là thời điểm bắt đầu hồ quang trong quá trình cắt. Quy ước liên quan đến thời điểm bắt đầu hồ quang cho trong 6.6.2.3.

3.1.6

Khả năng cắt (breaking capacity)

Giá trị dòng điện kỳ vọng mà một cầu chảy có thể cắt ở điện áp quy định trong điều kiện sử dụng và hoạt động quy định.

[IEV 441-17-08, có sửa đổi].

3.1.7

Dòng điện ngưỡng (cut-off current)

Dòng điện cho chạy qua (let-through current)

Giá trị dòng điện tức thời lớn nhất đạt tới trong thời gian tác động cắt của cầu chảy.

[IEV 441-17-12, có sửa đổi].

CHÚ THÍCH: Khái niệm này đặc biệt quan trọng khi cầu chảy tác động mà chưa đạt đến dòng điện đỉnh kỳ vọng của mạch điện.

3.18

Thời gian trước hồ quang (pre-arcing time)

Thời gian gây chảy (melting time)

Khoảng thời gian từ lúc bắt đầu có dòng điện đủ lớn để gây chảy (các) phần tử chảy đến thời điểm bắt đầu hồ quang.

[IEV 441-18-21]

3.1.9

Thời gian hồ quang (arcing time)

Khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu hồ quang trong một cầu chảy đến thời điểm kết thúc hồ quang trong cầu chảy đó.

[IEV 441-17-37, có sửa đổi]

3.1.10

Thời gian tác động (operating time)

Thời gian hồ quang tổng (total clearing time)

Tổng thời gian trước hồ quang và thời gian hồ quang.

[IEV 441-18-22].

3.1.11

Tích phân Jun (Joule integral)

I2t

Tích phân của bình phương dòng điện trong khoảng thời gian cho trước t0 – t1

[IEV 441-18-23, có sửa đổi].

CHÚ THÍCH 1: I2t trước hồ quang là tích phân I2t trong toàn bộ thời gian trước hồ quang của cầu chảy.

CHÚ THÍCH 2: I2t tác động I2t trong toàn bộ thời gian tác động của cầu chảy.

CHÚ THÍCH 3: Năng lượng tính bằng jun, được giải phóng trên 1 W điện trở trong mạch điện có cầu chảy bảo vệ chính là giá trị I2t tác động, tính bằng A2s.

3.1.12

Thời gian ảo (Virtual time)

Giá trị của tích phân Jun chia cho bình phương giá trị dòng điện kỳ vọng.

CHÚ THÍCH: Giá trị thời gian ảo thường được chỉ ra cho ống cầu chảy là giá trị thời gian trước hồ quang và thời gian tác động.

[IEV 441-18-37, có sửa đổi].

3.1.13

Đặc tính thời gian-dòng điện (time-current characteristic)

Đường cong chỉ ra thời gian, ví dụ thời gian trước hồ quang hoặc thời gian tác động là hàm số của dòng điện kỳ vọng trong các điều kiện làm việc quy định.

[IEV 441-17-13]

3.1.14

Đặc tính (dòng điện) ngưỡng (cut-off (current) characteristic)

Đặc tính (dòng điện) cho chạy qua (let-through (current) characteristic)

Đường cong chỉ ra dòng điện ngưỡng là hàm của dòng điện kỳ vọng trong điều kiện làm việc quy định.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp điện xoay chiều, giá trị dòng điện ngưỡng là giá trị lớn nhất có thể đạt tới cho dù ở mức độ không đối xứng nào. Trong trường hợp điện một chiều, giá trị dòng điện ngưỡng là giá trị lớn nhất đạt được liên quan đến hằng số thời gian quy định.

[IEV 441-17-14]

3.1.15

Điện áp phục hồi (recovery voltage)

Điện áp xuất hiện giữa các đầu nối của cầu chảy sau khi ngắt dòng điện.

CHÚ THÍCH: Điện áp này có thể được xem xét trong hai khoảng thời gian liên tiếp, một là trong khoảng thời gian tồn tại điện áp quá độ, tiếp theo là khoảng thời gian thứ hai chỉ tồn tại điện áp phục hồi tần số công nghiệp tức là điện áp phục hồi ổn định.

[IEV 441-17-25, có sửa đổi].

3.1.16

Điện áp phục hồi quá độ (transient recovery voltage)

TRV

Điện áp phục hồi trong thời gian có đặc tính có quá độ đáng kể

CHÚ THÍCH 1: Điện áp phục hồi quá độ có thể dao động hoặc không dao động hoặc kết hợp cả hai dạng này tùy thuộc vào đặc điểm của mạch điện và cầu chảy. Điện áp phục hồi quá độ bao gồm cả sự dịch chuyển điện áp điểm trung tính của mạch nhiều pha.

CHÚ THÍCH 2: Nếu không có quy định nào khác, điện áp phục hồi trong mạch ba pha là điện áp đặt lên cầu chảy ngắt mạch trước nhất vì điện áp này thường cao hơn các điện áp xuất hiện trên từng cầu chảy trong hai cầu chảy còn lại.

[IEV 441-17-26, có sửa đổi].

3.1.17

Điện áp phục hồi tần số công nghiệp (power-frequency recovery voltage)

Điện áp phục hồi sau khi hiện tượng điện áp quá độ giảm xuống.

[IEV 441-17-27].

3.1.18

Điện áp phục hồi quá độ kỳ vọng (của mạch điện) (prospective trasient recovery voltage (of a circuit))

Điện áp phục hồi quá độ sau khi ngắt dòng điện đối xứng kỳ vọng bằng thiết bị đóng cắt lý tưởng.

CHÚ THÍCH: Định nghĩa này giả thiết rằng cầu chảy, mà cần tìm điện áp phụchồi quá độ kỳ vọng, được thay thế bằng thiết bị đóng cắt lý tưởng, tức là có quá độ tức thời từ trở kháng zero đến trở kháng vô cùng ở chính thời điểm dòng điện zero, tức là ở zero “tự nhiên”. Đối với mạch điện mà dòng điện xoay chiều chạy theo nhiều tuyến, ví dụ mạch điện nhiều pha, định nghĩa này được hiểu việc ngắt dòng điện bằng thiết bị đóng cắt lý tưởng chỉ xảy ra trong cực đang xét.

[IEV 441-17-29, có sửa đổi].

3.1.19

Điện áp đóng cắt (switchting voltage)

Giá trị điện áp tức thời lớn nhất xuất hiện trên các đầu cực của cầu chảy trong thời gian cầu chảy tác động.

CHÚ THÍCH: Điện áp đóng cắt có thể là điện áp hồ quang hoặc có thể xuất hiện trong thời gian điện áp phục hồi quá độ.

[IEV 441-18-31]

3.1.20

Dòng điện cắt nhỏ nhất (minimum breaking current)

Giá trị nhỏ nhất của dòng điện kỳ vọng tại đó ống cầu chảy có khả năng cắt ở điện áp quy định trong các điều kiện sử dụng và hoạt động quy định.

[IEV 441-18-29]

3.1.21

Công suất tiêu tán (của một ống cầu chảy) (power dissipation (of a fuse-link))

Công suất tỏa ra trên một ống cầu chảy mang dòng điện quy định, trong điều kiện sử dụng và điều kiện hoạt động quy định.

[IEV 441-18-38, có sửa đổi].

CHÚ THÍCH: Điều kiện sử dụng và điều kiện hoạt động quy định thường là điều kiện mà giá trị dòng điện hiệu dụng không thay đổi cho đến khi đạt được điều kiện nhiệt độ ổn định.

3.2 Cầu chảy và các bộ phận hợp thành

3.2.1

Cầu chảy (fuse)

Thiết bị mà nhờ nóng chảy một hoặt nhiều phần tử chảy được thiết kế và có kích thước đặc biệt làm hở mạch điện có lắp đặt thiết bị này, làm ngắt dòng điện khi vượt quá giá trị cho trước trong thời gian đủ dài.

Cầu chảy bao gồm toàn bộ các bộ phận tạo thành thiết bị hoàn chỉnh.

[IEV 441-18-01].

3.22

Đầu nối (terminal)

Bộ phận dẫn của cầu chảy dùng để nối điện với mạch điện bên ngoài.

CHÚ THÍCH: Đầu nối có thể phân biệt theo loại mạch điện mà đầu nối thích hợp (ví dụ đầu nối chính, đầu nối đất, v.v…) và theo thiết kế của chúng (ví dụ đầu nối kiểu bắt ren, đầu nối kiểu cắmv.v…) .

3.2.3

Đế cầu chảy, giá lắp đặt cầu chảy (fuse-base; fuse-mount)

Bộ phận cố định của cầu chảy có các tiếp xúc và các đầu nối.

[IEV 441-18-02].

CHÚ THÍCH: Đế cầu chảy gồm có tất cả các phần cần thiết để cách điện (xem Hình 1).

Hình 1- Tên gọi các bộ phận của cầu chảy

3.2.4

Tiếp xúc của đế cầu chảy (fuse-base contact)

Má tiếp xúc của đế cầu chảy được thiết kế để khớp với tiếp xúc của ống cầu chảy (xem Hình 1).

[IEV 441-18-03, có sửa đổi].

3.2.5

Ống cầu chảy (fuse-link)

Bộ phận của cầu chảy (kể cả (các) phần tử chảy) được thiết kế thay thế sau khi cầu chảy tác động (xem Hình 1).

[IEV 441-18-09].

3.2.6

Tiếp xúc của ống cầu chảy (fuse-link contact)

Má tiếp xúc của ống cầu chảy được thiết kế để khớp với tiếp xúc của đế cầu chảy (xem Hình 1).

[IEV 441-18-04, có sửa đổi].

3.2.7

Phần tử chảy (fuse-content)

Bộ phận của ống cầu chảy được thiết kế để chảy dưới tác dụng của dòng điện vượt quá giá trị nhất định trong một thời gian nhất định (xem Hình 1).

[IEV 441-18-08].

3.2.8

Cơ cấu chỉ thị (indicating device/indicator)

Bộ phận của cầu chảy để chỉ ra cầu chảy đã tác động hay chưa (xem Hình 1).

[IEV 441-18-17].

3.2.9

Cơ cấu đập (striker)

Cơ cấu cơ khí tạo thành bộ phận của ống cầu chảy, khi cầu chảy tác động thì cơ cấu này giải phóng năng lượng để làm tác động một khí cụ khác hoặc cơ cấu chỉ thị hoặc để tạo liên động.

[IEV 441-18-18].

3.3 Thuật ngữ bổ sung

3.3.1

Cầu chảy giới hạn dòng điện (current-limit fuse)

Cầu chảy trong quá trình hoạt động và nhờ vào tác động của nó trong dải dòng điện quy định, làm hạn chế dòng điện đến giá trị nhỏ hơn đáng kể so với giá trị đỉnh của dòng điện kỳ vọng.

[IEV 441-18-10, có sửa đổi].

3.3.2

Loại (Classes)

Ba loại cầu chảy giới hạn dòng điện được xác định theo dải sử dụng:

– cầu chảy hỗ trợ bảo vệ

– cầu chảy thông dụng

– cầu chảy toàn dải

Xem 9.3.3.

3.3.3

Cầu chảy hỗ trợ bảo vệ (back-up fuse)

Cầu chảy giới hạn dòng điện, trong các điều kiện sử dụng và hoạt động quy định, có khả năng cắt tất cả các dòng điện từ dòng điện cắt lớn nhất định danh định xuống đến dòng điện cắt nhỏ nhất danh định.

3.3.4

Cầu chảy thông dụng (general-purpose fuse)

Cầu chảy giới hạn dòng điện, trong các điều kiện sử dụng và hoạt động quy định, có khả năng cắt tất cả các dòng điện từ dòng điện cắt lớn nhất danh định xuống đến dòng điện gây chảy phần tử chảy trong 1 h hoặc dài hơn.

3.3.5

Cầu chảy toàn dải (full-range fuse)

Cầu chảy giới hạn dòng điện, trong các điều kiện sử dụng và hoạt động quy định, có khả năng cắt tất cả các dòng điện gây chảy (các) phần tử chảy đạt đến dòng điện cắt lớn nhất danh định của cầu chảy (xem 6.6.1.1, chế độ thử nghiệm 3).

3.3.6

Khoảng cách ly (dùng cho đế cầu chảy) (isolating distance (for a fuse-base))

Khoảng cách ngắn nhất giữa các tiếp xúc của đế cầu chảy hoặc giữa các bộ phận dẫn bất kỳ nối vào đó, được đo trên cầu chảy đã tháo ống cầu chảy.

[IEV 441-18-06, có sửa đổi].

3.3.7

Dãy đồng nhất (của ống cầu chảy) (homogeneous series (of fuse-links))

Dãy ống cầu chảy, giữa chúng chỉ sai lệch nhau ở đặc tính nào đó trong một thử nghiệm cho trước, việc thử nghiệm một hoặc một số (các) ống cầu chảy cụ thể của dãy đó có thể lấy làm kết quả đại diện cho tất cả các ống cầu chảy của dãy đồng nhất (xem 6.6.4.1)

[IEV 441-18-34].

3.3.8

Cách điện bên ngoài (external insulation)

Khoảng cách trong môi trường không khí và các bề mặt tiếp xúc với môi trường không khí của cách điện rắn của thiết bị phải chịu các ứng suất điện môi và các ảnh hưởng của môi trường và các điều kiện bên ngoài như nhiễm bẩn, ẩm ướt, côn trùng, v.v…

3.3.9

Cách điện tự phục hồi (self-retoring insulation)

Cách điện phục hồi hoàn toàn các đặc tính cách điện sau một phóng điện đánh thủng.

[IEV 604-03-04].

3.3.10

Ống cầu chảy có thành phần hữu cơ (organic fuse-link)

Ống cầu chảy có chứa tỷ lệ đáng kể vật liệu hữu cơ (ví dụ vật liệu gốc các bon) có thể là nguyên nhân gây ra dòng điện rò quá mức sau khi cầu chảy tác động. Nếu nhà chế tạo xác định rằng vị trí và lượng vật liệu hữu cơ hoặc vật liệu khác trong thiết kế có thể dẫn đến dòng điện rò quá mức sau khi tác động và đánh thủng thì nhà chế tạo phải gọi là ống cầu chảy “có thành phần hữu cơ”.

3.3.11

Nhiệt độ bao quanh (surrounding temperature)

Nhiệt độ bao quanh là nhiệt độ của chất điện môi khí hoặc lỏng bao quanh ống cầu chảy.

  1. Thông số đặc trưng và đặc tính

4.1 Quy định chung

  1. a) Thông số đặc trưng của đế cầu chảy

1) Điện áp danh định (4.2)

2) Dòng điện danh định (4.5)

3) Mức cách điện danh định (khả năng chịu điện áp tần số công nghiệp, điện áp khô, điện áp ướt và điện áp xung) (4.3)

  1. b) Thông số đặc trưng của ống cầu chảy

1) Điện áp danh định (4.2)

2) Dòng điện danh định (4.6)

3) Dòng điện cắt lớn nhất danh định (4.8.1)

4) Tần số danh định (4.4)

5) Dòng điện cắt nhỏ nhất danh định đối với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ và loại (4.8.2)

6) TRV danh định (4.10)

  1. c) Đặc tính của cầu chảy

1) Giới hạn độ tăng nhiệt (4.7)

  1. d) Đặc tính của ống cầu chảy

1) Loại (3.3.2 và 4.8.2)

2) Điện áp đóng cắt (4.9)

3) Đặc tính thời gian-dòng điện (4.11)

4) Đặc tính ngưỡng (4.12)

5) Đặc tính I2t(4.13)

6) Đặc tính cơ của cơ cấu đập (4.14)

7) Nhiệt độ áp dụng lớn nhất (xem Phụ lục E).

4.2 Điện áp danh định

Điện áp được sử dụng để chọn đế cầu chảy hoặc ống cầu chảy, từ đó xác định các điều kiện thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Điện áp danh định bằng điện áp cao nhất dùng cho thiết bị (xem Điều 8).

Điện áp danh định của cầu chảy được chọn từ các điện áp cho trong Bảng 3.

Bảng 3 – Điện áp danh định

Hệ I

kV

Hệ II

kV

3,6 2,75
7,2 5,5
12 8,25
17,5 15
24 15,5
36 25,8
40,5 38
52 48,3
72,5 72,5

4.3 Mức cách điện danh định (của đế cầu chảy)

Các giá trị điện áp (điện áp tần số công nghiệp và điện áp xung) đặc trưng cho cách điện của đế cầu chảy liên quan đến khả năng chịu ứng suất điện môi của nó (xem Điều 8).

Hai mức chịu thử điện môi được áp dụng cho đế cầu chảy theo thông lệ ở Châu Âu. Hai mức này được gọi là “Danh mục 1” và “Danh mục 2” và liên quan đến các mức áp dụng khắc nghiệt khác nhau và tương ứng với các giá trị khác nhau của điện áp thử nghiệm dùng cho thử nghiệm điện môi (xem 9.3.5).

Mức cách điện danh định của đế cầu chảy được chọn từ Bảng 4 và Bảng 5.

– Bảng 4 dựa trên thông lệ ở Châu Âu và các điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ, áp suất và độ ẩm lần lượt là 20oC, 101,3 kPa và 11 g nước trên 1 m3.

– Bảng 5 dựa trên thông lệ ở Mỹ và Canada với các điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ, áp suất và độ ẩm lần lượt là 25oC, 101,3 kPa và 15 g nước trên 1 m3.

Phải chỉ ra cầu chảy thích hợp để làm việc trong nhà hay ngoài trời.

Bảng 4 – Mức cách điện danh định của đế cầu chảy – Hệ I

Điện áp danh định của cầu chảy kV Khả năng chịu điện áp xung sét danh định (cực âm và cực dương) Khả năng chịu điện áp tần số công nghiệp danh định trong 1 min (khô và ướt) kV (hiệu dụng)
Danh mục 1 kV (đỉnh) Danh mục 2 kV (đỉnh)
Với đất và giữa các cực Qua khoảng cách ly của đế cầu chảy (xem chú thích) Với đất và giữa các cực Qua khoảng cách ly của đế cầu chảy (xem chú thích) Với đất và giữa các cực Qua khoảng cách ly của đế cầu chảy (xem chú thích)
3,6 20 23 40 46 10 12
7,2 40 46 60 70 20 23
12 60 70 75 85 28 32
17,5 75 85 95 110 38 45
24 95 110 125 145 50 60
36 145 165 170 195 70 80
40,5 180 200 190 220 80 95
52 250 290 250 290 95 110
72,5 325 375 325 375 140 160
CHÚ THÍCH: Chỉ quy định mức cách điện qua khoảng cách ly cho đế cầu chảy được ấn định có đặc tính cách ly.

Bảng 5 – Mức cách điện áp danh định của đế cầu chảy – Hệ II

Điện áp danh định của cầu chảy kV Khả năng chịu điện áp xung sét danh định (cực âm và cực dương) kV (giá trị đỉnh) Khả năng chịu điện áp tần số công nghiệp danh định kV (hiệu dụng)
Với đất và giữa các cực Qua khoảng cách ly của đế cầu chảy (xem chú thích) Với đất và giữa các cực Qua khoảng cách ly của đế cầu chảy (xem chú thích)
Trong nhà Ngoài trời Trong nhà Ngoài trời Trong nhà 1 min khô Ngoài trời Trong nhà 1 min khô Ngoài trời
1 min khô 10 s ướt 1 min khô 10 s ướt
2,75 45 50 15 17
4,76 60 70 19 21
8,25 75 95 80 105 26 35 30 29 39 33
15 95 105 36 40
15,5 110 110 125 125 50 50 45 55 55 50
25,8 125 150 140 165 60 70 60 66 77 66
38 150 200 165 220 80 95 80 88 105 88
48,3 250 275 120 100 132 110
72,5 300 385 175 145 195 160
CHÚ THÍCH: Chỉ quy định mức cách điện qua khoảng cách ly cho đế cầu chảy được ấn định có đặc tính cách ly.

4.4 Tần số danh định

Các giá trị tiêu chuẩn của tần số danh định là 50 Hz và 60 Hz.

4.5 Dòng điện danh định của đế cầu chảy

Dòng điện ấn định để một đế cầu chảy sạch, mới khi mang liên tục dòng điện đó mà không bị vượt quá độ tặng nhiệt quy định khi được lắp với ống cầu chảy có cùng dòng điện danh định, được thiết kế để sử dụng với đế cầu chảy cụ thể đó, nối với mạch điện có kích cỡ và chiều dài dây dẫn quy định, ở nhiệt độ không khí xung quanh không lớn hơn 40oC.

Cần chọn dòng điện danh định của đế cầu chảy từ các giá trị dưới đây:

10 A; 25 A; 63 A; 100 A; 200 A; 400 A; 630 A; 1 000 A.

4.6 Dòng điện danh định của ống cầu chảy

Dòng điện ấn định để một ống cầu chảy sạch, mới sẽ mang liên tục mà không bị vượt quá độ tăng nhiệt quy định khi được lắp với đế cầu chảy được quy định bởi nhà chế tạo và nối với mạch điện có kích cỡ và chiều dài dây dẫn quy định, ở nhiệt độ không khí xung quanh không lớn hơn 40 oC (xem Điều 8).

Dòng điện danh định, tính bằng ampe của ống cầu chảy cần chọn từ dãy R10. Đối với các trường hợp đặc biệt, có thể chọn các giá trị bổ sung đối với dòng điện danh định từ dãy R20.

CHÚ THÍCH: Dãy R10 gồm các con số: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8  và bội của chúng với 10.

Dãy 20 gồm các con số: 1; 1,12; 1,25; 1,40; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1; 8; 9 và bội của chúng với 10.

4.7 Giới hạn độ tăng nhiệt

Ống cầu chảy và đế cầu chảy phải có khả năng mang dòng danh định của chúng liên tục mà không bị vượt quá giới hạn độ tăng nhiệt cho trong Bảng 6 và không bị hỏng.

CHÚ THÍCH: Đối với cầu chảy được sử dụng trong hộp, xem 6.5.3, 9.3.2 và Phụ lục F.

Trường hợp các bề mặt tiếp xúc gài vào nhau có lớp phủ khác nhau thì nhiệt độ và độ tăng nhiệt cho phép phải như sau:

  1. a) đối với các tiếp xúc và đầu nối xiết bằng bu lông, nhiệt độ và độ tăng nhiệt của thành phần này có giá trị lớn nhất cho phép trong Bảng 6;
  2. b) đối với các tiếp xúc có lò xo nén, nhiệt độ và độ tăng nhiệt thấp nhất cho phép đối với thành phần này được cho trong Bảng 6.

Bảng 6 – Giới hạn nhiệt độ và độ tăng nhiệt cho phép đối với các thành phần và vật liệu

Thành phần hoặc vật liệu Giá trị lớn nhất của
Nhiệt độ oC Độ tăng nhiệt  oC
A Tiếp xúc trong không khí
1) Tiếp xúc có lò xo nén (đồng hoặc hợp kim đồng)
– để trần 75 35
– mạ bạc hoặc niken 105 65
– mạ thiếc 95 55
– các lớp mạ kháca
2 Tiếp xúc xiết bằng bu lông hoặc tương đương (đồng, hợp kim đồng và hợp kim nhôm)
– để trần 90 50
– mạ bạc hoặc niken 105 65
– mạ thiếc 115 75
– các lớp mạ kháca
B Tiếp xúc đặt trong dầu (đồng hoặc hợp kim đồng):
1) Tiếp xúc có lò xo nén
– để trần 80 40
– mạ bạc, thiếc hoặc niken 90 50
– các lớp mạ kháca
2) Tiếp xúc xiết bằng bu lông
– để trần 80 40
– mạ bạc, thiếc hoặc niken 100 60
– các lớp mạ kháca
C Đầu nối xiết bằng bu lông trong không khí:
– để trần 90 50
– mạ bạc, thiếc hoặc niken 105 65
– các lớp mạ kháca
D Các phần kim loại đóng vai trò như lò xob
E Vật liệu được dùng làm cách điện và phần kim loại tiếp xúc với cách điện có các cấp dưới đây c:
Cấp Y (đối với vật liệu không được ngâm tẩm) 90 50
Cấp A (đối với vật liệu được ngâm trong dầu) 100 60
Cấp E 120 80
Cấp B 130 90
Cấp F 155 115
Men: gốc dầu 100 60
chất tổng hợp 120 80
Cấp H 180 140
Các cấp khác d
F Dầu e,f 90 50
G Phần kim loại bất kỳ hoặc vật liệu cách điện tiếp xúc với dầu trừ các tiếp xúc và lò xo 100 60
a Nếu nhà chế tạo sử dụng lớp mạ khác với lớp mạ được chỉ ra trong Bảng thì cần tính đến các đặc tính của các vật liệu này.

b Nhiệt độ hoặc độ tăng nhiệt không đạt đến giá trị làm mất tính đàn hồi của vật liệu.

c Các cấp theo IEC 60085.

d Chỉ giới hạn khi có yêu cầu không được gây bất kỳ hư hại nào cho các bộ phận xung quanh.

e Ở phần trên của dầu.

f Cần lưu ý đặc biệt đến sự hóa hơi và oxy hóa khi sử dụng dầu có điểm chớp cháy thấp.

4.8 Khả năng cắt danh định

4.8.1 Dòng điện cắt lớn nhất danh định

Giá trị của khả năng cắt được quy định cho cầu chảy.

Dòng điện cắt lớn nhất danh định, tính bằng kA của ống cầu chảy cần chọn từ dãy R10.

CHÚ THÍCH: Dãy R10 gồm có các con số: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8  và bội của chúng với 10.

4.8.2 Dòng điện cắt nhỏ nhất danh định và loại

Nhà chế tạo phải chỉ ra loại (xem 3.3.2) và đối với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ, phải chỉ ra dòng điện cắt nhỏ nhất. Trong trường hợp cầu chảy thông dụng cũng có thể phải chỉ ra dòng điện cắt nhỏ nhất.

4.9 Giới hạn của điện áp đóng cắt

Giá trị điện áp đóng cắt trong quá trình tác động ở tất cả các chế độ thử nghiệm không được vượt quá các giá trị cho trong Bảng 7 và Bảng 8.

Khi có yêu cầu, nhà chế tạo phải chỉ ra giá trị lớn nhất của điện áp lớn nhất khi xác định các thử nghiệm cắt (xem 6.6).

Bảng 7 – Điện áp đóng cắt cho phép lớn nhất

Hệ I Hệ II
Điện áp danh định kV Điện áp đóng cắt lớn nhất kV Điện áp danh định kV Điện áp đóng cắt lớn nhất kV
3,6 12 2,75 8
7,2 23 5,5 18
12 38 8,25 26
17,5 55 15 47
24 75 15,5 49
36 112 22 70
40,5 126 25,8 81
52 162 27 84
72,5 226 38 119
48,3 150
72,5 226

Bảng 8 – Điện áp đóng cắt cho phép lớn nhất đối với một số ống cầu chảy nhất định có dòng điện nhỏ

Hệ I

đến và bằng 3,2 A

Hệ II

đến và bằng 12 A

Điện áp danh định kV Điện áp đóng cắt lớn nhất kVa,b Điện áp danh định kV Điện áp đóng cắt lớn nhất kVb
3,6 26 2,75 13
7,2 36 5,5 25
12 50 8,25 38
17,5 63 15 68
24 85 15,5 70
36 120 22 đến 25,8 117
27 123
38 173
a Đối với thiết bị có điện áp danh định thuộc hệ I, điện áp đóng cắt quy định trong Bảng 8 chỉ được phép đối với điện áp chịu xung sét danh định kết hợp của danh mục 2 (xem 4.3).

b Giá trị điện áp đóng cắt có thể vượt quá giới hạn cho trong Bảng 7 trong thời gian không quá 200 ms nhưng không được vượt quá giới hạn nêu trong Bảng 8 (xem Hình 11).

 

Chú giải

OA Hành trình tự do – không quy định đầu ra năng lượng

AB Hành trình đi tiếp, trong quá trình đó phải truyền năng lượng va đập

OB Hành trình thực tế nhỏ nhất

OC Hành trình thực tế lớn nhất

CB Hành trình trở về lớn nhất cho phép khi chịu lực (nếu thuộc đối tượng áp dụng)

Hình 10 – Các giai đoạn khác nhau của cơ cấu đập.

Chú giải

a Đường cong điện áp đóng cắt

b Giới hạn điện áp đóng cắt – Bảng 7

c Giới hạn điện áp đóng cắt – Bảng 8

d £ 200 ms

Hình 11 – Điện áp đóng cắt cho phép đối với ống cầu chảy dòng điện nhỏ (Bảng 8)

4.10 Điện áp phục hồi quá độ danh định (TRV danh định)

4.10.1 Yêu cầu chung

Điện áp phục hồi quá độ danh định liên quan đến dòng điện cắt lớn nhất danh định (theo 4.8) là điện áp chuẩn tạo nên giới hạn trên của điện áp phục hồi quá độ kỳ vọng của mạch điện mà cầu chảy phải có khả năng cắt khi có ngắn mạch.

Giá trị tiêu chuẩn của TRV danh định được quy định trong Bảng 9 và Bảng 10. Các giá trị này áp dụng cho dòng điện cắt lớn nhất danh định của cầu chảy.

Bảng 9 – Giá trị tiêu chuẩn của TRV danh định – Hệ I

Điện áp danh định Tham số cơ bản Giá trị thu được
Điện áp đỉnh Thời gian phối hợp Thời gian trễ a Điện áp phối hợp b Thời gian phối hợp Tốc độ tăng
Ur Uc t3 td u’ t’ uc/t3
kV kV ms ms kV ms kV/ms
3,6 6,2 40 6 2,06 19,4 0,154
7,2 12,4 52 7,8 4,1 25 0,238
12 20,6 60 9 6,9 29 0,345
17,5 30 72 10,8 10 35 0,415
24 41 88 13,2 13,8 42,5 0,47
36 62 108 16,2 20,6 52 0,57
40,5 69 115 17,2 23 55,5 0,60
52 89 132 6,6 29,5 51 0,68
72,5 124 168 8,4 41,5 64 0,74
uc=1,4 x 1,5 x Ur

b u’=1/3 uc

Đối với Ur< 52 kV

a td = 0,15 t3

c t’= (0,15 + 1/3) t3

Đối với Ut ³ 52 kV

a td = 0,05 t3

c t’= (0,05 + 1/3) t3

Bảng 10 – Giá trị tiêu chuẩn của TRV danh định – Hệ II

Điện áp danh định Tham số cơ bản Giá trị thu được
Điện áp đỉnh Thời gian phối hợp Thời gian trễ a Điện áp phối hợp b Thời gian phối hợp c Tốc độ tăng
Ur Uc t3 td u’ t’ uc/t3
kV kV ms ms kV ms kV/ms
2,75 4,7 37 5,5 1,6 18,1 0,127
5,5 9,4 46 6,9 3,1 22,2 0,204
8,25 14,4 54 8,1 4,8 26,1 0,266
15 25,7 66 9,9 8,6 32,0 0,390
15,5 26,6 67 10,0 8,8 32,2 0,400
25,8 44 91 13,6 14,7 44,0 0,48
38 65 111 16,6 21,7 53,6 0,58
48,3 83 127 19,0 27,6 61,2 0,65
72,5 124 168 8,4 41,5 64 0,74
uc=1,4 x 1,5 x Ut

b u’=1/3 uc

Đối với Ur ≤ 48,3 kV

a td = 0,15 t3

c t’= (0,15 + 1/3) t3

Đối với Ur > 48,3 kV

a td = 0,05 t3

c t’= (0,05 + 1/3) t3

Giá trị cho trong các Bảng là giá trị kỳ vọng và có tính đến suy giảm điện áp phục hồi. Trong trường hợp hệ thống một pha hoặc cầu chảy được sử dụng trong hệ thống lắp đặt có các điều kiện khắc nghiệt hơn thì các giá trị này phải có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người sử dụng.

Điện áp phục hồi quá độ danh định ứng với dòng điện cắt lớn nhất danh định được sử dụng để thử nghiệm ở dòng điện cắt bằng với giá trị danh định với dung sai nêu trong 6.6.1.2.2. Để kiểm tra ở dòng điện cắt bằng giá trị danh định, quy định các giá trị điện áp phục hồi quá độ khác (xem 6.6.1.2.3).

4.10.2 Thể hiện TRV

Dạng sóng của điện áp phục hồi quá độ thay đổi theo bố trí mạch điện thực tế.

Đối với cầu chảy thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này, điện áp phục hồi quá độ xấp xỉ dao động tần số đơn lẻ có làm nhụt. Dạng sóng này được mô tả tương xứng bằng đường bao có hai đoạn thẳng được xác định bằng hai tham số (đường chuẩn) (xem Phụ lục A).

Ảnh hưởng của điện dung cục bộ ở phía nguồn của cầu chảy làm cho tốc độ tăng điện áp chậm hơn ở vài micrô giây ban đầu của TRV. Điều này được tính đến bằng việc đưa vào thời gian trễ.

Thể hiện này áp dụng cho cả điện áp phục hồi quá độ danh định và điện áp phục hồi quá độ khác được thể hiện bằng đường chuẩn hai tham số và đường trễ.

4.10.3 Thể hiện TRV danh định

Các tham số dưới đây được sử dụng để thể hiện TRV danh định (xem Hình 8):

– uc: điện áp đỉnh TRV tính bằng kilôvôn;

– t3: thời gian, tính bằng micrô giây để đạt tới điện áp uc.

Đường trễ bắt đầu từ trục thời gian ở thời gian trễ danh định td chạy song song với đoạn thứ nhất của đường chuẩn và kết thúc ở điện áp quy định u’ (thời gian phối hợp t’).

 

Hình 8 – Thể hiện TRV quy định bằng đường chuẩn hai tham số và đường trễ.

4.11 Đặc tính thời gian-dòng điện

Đặc tính thời gian-dòng điện của ống cầu chảy dựa vào việc cho dòng điện chạy qua ống cầu chảy mới và chưa mang tải được lắp vào đế cầu chảy do nhà chế tạo quy định và nối với mạch điện thử nghiệm có kích cỡ và chiều dài dây dẫn quy định trong 6.5.1.2.

Trừ khi có quy định khác, đặc tính thời gian-dòng điện phải được giả thiết là áp dụng ở nhiệt độ không khí xung quanh là 20oC.

Nhà chế tạo phải sẵn sàng cung cấp các đường cong từ các dữ liệu được xác định bằng các thử nghiệm điển hình về đặc tính thời gian-dòng điện quy định trong 6.7.2.

Đặc tính thời gian-dòng điện phải được thể hiện với dòng điện là trục hoành và thời gian là trục tung.

Phải sử dụng thang logarit ở cả hai trục. Cơ cấu của thang logarit (các kích thước của một đềcát) phải là tỷ lệ 2 : 1 với kích thước dài hơn trên trục hoành. Tuy nhiên, vì thông lệ được thiết lập từ lâu của Mỹ, tỷ lệ 1 : 1 (5,6 cm) được xem như một chuẩn thay thế.

Việc thể hiện này phải được thực hiện trên giấy tiêu chuẩn khổ A3 hoặc A4, hoặc theo tiêu chuẩn Mỹ.

Kích thước của các đềcát phải được chọn từ dãy dưới đây:

2 cm; 4 cm; 8 cm; 16 cm; 2,8 cm; 5,6 cm; 11,2 cm.

CHÚ THÍCH: Khi có thể, nên sử dụng các giá trị 2,8 và 5,6.

Các đường cong phải chỉ ra:

– mối quan hệ giữa thời gian trước hồ quang ảo và dòng điện kỳ vọng;

– dòng điện cơ sở là trung bình hoặc tối thiểu. Nếu sử dụng giá trị dòng điện trung bình thì dung sai không được vượt quá ± 20 %. Nếu sử dụng giá trị tối thiểu thì dung sai không được vượt quá + 50%.

– loại và thông số đặc trưng của ống cầu chảy mà dữ liệu của đường cong áp dụng;

– dải thời gian như quy định trong 6.7.2.2. Với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ, đường chấm chấm phải được vẽ từ dòng điện cắt nhỏ nhất đến 600 s nếu dòng điện cắt nhỏ nhất tương ứng với thời gian nhỏ hơn 600 s.

Để phối hợp giữa các cầu chảy hoặc giữa các cầu chảy với thiết bị bảo vệ khác, đặc tính thời gian-dòng điện liên quan có thể được sử dụng trong thời gian giảm đến 0,1 s.

Trong trường hợp các mức sự cố cao hơn làm cho cầu chảy tác động trong thời gian nhỏ hơn 0,1 s thì có thể sử dụng các dữ liệu I2t trước hồ quang và dữ liệu I2t tác động liên quan (xem chú thích 1 và 2 của 3.1.11).

4.12 Đặc tính ngưỡng

Nhà chế tạo phải chỉ ra giới hạn trên của dòng điện ngưỡng ứng với từng giá trị từ dòng điện cắt kỳ vọng cho đến dòng điện cắt lớn nhất danh định của cầu chảy trong các điều kiện quy định được coi như một phần của thử nghiệm cắt điển hình quy định trong 6.6.

Phải quy định đặc tính áp dụng ở 50 Hz hay 60 Hz.

4.13 Đặc tính I2t

Nhà chế tạo phải làm sẵn các giá trị I2t tác động và I2t trước hồ quang dùng cho các dòng điện kỳ vọng này mà trong phạm vi đó cầu chảy biểu thị đặc tính ngưỡng.

Giá trị được quy định cho I2t tác động phải thể hiện giá trị lớn nhất có khả năng xảy ra trong khi làm việc. Các giá trị này liên quan đến các điều kiện thử nghiệm của tiêu chuẩn này, ví dụ, giá trị điện áp, tần số về hệ số công suất.

Biểu diễn các giá trị I2t có thể ở dạng bảng biểu đơn giản hoặc dạng biểu đồ (ví dụ, đồ thị) hoặc có thể sử dụng biểu diễn bằng đồ thị với dòng điện kỳ vọng là trục hoành và I2t là trục tung, cả hai thang là logarit với các kích thước ưu tiên như trong 4.12.

Giá trị I2t được xác định là một phần của thử nghiệm cắt điển hình quy định trong 6.6 không được lớn hơn (đối với I2t tác động) hoặc không được nhỏ hơn (đối với I2t trước hồ quang) giá trị do nhà chế tạo quy định.

4.14 Đặc tính cơ của cơ cấu đập

Cơ cấu đập có thể được phân loại theo lượng năng lượng mà chúng có khả năng truyền đến thiết bị đóng cắt cơ khí hoặc cơ cấu tạo tín hiệu giữa hai điểm A và B (xem Hình 10) trên hành trình của nó và phân loại theo khả năng chịu lực tối thiểu. Khả năng chịu lực là đặc tính ngăn ngừa hành trình trở về của cơ cấu đập sau khi tác động nhỏ hơn hành trình thực OB tối thiểu khi đặt lực tĩnh bên ngoài.

Đặc tính cơ của cơ cấu đập được cho trong Bảng 11.

Bảng 11 – Đặc tính cơ của cơ cấu đập

Loại Đặc tính cơ
Năng lượng Giá trị của Hành trình thực Khả năng chịu lực tối thiểu Thời gian tối đa của hành trình b
Hành trình tự do (OA) a Hành trình đi tiếp trong đó năng lượng được giải phóng (AB) a Tối thiểu (OB) a Tối đa (OC) a
J mm mm mm mm N Màng sơn
Nhẹ 0,3 ± 0,25 2 8 10 30 Không áp dụng 50
Trung bình 1 ± 0,5 4 16 20 40 20 50
Nặng 2 ± 1 4 6 10 16 40 50
a Xem Hình 10.

b Thời gian của hành trình được xác định là thời gian từ lúc bắt đầu hồ quang đến thời gian khi đạt được hành trình OB. Yêu cầu thêm 50 ms chịu hồ quan (4.15.2) để đảm bảo thời gian thao tác đóng cắt.

4.15 Yêu cầu riêng đối với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ được thiết kế để sử dụng trong tổ hợp thiết bị đóng cắt-cầu chảy theo IEC 62271-105

4.15.1 Yêu cầu chung

Với các ứng dụng này, cần đảm bảo rằng:

  1. a) khi được lắp đặt trong môi trường làm việc của cầu chảy thì cầu chảy phải có khả năng chịu được dòng điện thấp hơn dòng điện cắt nhỏ nhất trong giai đoạn trước hồ quang (tức là ngay trước cầu chảy đứt) mà cầu chảy hoặc môi trường bao quanh không bị hư hại vì nhiệt;
  2. b) thời gian chịu hồ quang nhưng không bị hư hại ở dòng điện chỉ vừa thấp hơn dòng điện cắt nhỏ nhất của cầu chảy phải dài hơn so với thời gian nhả của thiết bị đóng cắt lắp cùng.

4.15.2 Nhiệt độ lớn nhất của thân cầu chảy trong điều kiện trước hồ quang

Đối với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ được thiết kế để sử dụng với tổ hợp cầu chảy-thiết bị đóng cắt có liên kết đập-nhả kết hợp theo IEC 62271-105, nhà chế tạo cầu chảy phải xác định nhiệt độ lớn nhất của thân cầu chảy có thể đạt đến ở bất kỳ dòng điện lớn hơn dòng điện gây chảy nhỏ nhất và giá trị dòng điện tương ứng.

Quy trình xác định các giá trị nhiệt độ và dòng điện này được cho trong 7.6.2. Trong trường hợp dãy đồng nhất, thực hiện thử nghiệm trên cầu chảy có dòng điện cao nhất là đủ.

4.15.3 Thời gian lớn nhất chịu hồ quang

Thời gian lớn nhất chịu hồ quang là thời gian từ lúc bắt đầu hồ quang đến khi xuất hiện hư hại bên ngoài cầu chảy. Nhà chế tạo cầu chảy đưa ra thông tin liên quan đến thời gian lớn nhất chịu hồ quang, ở giá trị dòng điện từ 70 % đến 100 % dòng điện cắt nhỏ nhất danh định.

Thời gian này ít nhất phải là 0,1 s. Quy trình thử nghiệm được mô tả trong 7.6.3.

  1. Thiết kế, kết cấu và tính năng

5.1 Yêu cầu chung liên quan đến hoạt động của cầu chảy

5.1.1 Yêu cầu chung

Khi được sử dụng trong hệ thống có điện áp làm việc nhỏ hơn điện áp danh định của cầu chảy, dòng điện cắt lớn nhất không được nhỏ hơn dòng điện cắt lớn nhất danh định.

Không nên sử dụng cầu chảy giới hạn dòng điện trong hệ thống có điện áp nhỏ hơn điện áp danh định của nó mà không quan tâm đến điện áp dòng cắt tạo ra do cầu chảy trong khi tác động có liên quan đến mức cách điện.

Không có thử nghiệm nào được quy định để chứng tỏ tính năng của cầu chảy trong tải dòng điện thấp hơn dải quy định trong thử nghiệm cắt của 6.6 liên quan đến khả năng chịu dòng điện của cầu chảy ở tất cả phối hợp có thể có của thời gian-dòng điện mà không bị suy giảm chất lượng dẫn đến tác động sớm hoặc hỏng hóc (xem Điều 8).

5.1.2 Điều kiện sử dụng tiêu chuẩn

Cầu chảy phải có khả năng cắt chính xác ở bất kỳ giá trị nào của dòng điện kỳ vọng, không quan tâm đến thành phần một chiều có thể có, với điều kiện là:

– thành phần xoay chiều không nhỏ hơn dòng điện cắt  nhỏ nhất danh định và không lớn hơn dòng điện cắt lớn nhất danh định.

– điện áp phục hồi tần số công nghiệp không lớn hơn điện áp qui định trong bảng 13 (đối với các điều kiện đặc biệt, xem 9.3.4);

– điện áp phục hồi quá độ kỳ vọng nằm trong các giới hạn được thể hiện bằng các thử nghiệm quy định trong 6.6.1.2.

– tần số từ 48 Hz đến 62 Hz.

– hệ số công suất không nhỏ hơn hệ số được thể hiện bằng thử nghiệm quy định trong Bảng 13;

– sóng TRV kỳ vọng, khi đi qua đường trễ và không cắt lại nó, không vượt quá đường chuẩn có các  tham số quy định trong 6.6.1.2.

CHÚ THÍCH: Liên quan đến đặc tính TRV kỳ vọng, thời gian phối hợp t3 là không đáng kể đối với tác động của cầu chảy (trừ đối với cầu chảy gây ra các giá trị đỉnh của điện áp hồ quang cao ngay sau khi bắt đầu hồ quang; xem  6.6.1.2.2).

5.1.3 Điều kiện tác động tiêu chuẩn

Theo các điều kiện sử dụng được chỉ ra trong 5.1.2, tác động của cầu chảy phải như dưới đây:

  1. a) Ống cầu chảy đổ đầy bột không được phát ra ngọn lửa hoặc bắn tóe bột, cho phép phát ra ngọn lửa nhỏ từ cơ cấu đập hoặc cơ cấu chỉ thị với điều kiện là không gây đánh thủng hoặc rò điện đáng kể xuống đất.
  2. b) Sau khi cầu chảy tác động, các thành phần của cầu chảy, phải ở trạng thái ban đầu, trừ các thành phần được thiết kế để thay thế sau mỗi lần tác động. Phải tháo được ống cầu chảy còn nguyên ống sau khi tác động.
  3. c) Khi ống cầu chảy có cơ cấu chỉ thị hoặc cơ cấu đập

1) cơ cấu chỉ thị không cần đáp ứng các yêu cầu riêng nhưng phải hoạt động theo cách nhìn thấy được và hoạt động hoàn toàn;

2) cơ cấu đập phải phù hợp với các yêu cầu quy định trong 4.14 và phải hoạt động hoàn toàn.

  1. d) Việc tác động không được tạo ra điện áp đóng cắt lớn hơn giá trị quy định trong 4.9.
  2. e) Giá trị dòng điện ngưỡng ứng với từng giá trị dòng điện cắt kỳ vọng không được vượt quá giá trị ứng với đặc tính ngưỡng mà nhà chế tạo đưa ra.
  3. f) Sau khi tác động, cầu chảy phải chịu được điện áp phục hồi tần số công nghiệp đặt lên các đầu nối của nó.

5.2 Nhãn nhận biết

Nhãn nhận biết, phải ghi theo cách không xóa được trên ống cầu chảy và đế cầu chảy, được cho dưới đây:

CHÚ THÍCH: Nếu kích thước của ống cầu chảy quá nhỏ không thể đưa vào nhãn này các nội dung dưới đây thì có thể chấp nhận phương pháp khác thay thế.

Trong mọi trường hợp, con số thể hiện thông số đặc trưng phải ghi sau ký hiệu đơn vị mà chúng được biểu thị.

  1. a) Trên đế cầu chảy

– tên nhà chế tạo hoặc thương hiệu;

– điện áp danh định;

– dòng điện danh định.

  1. b) Trên ống cầu chảy

– tên nhà chế tạo hoặc thương hiệu;

– kiểu thiết kế của nhà chế tạo;

– điện áp danh định;

– dòng điện danh định.

– dòng điện cắt lớn nhất danh định;

– loại (hỗ trợ bảo vệ, thông dụng, toàn dải);

– dòng điện cắt nhỏ nhất danh định (chỉ đối với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ)

– nhiệt độ áp dụng lớn nhất (đối với cầu chảy được thiết kế để sử dụng ở nhiệt độ xung quanh lớn hơn 40 oC được thử nghiệm theo Phụ lục E);

– loại cơ cấu đập (nhẹ, trung bình hoặc nặng), nếu có;

– vị trí của cơ cấu đập (nếu thuộc đối tượng áp dụng).

Cũng phải chỉ ra trên cả ống cầu chảy và đế cầu chảy, khi thuộc đối tượng áp dụng, nếu chúng được thiết kế để làm việc ngoài trời, hoặc sử dụng trong dầu, trừ khi thông tin này có trong kiểu thiết kế hoặc mã nhận biết.

5.3 Kích thước

Phụ lục D tập hợp và phân loại kiểu và kích thước được quy định trong các tiêu chuẩn quốc gia hiện hành khác nhau.

  1. Thử nghiệm điển hình

6.1 Điều kiện thực hiện thử nghiệm

Thử nghiệm điển hình được thực hiện để kiểm tra kiểu hoặc thiết kế cụ thể của cầu chảy đáp ứng các đặc tính quy định và hoạt động thỏa đáng trong điều kiện tác động bình thường hoặc trong các điều kiện quy định đặc biệt. Thử nghiệm đặc biệt trên các mẫu để kiểm tra các đặc tính quy định của tất cả các cầu chảy có cùng một kiểu.

Chỉ lặp lại các thử nghiệm này khi thay đổi thiết kế theo cách có thể làm thay đổi tính năng.

Các thử nghiệm thực hiện trên các ống cầu chảy có lắp cơ cấu đập thì cũng có hiệu lực cho các ống cầu chảy không lắp cơ cấu đập.

Để thử nghiệm được thuận tiện và có tham khảo trước nhà chế tạo, các giá trị được quy định cho thử nghiệm, đặc biệt là dung sai, có thể được thay đổi để tạo ra điều kiện thử nghiệm khắc nghiệt hơn. Trong trường hợp không quy định dung sai, phải tiến hành thử nghiệm điển hình ở các giá trị khắc nghiệt không kém các giá trị quy định, các giới hạn cao hơn cần tham khảo nhà chế tạo.

Về nguyên tắc, thử nghiệm được quy định trong tiêu chuẩn này là các thử nghiệm điển hình nhưng không đưa ra phương pháp lấy mẫu đối với thử nghiệm chấp nhận.

Nếu người sử dụng muốn thực hiện các thử nghiệm chấp nhận thì các thử nghiệm này phải được chọn từ các thử nghiệm điển hình, sau khi có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

Trong trường hợp thử nghiệm được thực hiện trên cầu chảy mà báo cáo thử nghiệm điển hình đã được chấp nhận thì trách nhiệm của nhà chế tạo với người sử dụng chỉ giới hạn ở các giá trị ít nặng nề nhất trong số các giá trị quy định mà không giới hạn ở các giá trị đã đạt được trong khi thử nghiệm điển hình. Ví dụ, mặc dù thử nghiệm cắt có thể được thực hiện ở 103 % điện áp phục hồi tần số công nghiệp quy định nhưng nhà chế tạo không chịu trách nhiệm về mọi con số có tính năng vượt quá 100 % điện áp phục hồi tần số công nghiệp quy định.

6.2 Danh mục thử nghiệm điển hình

Thử nghiệm điển hình cần tiến hành khi hoàn thiện thiết kế sau khi thay đổi thiết kế làm ảnh hưởng đến tính năng bao gồm như sau:

– thử nghiệm điện môi (chỉ đối với đế cầu chảy);

– thử nghiệm độ tăng nhiệt và đo công suất tiêu tán;

– thử nghiệm cắt;

– thử nghiệm đặc tính thời gian-dòng điện;

– thử nghiệm cơ cấu đập.

6.3 Thông lệ thử nghiệm chung cho tất cả các thử nghiệm điển hình

6.3.1 Yêu cầu chung

Kết quả của tất cả các thử nghiệm điển hình phải được ghi lại trong báo cáo thử nghiệm điển hình, bao gồm dữ liệu cần thiết để chứng tỏ sự phù hợp với tiêu chuẩn này.

Dưới đây là những thông lệ thử nghiệm chung, trừ khi có quy định khác.

6.3.2 Điều kiện của thiết bị cần thử nghiệm

Thiết bị phải mới, sạch và ở tình trạng tốt. Trước khi thực hiện, trừ thử nghiệm điện môi và thử nghiệm kín dầu, phải đo điện trở của từng ống cầu chảy ở dòng điện không quá 10 % dòng điện danh định. Giá trị điện trở phải được ghi lại cùng với nhiệt độ không khí xung quanh khi tiến hành phép đo.

6.3.3 Lắp đặt cầu chảy

Cầu chảy cần thử nghiệm phải được lắp trên kết cấu kim loại nối đất cứng vững ở tư thế vận hành bình thường mà nó được thiết kế.

Trừ khi có quy định khác, việc đấu nối phải có vị trí sao cho không làm giảm khe hở không khí bình thường.

6.4 Thử nghiệm điện môi

6.4.1 Thông lệ thử nghiệm

Các thông lệ thử nghiệm điện môi phải như quy định trong 6.3 và như dưới đây.

CHÚ THÍCH: Không thể thử nghiệm ống cầu chảy như một cơ cấu riêng lẻ ở tình trạng còn nguyên vẹn cũng như đã tác động.

6.4.1.1 Lắp đặt

Đối với cầu chảy có bố trí nhiều cực và khi khoảng cách giữa các cực không cố định do kết cấu của chúng để thử nghiệm, cần tạo khoảng cách nhỏ nhất giữa các cực như nhà chế tạo quy định.

6.4.1.2 Đấu nối điện

Việc đấu nối điện phải được thực hiện bằng dây dẫn trần nối với từng đầu nối. Các dây dẫn này phải nhô ra khỏi đầu nối của cầu chảy theo đường thẳng, về căn bản song song với ống cầu chảy để có chiều dài không được đỡ tối thiểu bằng khoảng cách ly của cầu chảy.

6.4.2 Đặt điện áp thử nghiệm trong thử nghiệm xung và thử nghiệm tần số công nghiệp

Điện áp thử nghiệm quy định trong Bảng 4 và Bảng 5 đối với cầu chảy cần thử nghiệm phải được đặt lần lượt, với đầu ra máy phát xung và một điểm của nguồn tần số công nghiệp nối với đất:

  1. a) Giữa các đầu nối và tất cả các bộ phận kim loại nối đất:

1) với cầu chảy có sẵn ống cầu chảy để vận hành;

2) với ống cầu chảy được tháo ra.

CHÚ THÍCH 1: Đối với cầu chảy có bố trí nhiều cực:

  • giữa tất cả các bộ phận mang điện của các cực nối với nhau và các bộ phận kim loại có thể nối đất;
  • giữa các đầu nối của từng cực và các bộ phận kim loại có thể nối đất trong khi tất cả các bộ phận mang điện của các cực khác được nối với bộ phận kim loại có thể nối đất.
  1. b) Giữa các đầu nối: các thử nghiệm này chỉ thực hiện cho đế cầu chảy.

Các bộ phận kim loại có thể nối đất phải được nối với đất nếu đặc tính cách điện không được ấn định cho cầu chảy. Nếu có ấn định các đặc tính cách điện cho cầu chảy thì các bộ phận kim loại có thể nối đất phải được cách ly với đất hoặc nối với điểm giữa của nguồn.

CHÚ THÍCH 2: Đối với cầu chảy có bố trí nhiều cực, cần nối các đầu nối ở một phía với nhau và các đầu nối ở phía đối diện cũng được nối với nhau.

6.4.3 Điều kiện khí quyển trong quá trình thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thử nghiệm ở điều kiện khí quyển càng gần càng tốt với điều kiện tiêu chuẩn quy định ở 11.1 của TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

Hệ số hiệu chỉnh đối với mật độ không khí và độ ẩm không khí, như nêu trong 11.2.1 và 11.2.2 của TCVN 6099-1 (IEC 60060-1), có thể được dùng cho cầu chảy hiện đang được xem xét.

6.4.4 Thử nghiệm điện áp xung sét ở điều kiện khô

Cầu chảy phải chịu thử nghiệm điện áp xung sét ở điều kiện khô với các xung 1,2/50 phù hợp với Mục 6 của TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

Đặt mười lăm xung liên tiếp ở điện áp chịu xung sét danh định quy định trong Bảng 4 và Bảng 5 như sau:

– ở điện áp chịu thử danh định giữa các cực với đất và giữa các cực với nhau ở tất cả các điều kiện thử nghiệm a) của 6.4.2;

– ở điện áp chịu thử danh định giữa các cực với đất và giữa các cực với nhau ở tất cả các điều kiện thử nghiệm b) của 6.4.2 nếu không ấn định các đặc tính cách ly cho đế cầu chảy;

– ở điện áp chịu thử danh định qua khoảng cách ly ở điều kiện thử nghiệm b) của 6.4.2 nếu có ấn định các đặc tính cách ly cho đế cầu chảy.

Cầu chảy được xem là đạt thử nghiệm nếu xuất hiện không quá hai lần phóng điện đánh thủng từ các cực xuống đất, giữa các cực với nhau hoặc giữa các đầu nối trên cách điện tự phục hồi đối với mỗi điều kiện thử nghiệm và nếu không có điện đánh thủng trên cách điện không tự phục hồi (xem IEC 60071-1).

Cầu chảy phải đạt được các thử nghiệm quy định cho điện áp của cực dương và cực âm nhưng trong trường hợp có dấu hiệu chứng tỏ một cực tính cho điện áp đánh thủng thấp hơn thì chỉ cần thử nghiệm với cực tính đó.

6.4.5 Thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp ở điều kiện khô

Cầu chảy phải chịu thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp ở điều kiện khô trong 1 min, như quy định trong TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

Mạch thử nghiệm (biến áp có cơ cấu điều chỉnh điện áp) phải ó dòng điện ngắn mạch ít nhất là 0,2 A. Cho phép kiểm tra độ lớn của dòng điện ở xấp xỉ 1/10 điện áp quy định.

Giá trị của thử nghiệm điện áp chịu tần số công nghiệp danh định trong 1 min được quy định trong Bảng 4 và Bảng 5. Các thử nghiệm được thử nghiệm ở các giá trị sau:

– ở điện áp chịu thử danh định giữa các cực với đất và giữa các cực với nhau ở tất cả các điều kiện thử nghiệm a) của 6.4.2.

– ở điện áp chịu thử danh định giữa các cực với đất và giữa các cực với nhau ở tất cả các điều kiện thử nghiệm b) của 6.4.2 nếu không ấn định các đặc tính cách ly cho đế cầu chảy;

– ở điện áp chịu thử danh định qua khoảng cách ly ở điều kiện thử nghiệm b) của 6.4.2 nếu có ấn định các đặc tính cách ly cho đế cầu chảy.

Nếu xảy ra phóng điện bề mặt hoặc phóng điện đánh thủng thì cầu chảy được xem là không đạt thử nghiệm.

6.4.6 Thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp ở điều kiện ướt.

Cầu chảy kiểu sử dụng ngoài trời phải chịu thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp trong điều kiện ướt ở các điều kiện giống như quy định ở 6.4.5 ngoại trừ ở khoảng thời gian là 1 min. Tuy nhiên, nếu xảy ra phóng điện đánh thủng trên cách điện bên ngoài tự phục hồi thì lặp lại thử nghiệm với điều kiện thử nghiệm giống như vậy và cầu chảy được xem là đạt thử nghiệm nếu không xuất hiện thêm phóng điện đánh thủng.

Trong quá trình thực hiện các thử nghiệm này, cầu chảy phải chịu mưa nhân tạo ở góc 45o so với phương thẳng đứng, quy trình thử nghiệm phù hợp với Điều 9 của TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

6.5 Thử nghiệm độ tăng nhiệt và đo công suất tiêu tán

6.5.1 Thực hiện thử nghiệm

Thử nghiệm độ tăng nhiệt và đo công suất tiêu tán được thực hiện như quy định trong 6.3 trên một cầu chảy và như dưới dây

6.5.1.1 Mẫu thử nghiệm

Đế cầu chảy phải là đế do nhà chế tạo ống cầu chảy cần thử nghiệm quy định.

Ống cầu chảy phải có dòng điện cao nhất để sử dụng với đế cầu chảy.

6.5.1.2 Bố trí thiết bị

Thử nghiệm được thực hiện trong phòng kín, về cơ bản không có gió lùa, trừ các luồng không khí sinh ra do nhiệt từ cơ cấu cần thử nghiệm.

Cầu chảy trong không khí phải được lắp đặt ở tư thế bất lợi nhất theo hướng dẫn do nhà chế tạo quy định và được nối với mạch thử nghiệm bằng dây đồng trần như sau: mỗi dây dài khoảng 1 m, lắp đặt trong mặt phẳng song song với bề mặt lắp đặt của cầu chảy, nhưng có thể theo bất kỳ hướng nào trong mặt phẳng này. Kích cỡ của dây dẫn được cho trong Bảng 12.

Bảng 12 – Đầu nối điện vào mạch điện thử nghiệm – Kích cỡ dây dẫn

Thông số dòng điện của ống cầu chảy a

A

Kích cỡ dây đồng trần b

mm2

Đến và bằng 25 Từ 20 đến 30
Từ 25 đến và bằng 63 Từ 40 đến 60
Từ 63 đến và bằng 200 Từ 120 đến 160
Từ 200 đến và bằng 400 Từ 250 đến 350
Từ 400 đến và bằng 630 Từ 500 đến 600
Từ 630 đến và bằng 1000 Từ 800 đến 1000
a Đối với các ống cầu chảy song song, thông số dòng điện được xem là tổng dòng điện do nhà chế tạo ấn định.

b Diện tích tương đương, nếu tính bằng  MCM (nghìn mil vòng) thì có thể lấy bằng hai lần số tính bằng mm2.

Ống cầu chảy kín dầu để sử dụng trong thiết bị đóng cắt phải được thử nghiệm trong hộp chứa dầu được thiết kế để mô phỏng điều kiện làm việc. Thể tích của hộp này bằng khoảng 30 lần thể tích của ống cầu chảy cần thử nghiệm. Ống cầu chảy phải được ngâm sao cho dầu phân bố đều quanh ống cầu chảy. Phụ lục C nêu ví dụ bố trí thử nghiệm ưu tiên dùng cho ống cầu chảy đến 200 A phù hợp với tờ dữ liệu II của Phụ lục D. Dây dẫn thử nghiệm bên ngoài thùng chứa phải được bố trí như đã nêu trên đây, với kích cỡ được cho trong Bảng 12.

Không cần phải có khe hở không khí bình thường.

Thử nghiệm phải được thực hiện với dòng điện danh định của ống cầu chảy và ở tần số trong dải từ 48 Hz đến 62 Hz. Mỗi thử nghiệm được thực hiện trong thời gian đủ để độ tăng nhiệt đạt đến giá trị không đổi (trên thực tế, điều kiện này được xem là đạt đến khi mức tăng của độ tăng nhiệt không vượt quá 1 oC/h.

Độ tăng nhiệt của các bộ phận khác nhau của cầu chảy không được vượt quá các giá trị quy định trong Điều 4.

6.5.2 Phép đo nhiệt độ

6.5.2.1 Nhiệt độ của các bộ phận của cầu chảy

Nhiệt độ của các bộ phận khác nhau có quy định giới hạn nhiệt độ phải được xác định bằng các cơ cấu như nhiệt ngẫu, nhiệt kế hoặc các phần tử tiếp xúc được bố trí và giữ chặt để dẫn nhiệt tốt ở điểm nóng nhất có thể tiếp cận. Độ tăng nhiệt được ghi lại ở các khoảng thời gian đều nhau trong suốt thử nghiệm khi cần tính hằng số thời gian nhiệt.

Nhiệt độ bề mặt của phần tử ngâm trong chất điện môi lỏng phải được đo bằng nhiệt ngẫu gắn với bề mặt của phần tử này. Nhiệt độ của riêng chất điện môi lỏng được đo bên dưới, sát với cơ cấu đo (nghĩa là trong chất lỏng làm mát cơ cấu).

Đối với phép đo bằng nhiệt kế hoặc nhiệt ngẫu, cần chú ý như sau:

  1. a) Bầu của nhiệt kế hoặc nhiệt ngẫu phải được bảo vệ chống làm mát từ bên ngoài (bông khô, sạch v.v…) Tuy nhiên, phần bảo vệ phải không đáng kể so với phần được làm mát của thiết bị cần thử nghiệm.
  2. b) Đảm bảo tính dẫn nhiệt tốt giữa nhiệt kế hoặc nhiệt ngẫu và bề mặt của bộ phận cần thử nghiệm.
  3. c) Khi bầu nhiệt kế được sử dụng ở vị trí trường từ thay đổi thì ưu tiên sử dụng nhiệt kế dùng cồn thay cho nhiệt kế thủy ngân vì nhiệt kế thủy ngân dễ bị ảnh hưởng hơn trong các điều kiện này.

6.5.2.2 Nhiệt độ không khí xung quanh

Nhiệt độ không khí xung quanh là nhiệt độ trung bình của không khí bao quanh cầu chảy (đối với cầu chảy kín, đó là không khí bên ngoài hộp). Nhiệt độ này phải được đo trong một phần tư cuối của thời gian thử nghiệm bằng ít nhất là ba nhiệt kế, nhiệt ngẫu hoặc cơ cấu phát hiện nhiệt độ khác, đặt phân bố đều xung quanh cầu chảy, ở độ cao trung bình của các bộ phận mang dòng của cầu chảy, cách cầu chảy khoảng 1 m. Các nhiệt kế hoặc nhiệt ngẫu phải được bảo vệ khỏi luồng không khí và ảnh hưởng nhiệt không đáng có.

Để tránh các sai số của số chỉ đo thay đổi nhiệt độ đột ngột, có thể đặt các nhiệt kế hoặc nhiệt ngẫu này vào chai nhỏ có chứa dầu với lượng dầu khoảng nửa lít.

Trong khoảng một phần tư cuối của thời gian thử nghiệm, sự thay đổi nhiệt độ không khí xung quanh không được vượt quá 1 oC trong 1 h. Nếu không thể thực hiện được vì điều kiện nhiệt độ bất lợi trong phòng thử nghiệm thì có thể lấy nhiệt độ từ một cầu chảy giống hệt và trong cùng điều kiện như vậy, nhưng không mang dòng để thay cho nhiệt độ không khí xung quanh. Cầu chảy bổ sung này không phải chịu lượng nhiệt không đáng có.

Nhiệt độ không khí xung quanh trong quá trình thử nghiệm phải từ +10 oC đến +40 oC. Không thực hiện hiệu chỉnh các giá trị độ tăng nhiệt cho nhiệt độ không khí xung quanh trong dải này.

6.5.3 Đo công suất tiêu tán

Cầu chảy được thiết kế để sử dụng trong hộp có thể đòi hỏi giảm thông số đặc trưng (xem 9.3.2 và Phụ lục F). Để thuận tiện cho việc giảm thông số đặc trưng này, phép đo công suất tiêu tán phải được thực hiện như dưới đây.

  1. a) Thực hiện đo công suất tiêu tán trong quá trình thử nghiệm độ tăng nhiệt. Đo hai giá trị, giá trị thứ nhất ở 50 % và giá trị thứ hai ở 100 % dòng điện danh định của ống cầu chảy. Đo điện áp trên các tiếp xúc của ống cầu chảy càng gần càng tốt với điểm tiếp xúc có má tiếp xúc ghép nối trực tiếp. Phảo tiến hành đo khi chiều dài tiêu tán (nhiệt độ) đạt đến giá trị ổn định đối với giá trị dòng điện được xem xét. Công suất tiêu tán được biểu diễn bằng oát.

CHÚ THÍCH: Yêu cầu này chỉ áp dụng cho cầu chảy được thiết kế sử dụng trong hộp. Với các cầu chảy khác, xem 7.1 và 7.3.

  1. b) Nhà chế tạo thiết bị đóng cắt và người sử dụng muốn lắp cầu chảy vào thiết bị cần tính đến công suất tiêu tán để xác định hệ số giảm thông số đặc trưng cho các loại cầu chảy khác nhau được lắp vào thiết bị. Công suất tiêu tán không phải là tham số duy nhất để xác định hệ số giảm thông số đặc trưng.

6.6 Thử nghiệm cắt

6.6.1 Thông lệ thử nghiệm

Thông lệ thử nghiệm cắt phải như quy định trong 6.3 và như dưới đây.

6.6.1.1 Mô tả thử nghiệm cần thực hiện

Thử nghiệm phải được thực hiện theo hướng dẫn nêu trong Bảng 13  và gồm có ít nhất ba chế độ thử nghiệm, đưa ra điều kiện cắt khắc nghiệt trong toàn bộ dải dòng điện làm việc.

Chế độ thử nghiệm 1: Kiểm tra tác động ở dòng điện cắt lớn nhất danh định I1

Chế độ thử nghiệm 2: Kiểm tra tác động ở dòng điện kỳ vọng I2 tại đó giới hạn dòng điện xuất hiện khi mức năng lượng cao được tích trong thành phần điện cảm của mạch điện (xem chú thích dưới đây).

Chế độ thử nghiệm 3: Kiểm tra tác động ở dòng điện I3:

– đối với cầu chảy hỗ trợ bảo vệ, I3 là dòng điện cắt nhỏ nhất danh định;

– đối với cầu chảy thông dụng, I3 là dòng điện gây chảy trong 1 h hoặc lâu hơn;

– đối với cầu chảy toàn dải, I3 là dòng điện danh định của ống cầu chảy. Điều này nhằm dự phòng khả năng giảm thông số đặc trưng quá mức có thể dẫn đến dòng điện gây chảy nhỏ nhất giảm xuống gần bằng dòng điện danh định của cầu chảy.

Thử nghiệm I1: đối với ống cầu chảy biểu thị (các) dòng điện chuyển giao (xem 6.6.1.3).

Trong trường hợp cầu chảy có lắp các cơ cấu dập hồ quang khác nhau trong cùng một hộp (ví dụ, phần tử hạn chế dòng điện nối tiếp với phần tử giải phóng khí), chế độ thử nghiệm 1, 2, và 3 ở trên phải bổ sung thêm các thử nghiệm để chứng tỏ tác động đúng trong (các) vùng dòng điện It trong đó nhiệm vụ cắt được chuyển từ một cơ cấu cắt này sang cơ cấu cắt khác. Vì cầu chảy được thiết kế khác nhau nên không thể áp dụng các yêu cầu thử nghiệm chính xác cho tất cả các thiết kế. Trách nhiệm của nhà chế tạo cầu chảy là khẳng định thử nghiệm cắt It rằng cơ cấu cắt hoạt động đúng để ngắt có hiệu quả dòng điện đúng trong phạm vi dòng điện chuyển giao. Tiêu chí điển hình được sử dụng để đánh giá sự phù hợp với yêu cầu này được đề cập trong Phụ lục  G.

Các yêu cầu thử nghiệm cắt bổ sung đối với cầu chảy được thiết kế để sử dụng ở nhiệt độ xung quanh lớn hơn 40 oC được đề cập trong Phụ lục E.

Giá trị I1, I2, I3 và It là các giá trị hiệu dụng của thành phần dòng điện xoay chiều.

Khi thực hiện các thử nghiệm theo chế độ thử nghiệm 2, nếu các yêu cầu của chế độ thử nghiệm 1 đã đáp ứng hoàn toàn cho một hoặc nhiều thử nghiệm thì không cần lặp lại các thử nghiệm này như một phần của chế độ thử nghiệm 1.

Trong một số trường hợp ngoại lệ, dòng điện I2 có thể lớn hơn dòng điện cắt lớn nhất danh định I1. Chế độ thử nghiệm 1 và 2 phải được thay bằng sáu thử nghiệm ở dòng điện cắt lớn nhất danh định có góc đóng được phân bố đều cách nhau xấp xỉ 30 độ điện. (Tham số được sử dụng là các tham số của chế độ thử nghiệm 2 (xem bảng 13) ngoại  trừ góc đóng và giá trị dòng điện tức thời tại thời điểm bắt đầu hồ quang).

Trong chế độ thử nghiệm 1, nếu không thể bắt đầu hồ quang sớm hơn ở góc gần với 65 độ điện sau điện áp zero, thậm chí bằng cách đóng mạch ở góc cho phép sớm nhất thì yêu cầu một thử nghiệm có bắt đầu hồ quang từ 40 đến 65 độ điện sau điện áp zero được thay bằng thử nghiệm bổ sung (tổng cộng là 3 thử nghiệm) với thời điểm bắt đầu hồ quang từ 65 đến 90 độ điện sau điện áp zero.

Không cần thử nghiệm các thử nghiệm cắt trên ống cầu chảy với tất cả các thông số dòng điện của dãy đồng nhất; xem 6.6.4 để có các yêu cầu cần đáp ứng và các thử nghiệm cần thử nghiệm.

Dãy đồng nhất cũng có thể được chấp nhận mà không cần thử nghiệm cắt nhờ nội suy các kết quả thử nghiệm của dãy đồng nhất của ống cầu chảy có điện áp danh định cao hơn và thấp hơn; xem 6.6.5 để có các yêu cầu cần đáp ứng.

CHÚ THÍCH: Để hướng dẫn, giá trị dòng điện I2 cần phù hợp với yêu cầu này có thể được xác định bằng một trong hai phương pháp dưới đây.

  1. a) Từ công thức dưới đây, nếu một thử nghiệm ở dòng điện bằng 150 lần dòng điện danh định hoặc cao hơn được thực hiện khi bắt đầu sự cố về đối xứng theo chế độ thử nghiệm 1:

Trong đó

I2 là dòng điện kỳ vọng đối với chế độ thử nghiệm 2;

I1 là dòng điện tức thời tại thời điểm chảy trong chế độ thử nghiệm 1;

I1 là dòng điện kỳ vọng trong chế độ thử nghiệm 1.

  1. b) Bằng cách lấy từ ba đến bốn lần dòng điện tương ứng với thời gian trước hồ quang của một nửa chu kỳ trên đặc tính thời gian-dòng điện (xem 6.7 và 4.11). Nếu đường cong đặc tính thời gian-dòng điện tồn tại trong thời gian ảo nhỏ hơn một nửa chu kỳ thì ưu tiên sử dụng dòng điện tương ứng trên đặc tính thời gian-dòng điện này đến thời gian bằng 0,08 nửa chu kỳ bình thường.
    TCVN 7999-1 : 2009 CẦU CHẢY CAO ÁP - PHẦN 1: CẦU CHẢY GIỚI HẠN DÒNG ĐIỆN
    1.5 MiB
    209 Downloads
    Chi tiết