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고전압 퓨즈의 시간 및 전류 특성 곡선을 보는 방법

Mar 30, 2023

고-전압 퓨즈의 시간 및 전류 특성 곡선을 보는 방법

이해하기시간-전류 특성 곡선고전압 퓨즈{0}}는 보호 엔지니어, 설계 엔지니어, 조달 팀에게 필수적인 기술입니다. 그만큼시간-전류 특성 곡선(종종 줄여서T-C 곡선또는TCC)은 퓨즈가 특정 결함 전류에서 작동하는 데 걸리는 시간과 다운스트림 장비에 전달되는 에너지(I²t)를 알려줍니다.

 

시간-전류 곡선의 가로축은 전류이고, 세로축은 용융이 시작되는 시간인 아크 전-시간입니다. 두 축 모두 로그 좌표에 있으며 1:1 또는 1:2의 표준 축척으로 그려집니다. 예를 들어 특정 퓨즈의 시간-전류 곡선에서 가로축 10kA에 해당하는 시간은 1ms입니다. 이는 단락 전류 10kA에서 1ms 후에 퓨즈가 녹기 시작한다는 것을 의미합니다.- 차이점에 주의하세요. 전류가 완전히 차단되기까지는 용융 시작부터 아크 소멸까지 시간이 걸립니다.

 


1. 빠른 입문서 - 시간-전류 특성 곡선이 보여주는 것

A 시간-전류 특성 곡선세로 축에는 작동 시간을, 가로 축에는 전류를 표시합니다. 고-전압 퓨즈의 경우 그래프는 거의 항상 로그-일지 용지에 그려집니다. 즉, x-축에 전류(A) 또는 정격 전류의 배수, y-축에 시간(초)이 표시됩니다. 퓨즈의 T-C 곡선군에는 일반적으로 다음에 대한 별도의 곡선이 포함됩니다.용융 (요소 용융)그리고완전 제거(아크 소멸), 때로는 생산 차이를 반영하는 제조업체가 지정한{0}}공차 범위(최소/평균/최대)도 있습니다.

 

  • 녹는 시간:퓨즈 요소가 녹는 데 걸리는 시간(-아크 전 단계)
  • 총 클리어 시간:오류 발생부터 아크가 꺼지고 회로가 열릴 때까지의 시간입니다.
  • Imin(최소 차단 전류):퓨즈가 안정적으로 차단할 수 있는 가장 작은 오류 전류입니다.
  • I²t(-에너지를 통해 전달):변압기/반도체 보호에 중요한 -을(를) 지우는 동안 보호 장치에 전달되는 에너지입니다.

 


2. HV 퓨즈 T-C 곡선이 LV 퓨즈 곡선과 다른 이유

고{0}}전압 퓨즈(MV/HV HRC 및 유사)는 일반적인 LV 카트리지 퓨즈와는 다른 물리학으로 설계되었습니다. HV 퓨즈는 아크-소화 매체(등급 규사, 세라믹 챔버, 배출 설계)와 더 강력한 기계적 구조에 크게 의존합니다. 이러한 요소는 더 가파른 T-C 동작(높은 배수에서 매우 빠르게 제거) 및 뚜렷한 Imin 특성을 생성합니다. Imin 미만의 낮은 결함 전류에서는 HV 퓨즈가 안정적으로 제거되지 않을 수 있습니다. HV 애플리케이션에 대한 Imin 및 제조업체 공차 대역을 항상 확인해야 합니다.

실제적인 측면에서:

  • HV 퓨즈는 전류{0}}제한이 매우 높습니다. 전류 제한이 없는 장치에 비해 전류 및 I²t를 통한 피크 허용을-줄입니다.-전류-
  • HV T-C 곡선은 종종 뚜렷한 용해 및 청산 곡선을 나타냅니다. 조정 시 올바른 곡선을 사용해야 합니다(일반적으로 하류 보호 장치의 선택성을 위한 전체 클리어링).

 


3. 고-전압 퓨즈 T-C 곡선 -을 단계별로-읽는 방법-

다음은 보호 설계 또는 조달에 대한 T-C 곡선을 평가할 때마다 다음 단계를 수행하는 실용적인 방법입니다. -

단계 1 - 곡선 유형 및 데이터시트 등급 식별(UR, In)

제조업체의 데이터시트를 열고 T-C 차트를 찾으세요. 정격전압(UR)과 정격전류(In)를 확인하세요. 가로축이 암페어 단위인지 In의 배수로 표시되는지 확인하세요. 용융 곡선과 클리어링 곡선에 라벨을 붙이고 공차 대역(최소/평균/최대)이 있는지 확인합니다.

단계 2 - 플롯할 오류 전류를 결정합니다(PSCC 또는 최악의-경우 오류)

퓨즈 위치에서 예상 단락 전류(PSCC)를 계산하거나 얻습니다.{0}} 데이터시트에서 In의 배수를 사용하는 경우 PSCC(A)를 ×In으로 변환하여 플로팅(PSCC/In)합니다. 예: PSCC=8 kA 및 In=200 A → 8000 / 200=40 × In.

단계 3 - 용해 및 총 청소 시간을 읽습니다. 보수적인 공차를 사용하다

계산된 PSCC에서 퓨즈 곡선과 함께 용융 및 총 제거 교차점을 모두 읽습니다. 설계 및 조정을 위해 평균 곡선 대신 보수적인 값 - 일반적으로 제조업체의 최악의 경우-(최대 지우기 시간) 또는 신뢰도 하한 -을 사용합니다. 두 번 모두 문서화하십시오.

단계 4 - I²t 획득 또는 계산(-에너지를 통해)

많은 제조업체에서는 여러 오류 전류에 대한 데이터시트에 I²t 값을 게시합니다. 직접 사용할 수 없는 경우 퓨즈 제거 타임라인에 걸쳐 전류 제곱을 수치적으로 적분하거나 스프레드시트 루틴을 사용하여 I²t를 대략적으로 계산합니다. I²t를 다운스트림 장치의 내력과 비교합니다(예: 변압기의 최대 허용 I²t 또는 반도체 모듈 에너지 제한).

5 -단계 Imin 및 낮은-현재 동작을 확인하세요.

Imin 값(퓨즈가 차단되는 것이 보장되는 최소 전류)을 찾습니다. 계산된 오류 전류가 Imin 미만일 수 있는 경우(예: 선택적 접지- 오류 또는 제한된- 오류 피더) 대체 보호를 고려하거나 업스트림 장치가 이러한 오류를 지울 수 있는지 확인하십시오.


4. 보호 연구에서 T-C 곡선을 사용한 조정 및 선택성 -

단일 T-C 곡선을 읽는 것은 첫 번째 단계일 뿐입니다. 실제 시스템에는 여러 장치 간의 조정이 필요합니다. 선택적 조정의 목표는 업스트림 장치가 더 큰 오류에 대한 백업 역할을 하는 동안 오류에 가장 가까운 장치가 먼저 지워지도록 하는 것입니다. 다음을 포함하는 공동 TCC 오버레이를 사용하십시오.

  • 다운스트림 퓨즈 제거 곡선(전체 제거)
  • 업스트림 차단기/퓨즈/릴레이 곡선(선택한 설정 포함)
  • 관련 지점의 PSCC 마커
  • 원하는 조정 간격(안전 여유)

 

모범 사례: 제조 공차, CT 오류 및 측정 불확실성을 고려하여 조정 간격(시간 여유)을 유지합니다. 일반적인 엔지니어링 규칙에는 공통 결함 수준에서 다운스트림 장치 작동과 업스트림 장치 작동 간에 지정된 최소 시간 분리가 필요합니다. 제조업체의 최소/최대 허용 범위를 사용하여 최악의- 시나리오에서 조정이 보류되도록 합니다.

T-C curve overlay showing fuse and breaker coordination


5. 주요 매개변수 설명(Imin, I²t, TRV, 차단 용량)

HV 퓨즈 T-C 곡선을 읽을 때 이러한 매개변수를 이해하는 것이 중요합니다.

  • Imin(최소 차단 전류):퓨즈가 안정적으로 차단되는 최저 전류입니다. 오류 전류가 Imin보다 낮을 수 있으면 퓨즈가 지워지지 않을 수 있습니다.
  • I²t(-에너지를 통해 전달):오류 제거 중에 퓨즈가 허용하는 에너지입니다. 장비 보호를 위해 I²t는 보호되는 장치의 내력 에너지보다 낮아야 합니다.
  • 차단 용량(Icu 또는 Irupt):퓨즈가 치명적인 오류 없이 안전하게 차단할 수 있는 최대 예상 오류 전류입니다. 항상 차단 용량 > PSCC(안전 마진 포함)의 퓨즈를 선택하십시오.
  • TRV(과도 회복 전압):전류 중단 후 장치 전체의 전압; 재{0}}위험과 배전반 조정에 영향을 미칩니다.

6. HV 퓨즈 T-C 곡선을 해석할 때 흔히 발생하는 함정

엔지니어는 T-C 곡선을 읽을 때 피할 수 없는 실수를 저지르는 경우가 있습니다. 주의 사항:

  • 로그-로그 축을 잘못 읽었습니다.시각적 간격이 아닌 눈금 레이블을 읽으십시오. 로그 눈금은 큰 범위를 압축합니다. - 작은 시각적 공백이 큰 숫자 공백이 될 수 있습니다.
  • 평균 곡선만 사용:평균 곡선으로 설계하면 최악의 경우 선택성이 손실될 수 있습니다. -제조 공차는 - 항상 최소/최대 대역을 고려합니다.
  • 이민을 무시하다:그에 따라 충분한 Imin - 설계 백업 보호가 부족한 퓨즈로 인해 낮은-오류 시나리오가 중단되지 않을 수 있습니다.
  • 온도 감소 실패:스위치기어 내부의 엔벨로프 상태로 인해 주변 온도가 상승할 수 있습니다. T-C 곡선을 매핑하기 전에 제조업체 경감 곡선을 In에 적용합니다.

7. 실제 작업 예 - HV 변압기 피더 조정

아래 예에서는 실제 선택 시나리오에서 이전 단계를 적용하는 방법을 보여줍니다. 입력 및 판독 결과에 대해 두 개의 표를 사용한 다음 결과를 해석하십시오.

표 A - 입력 데이터 예시
매개변수
시스템 전압(UR) 12kV
퓨즈 정격 전류(In) 200 A
퓨즈의 예상 단락 전류- 8,000A(8kA)
변압기 I²t 견딜 한계 2.0 × 106 A²s
구획 내부 주변 온도 40도(경감 적용)

PSCC를 In: 8000 / 200 =의 배수로 변환합니다.40 × 안. 퓨즈 T-C 곡선의 가로축에 40×In을 플로팅하고 총 클리어 시간과 용해 시간을 읽습니다.

표 B - 퓨즈 T-C 곡선의 판독 결과
매개변수 값(예) 메모
8 kA에서의 녹는 시간 0.02 s 빠른 요소 용해
8kA에서의 총 클리어 시간 0.06 s 안전을 위해 최대 허용 오차=0.08초를 사용하세요.
8kA에서는{0}}통과하지 않습니다 6.4 × 105 A²s 변압기 한계 이하(2.0 × 106) - 허용됨
Imin(데이터시트에서) 1.2kA PSCC >>이민 - 네

해석:8kA 예상 오류에서 퓨즈는 빠르게 지워집니다(총 제거는 허용 오차를 고려하여 0.08초 이하). I²t 통과-(6.4×105A²s)는 변압기의 내력 내에 있습니다. Imin=1.2 kA는 PSCC보다 훨씬 낮으므로 중단이 안정적입니다. 업스트림 차단기와의 조정: 업스트림 차단기의 짧은-시간 또는 순간 트립이 퓨즈 제거 시간(선택성을 위해)보다 길게 설정되어 있으면서도 여전히 퓨즈 성능을 넘어서는 백업을 제공하는지 확인합니다.

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


8. 테스트, 조달 및 제조업체에 문의하는 경우

고{0}}전압 퓨즈를 구입할 때 다음 문서가 필요합니다.

  • T-C 차트 및 TRV 테스트 보고서가 포함된 유형-테스트 인증서
  • 고해상도의 제조업체 I²t 테이블 및 T-C PDF
  • 이민 및 차단능력(Icu/Irupt) 선언
  • 로트에 대한 정기 테스트 기록(가능한 경우)

T-C 차트 또는 I²t 데이터가 명확하지 않은 경우 제조업체에 PSCC 값에 대한 숫자 표나 맞춤형 판독값을 제공하도록 요청하세요. 경계선에 있는 경우(Imin에 가까운 PSCC 또는 장비 한계에 가까운 I²t) 공급업체의 엔지니어링 확인을 서면으로 받으십시오.

 


9. 빠른 체크리스트 - 고-전압 퓨즈 T-C 곡선 평가 단계

  1. T-C 곡선, I²t 테이블, Imin 및 차단 용량이 포함된 퓨즈 데이터시트를 얻습니다.
  2. 퓨즈 위치에서 PSCC를 계산합니다(최악의-시스템 조건 사용).
  3. 필요한 경우 주변/격실 온도에 맞게 줄입니다.
  4. PSCC를 곡선(A 또는 ×In)에 매핑하고 용융 및 총 제거 시간을 읽습니다(최악-경우 허용 오차 사용).
  5. 통과하지 못함-과 다운스트림 장비가 견딜 수 있는지 확인하세요.
  6. 조정을 위해 업스트림 장치 곡선을 오버레이하고 안전 여유를 유지합니다.
  7. PSCC < Imin인 경우 백업 보호를 설계하거나 다른 보호 장치를 선택하십시오.
  8. 확실하지 않은 경우 제조업체 확인을 요청하고{0}}테스트 증거를 입력하세요.
  9.  

10. 자주 묻는 질문

Q: Q: T-C 곡선에서 녹는 시간과 삭제 시간의 차이점은 무엇인가요?

A: A: 녹는 시간은 퓨즈 요소가 녹는 시간입니다(사전-아크). 클리어 시간은 아크가 소멸되고 회로가 완전히 개방되는 시점입니다. 조정을 위해 총 삭제 시간(및 최악의-경우 허용 오차)을 사용합니다.

Q: Q: 조정 연구에서 T-C 곡선을 몇 번이나 사용해야 합니까?

A: A: 각 관련 PSCC 지점 - 하류, 중간선 및 상류에서 T-C 곡선을 사용합니다. 차단기/계전기 곡선과 오버레이하고 여러 결함 규모에서 평가하여 예상 범위 전체에서 선택성을 보장합니다.

Q: Q: T-C 차트에서 I²T를 대략적으로 계산할 수 있나요?

A: A: 예-시간에 따른 전류 제곱을 수치로 적분하거나 제조업체에서 제공한-I²t 테이블을 사용하는 것이 좋습니다. 제조업체 값은 실제 용융/청소 에너지 거동을 설명하므로 더 정확합니다.

 


11. 결론

읽기시간-전류 특성 곡선고{0}}전압 퓨즈는 규율 있는 접근 방식을 따를 때 반복 가능한 엔지니어링 작업입니다. 즉, 정확한 PSCC 데이터를 얻고, 주변 환경에 대한 정격을 낮추고, 결함 전류를 T-C 차트에 매핑하고, 보수적인 허용 오차 대역을 사용하여 용융 및 총 제거 시간을 읽고, 보호된 장비의 내구성과 I²t let-비교를 수행합니다. 항상 Imin을 확인하여 퓨즈가 낮은-고장 시나리오에서 작동하는지 확인하고 조정을 위해 업스트림 장치 곡선을 오버레이합니다. 의심스러울 경우 숫자로 된 T-C 테이블, 유형-테스트 인증서, 문서화를 통해 비용이 많이 드는 조정 오류 및 장비 손상을 방지할 수 있다는 제조업체의 엔지니어링 설명(-)을 요청하세요.

 

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