מהו זרם כניסה בשנאים, ומה גורם לו?

1. מהו זרם כניסה?
זרם דחיפה, הידוע גם כ-magnetizing inrush, מתייחס לנחשול גבוה רגעי של זרם המתרחש בפיתול הראשוני של השנאי ברגע שהשנאי מופעל ללא עומס (כלומר, כאשר פיתול אחד מחובר למקור החשמל והפיתול השני פתוח). זרם זה מגיע לשיאו גבוה מאוד בתחילה אך מתפוגג במהירות.
גודלו של זרם זה גדול בהרבה מהזרם הנקוב של השנאי, לפעמים מגיע לפי 5 עד פי 15 מהזרם הנקוב (עבור שנאים גדולים הוא יכול להגיע אפילו עד פי 20). עם זאת, משך הזמן שלו קצר מאוד, בדרך כלל פוחת לזרם ללא עומס- הרגיל (בדרך כלל רק 0.5% עד 2% מהזרם המדורג) תוך עשרות עד מאות אלפיות שניות.
במילים פשוטות, זה כמו לפתוח פתאום את שסתום המים של בריכה ענקית ריקה: בהתחלה, יש גל אדיר של מים, אבל הוא מתייצב במהירות. זרם הכניסה הוא 'גל מים אדיר'.

2. מה גורם לזרם פריצה?
הגורם הבסיסי לזרם כניסת כרוך במשחק הגומלין של שני גורמים מרכזיים:

• - רוויה מגנטית של ליבת השנאי
• - האקראיות של רגע המיתוג (שלב המתח)

3. מאפיינים עיקריים של זרם Inrush

• - גודל גדול מאוד: יכול להגיע לפי 5-15 מהזרם הנקוב.
• - מכיל כמות גדולה של רכיבים לא-מחזוריים (DC) והרמוניות גבוהות יותר: צורת הגל סוטה באופן משמעותי מגל סינוס, מוטה לכיוון ציר הזמן, עם תוכן גבוה של הרמוניות שניות. מאפיין זה משמש לעתים קרובות בהגנת ממסר כדי להבחין בין זרם פריצה לזרם תקלה.
• - דעיכה מהירה: עקב ההתנגדות בפיתולים, רכיב ה-DC הזמני מתפוגג באופן אקספוננציאלי. זרם הפריצה דועך בדרך כלל תוך 0.1-0.5 שניות. ככל שקיבולת השנאי גדולה יותר, זמן ההתפרקות עשוי להיות ארוך יותר.
• - אי ודאות: גודל זרם הכניסה תלוי בשלב המתח ובמגנטיות השיורית של הליבה ברגע הסגירה, שניהם אקראיים. לכן, הגודל וצורת הגל של זרם הכניסה יכולים להשתנות עם כל סגירה.

4. השפעות של זרם Inrush ואמצעי נגד
אפקטים:

• - עלול להפעיל פעולת שווא של הגנת דיפרנציאל שנאי או הגנת זרם יתר, מה שמוביל לכישלון סגירה.
• - יוצר כוחות אלקטרודינמיים גדולים, שעלולים לעוות או לפגוע בפיתולים.
• - גורם לירידות מתח ברשת החשמל, ומשפיעות על פעולתו של ציוד אחר באותו אוטובוס.

אמצעי נגד:
- טכנולוגיית זיהוי ממסר: באמצעות התכונה שזרם הפתיחה מכיל כמות גדולה של הרמוניות שניות, ניתן להגדיר 'מעצור הרמוני שני' בהגנה דיפרנציאלית כדי למנוע יציאות שווא.
- שליטה על שלב הסגירה (טכנולוגיית מיתוג מסונכרן): על ידי סגירת המתג בשיא המתח עם מתג חכם, השטף ההתחלתי של המצב היציב- הוא אפס, מה שיכול למזער את זרם הכניסה.
- סגירה עם התנגדות סדרתית: ראשית, חבר את המעגל דרך נגד כדי להגביל את זרם הפריצה, ולאחר מכן קצר- את הנגד באמצעות מפסק.

זרם כניסת שנאי מתרחש כאשר המעגל נסגר ברגעים שליליים, כגון בנקודת החצייה של- המתח, בשילוב עם מגנטיות שיורית בליבה, וכתוצאה מכך שטף מגנטי חולף העולה בהרבה על הערך הרגיל, גורם לרוויה עמוקה של הליבה וליצירת זרם עצום מיידי. זוהי תופעת חלוף אלקטרומגנטית אינהרנטית של השנאי, לא תקלה.