I alla elektriska kretsar där det inte finns några stabiliserande och skyddande kretsar kan en oönskad ökning av strömmen inträffa. Detta kan vara resultatet av naturfenomen (blixtnedslag nära en kraftledning) eller resultatet av en kortslutning (kortslutning) eller inkopplingsströmmar. För att undvika alla dessa fall är den korrekta lösningen att installera en begränsningsenhet i nätverket eller den lokala kretsen.
Vad är en strömbegränsare?
En anordning vars krets är konstruerad på ett sådant sätt att den förhindrar möjligheten av en ökning av elektricitetens styrka över de angivna eller tillåtna amplitudgränserna, kallas en strömbegränsare. Närvaron av nätverksskydd med en strömbegränsare installerad gör det möjligt att minska kraven på det senare när det gäller dynamisk och termisk stabilitet i händelse av en kortslutning.
I högspänningsledningar med spänningar upp till 35 kV uppnås kortslutningsbegränsning genom att använda elektriska reaktorer, i vissa fall, säkringar gjorda av finkorniga fyllmedel. Dessutom är kretsar som matas av hög- och lågspänning skyddade av kretsar monterade på basen:
- tyristoromkopplare;
- reaktorer av icke-linjär och linjär typ, shuntade med snabbverkande halvledaromkopplare;
- icke-linjära partiska reaktorer.
Begränsarens princip
Grundprincipen bakom strömbegränsande kretsar är att släcka överskottsström på ett element som kan omvandla dess energi till en annan form, till exempel värme. Detta syns tydligt i strömbegränsarens funktion, där en termistor eller tyristor används som avledningselement.
En annan skyddsmetod, som också ofta används, är att skära av belastningen från den ledning där elektriciteten har uppstått. Dessa typer av omkopplare kan vara automatiska, med möjlighet att återställa sig själv efter att hotet försvinner, eller kräva byte av ett reagerande skyddselement, som är fallet med en säkring.
De mest avancerade är elektroniska kretsar med begränsare som fungerar enligt principen att stänga kanalen för passage av elektricitet när den ökar. I det här fallet används speciella genomgångselement (till exempel transistorer), som styrs av sensorer.
Moderna kombinerade system kombinerar funktionen hos strömbegränsare för vissa överbelastningar och ett skydds alternativ med lastavstängning vid kortslutningsströmmar. Vanligtvis fungerar sådana system i högspänningsnät.
Strömbegränsarkrets
Om exempletMed den enklaste kretsen av en strömbegränsande enhet kan du förstå hur en "elektronisk säkring" fungerar. Kretsen är sammansatt på två bipolära transistorer och låter dig justera styrkan på elektricitet i lågspänningsaggregat.
Tilldelning av kretskomponenter:
- VT1 - passtransistor;
- VT2 - passtransistorkontrollsignalförstärkare;
- Rs – strömnivåsensor (lågt motstånd);
- R – strömbegränsningsmotstånd.
Strömflödet i kretsen med ett acceptabelt värde åtföljs av ett spänningsfall över Rs, vars värde, efter förstärkning på VT2, håller passtransistorn i ett helt öppet tillstånd. Så snart elektricitetens styrka har överskridit tröskelgränsen, börjar övergången av transistorn VT1 att gömma sig i proportion till ökningen av elektricitet. En utmärkande egenskap hos denna design av enheten är de stora förlusterna (spänningsfall upp till 1,6 V) på sensorn och genomgångselementet, vilket inte är önskvärt för att driva lågspänningsenheter.
En analog till den ovan beskrivna kretsen är en mer perfekt, där en minskning av spänningsfallet vid kopplingen uppnås genom att byta ut passelementet från en bipolär till en fälteffekttransistor med låg kopplingsresistans. På planen är förlusterna bara 0,1 V.
Inrush Current Limiter
Utrustning av denna typ är utformad för att skydda induktiva och kapacitiva belastningar (med olika kapacitet) från överspänningar vidbörja. Den är installerad i automationssystem. Mest av allt är asynkronmotorer, transformatorer, LED-lampor föremål för sådana strömöverbelastningar. Konsekvensen av att använda en belastningsströmbegränsare i detta fall är en ökning av livslängden och tillförlitligheten hos enheter, avlastning av elektriska nätverk.
ROPT-20-1-enheten kan fungera som ett exempel på en modern modell av en enfas strömbegränsare. Den är universell och innehåller både en startströmsbegränsare och ett relä för spänningsstyrning. Kretsen styrs av en mikroprocessor, som automatiskt dämpar startstöten och kan stänga av belastningen om spänningen i nätet stiger över den tillåtna nivån.
Enheten ingår i brytningen av kraft- och lastledningarna, den fungerar enligt följande:
- När spänning läggs på slås mikrokontrollern på, vilket kontrollerar förekomsten av fasspänning och dess värde.
- Om problem inte upptäcks under en period ansluts lasten, vilket indikeras av den gröna lysdioden "Nätverk".
- Nedräkningen på 40 millisekunder inträffar och reläet shuntar dämpningsmotståndet.
- När spänningen avviker från normen eller den fallerar, bryter reläet belastningen, vilket indikeras av den röda "Nödlysdioden".
- När nätverksparametrarna (ström, spänning) återställs återgår systemet till sitt ursprungliga tillstånd.
Generator nuvarande gräns
I bilgeneratorer är det viktigt att kontrollera inte bara mängden utspänning utan även uteffektenin i belastningsströmmen. Om överskridandet av den första kan leda till fel på belysningsutrustningen, tunna lindningar av enheter, såväl som laddning av batteriet, då kan den andra skada själva generatorns lindning.
Utgångsströmmen ökar ju mer, desto mer belastning ansluts till generatorns utgång (genom att minska det totala motståndet). För att förhindra detta används en elektromagnetisk strömbegränsare. Dess funktionsprincip är baserad på införandet av ytterligare motstånd i kretsen för generatorns spännande lindning i händelse av en ökning av elektriciteten.
Kortslutningsströmgräns
För att skydda kraftverk och stora fabriker från överspänningsströmmar används ibland strömbegränsare av växlingstyp (explosiv verkan). De består av:
- koppla bort enhet;
- fuse;
- chipblock;
- transformer.
Genom att kontrollera mängden elektricitet skickar den logiska kretsen en signal till detonatorn (efter 80 mikrosekunder) när en kortslutning inträffar. Den senare spränger bussen inuti patronen och strömmen omdirigeras till säkringen.
Funktioner för olika strömbegränsare
Varje typ av begränsningsenhet är designad för specifika uppgifter och har vissa egenskaper:
- fuse - snabbverkande men måste bytas ut;
- reaktorer - motstår effektivt kortslutningsströmmar, men har betydande förluster och spänningsfall på dem;
- elektroniska kretsar och snabbverkande strömbrytare - har låga förluster men lite skydd mot överspänningsströmmar;
- elektromagnetiska reläer - består av rörliga kontakter som slits ut med tiden.
Därför, när du väljer vilken krets du vill använda i ditt hem, måste du studera hela skalan av faktorer som är specifika för en viss elektrisk krets.
Slutsats
Man måste komma ihåg att tillgång till elnät kräver viss kunskap inom el och arbetslivserfarenhet. Därför är det viktigt att iaktta säkerhetsföreskrifter när du installerar sådan utrustning. Men det är naturligtvis bäst att anförtro sådant arbete till en kvalificerad specialist.
