I ethvert elektrisk kredsløb, hvor der ikke er nogen stabiliserende og beskyttende kredsløb, kan der forekomme en uønsket stigning i strømmen. Dette kan være resultatet af naturfænomener (lyn i nærheden af en strømledning) eller resultatet af en kortslutning (kortslutning) eller indkoblingsstrømme. For at undgå alle disse tilfælde er den korrekte løsning at installere en begrænsningsenhed i netværket eller det lokale kredsløb.
Hvad er en strømbegrænser?
En enhed, hvis kredsløb er konstrueret på en sådan måde, at den forhindrer muligheden for en stigning i styrken af elektricitet over de specificerede eller tilladte amplitudegrænser, kaldes en strømbegrænser. Tilstedeværelsen af netværksbeskyttelse med en strømbegrænser installeret gør det muligt at reducere kravene til sidstnævnte med hensyn til dynamisk og termisk stabilitet i tilfælde af kortslutning.
I højspændingsledninger med spændinger op til 35 kV opnås kortslutningsbegrænsning ved at bruge elektriske reaktorer, i nogle tilfælde sikringer lavet af finkornede fyldstoffer. Desuden er kredsløb, der forsynes af høj- og lavspænding, beskyttet af kredsløb, der er samlet på basen:
- thyristorkontakter;
- reaktorer af ikke-lineær og lineær type, shuntet med hurtigvirkende halvlederkontakter;
- ikke-lineære forspændte reaktorer.
Begrænserens princip
Det grundlæggende princip bag strømbegrænsende kredsløb er at slukke overskydende strøm på et element, der kan omdanne dets energi til en anden form, såsom varme. Dette ses tydeligt i driften af strømbegrænseren, hvor en termistor eller tyristor bruges som et dissiperende element.
En anden beskyttelsesmetode, som også ofte bruges, er at afbryde belastningen fra den linje, hvor strømmen af elektricitet er opstået. Disse typer af kontakter kan være automatiske med mulighed for selv-nulstilling, efter at truslen forsvinder, eller kræve udskiftning af et reagerende beskyttelseselement, som det er tilfældet med en sikring.
De mest avancerede er elektroniske kredsløb med begrænsere, der arbejder efter princippet om at lukke kanalen for passage af elektricitet, når den øges. I dette tilfælde anvendes specielle pass-through-elementer (f.eks. transistorer), som styres af sensorer.
Moderne kombinerede systemer kombinerer funktionen af strømbegrænsere til visse overbelastninger og en beskyttelsesmulighed med belastningsafbrydelse ved kortslutningsstrømme. Sådanne systemer fungerer typisk i højspændingsnetværk.
Strømbegrænserkredsløb
Om eksempletMed det enkleste kredsløb af en strømbegrænsende enhed kan du forstå, hvordan en "elektronisk sikring" fungerer. Kredsløbet er samlet på to bipolære transistorer og giver dig mulighed for at justere styrken af elektricitet i lavspændingsstrømforsyninger.
Tildeling af kredsløbskomponenter:
- VT1 - pass transistor;
- VT2 - pass transistor styresignalforstærker;
- Rs – strømniveausensor (modstand med lav modstand);
- R – strømbegrænsende modstand.
Strømstrømmen i kredsløbet med en acceptabel værdi er ledsaget af et spændingsfald over Rs, hvis værdi, efter forstærkning på VT2, holder pastransistoren i en helt åben tilstand. Så snart styrken af elektricitet har overskredet tærskelgrænsen, begynder overgangen af transistoren VT1 at skjule sig i forhold til stigningen i elektricitet. Et karakteristisk træk ved dette design af enheden er de store tab (spændingsfald op til 1,6 V) på sensoren og gennemgangselementet, hvilket er uønsket til at forsyne lavspændingsenheder.
En analog af kredsløbet beskrevet ovenfor er mere perfekt, hvor en reduktion i spændingsfaldet ved krydset opnås ved at udskifte paselementet fra en bipolær til en felteffekttransistor med en lav overgangsmodstand. På banen er tabene kun 0,1 V.
Inrush Current Limiter
Udstyr af denne type er designet til at beskytte induktive og kapacitive belastninger (med forskellig kapacitet) mod overspændinger vedstart op. Det er installeret i automationssystemer. Mest af alt er asynkronmotorer, transformere, LED-lamper udsat for sådanne strømoverbelastninger. Konsekvensen af at bruge en belastningsstrømbegrænser i dette tilfælde er en stigning i levetiden og pålideligheden af enheder, aflastning af elektriske netværk.
ROPT-20-1-enheden kan tjene som et eksempel på en moderne model af en enfaset strømbegrænser. Den er universal og indeholder både en startstrømbegrænser og et relæ til spændingsstyring. Kredsløbet styres af en mikroprocessor, som automatisk dæmper startstødet og kan slukke for belastningen, hvis spændingen i netværket stiger over det tilladte niveau.
Enheden er inkluderet i afbrydelsen af strøm- og belastningsledningerne, den fungerer som følger:
- Når der påføres spænding, tænder mikrocontrolleren, som kontrollerer tilstedeværelsen af fasespænding og dens værdi.
- Hvis der ikke opdages problemer i en periode, tilsluttes belastningen, hvilket signaleres af den grønne LED "Netværk".
- De 40 millisekunders nedtælling sker, og relæet shunter dæmpningsmodstanden.
- Når spændingen afviger fra normen, eller den svigter, afbryder relæet belastningen, hvilket signaleres af den røde "Emergency" LED.
- Når netværksparametrene (strøm, spænding) gendannes, vender systemet tilbage til sin oprindelige tilstand.
Generator nuværende grænse
I bilgeneratorer er det vigtigt at kontrollere ikke kun mængden af udgangsspænding, men også outputtetind i belastningsstrømmen. Hvis overskridelse af den første kan føre til fejl i belysningsudstyret, tynde viklinger af enheder samt genopladning af batteriet, så kan den anden beskadige viklingen af selve generatoren.
Udgangsstrømmen stiger jo mere, jo mere belastning er tilsluttet ved generatorens udgang (ved at reducere den samlede modstand). For at forhindre dette, anvendes en elektromagnetisk strømbegrænser. Dens funktionsprincip er baseret på inklusion af yderligere modstand i kredsløbet af den spændende vikling af generatoren i tilfælde af en stigning i elektricitet.
Kortslutningsstrømgrænse
For at beskytte kraftværker og store fabrikker mod overspændingsstrømme bruges der nogle gange strømbegrænsere (eksplosiv virkning). De består af:
- afbryd enhed;
- fuse;
- chipblok;
- transformer.
Ved at kontrollere mængden af elektricitet sender det logiske kredsløb et signal til detonatoren (efter 80 mikrosekunder), når der opstår en kortslutning. Sidstnævnte sprænger bussen inde i patronen, og strømmen omdirigeres til sikringen.
Funktioner af forskellige strømbegrænsere
Hver type begrænsningsenhed er designet til specifikke opgaver og har visse egenskaber:
- fuse - hurtigvirkende, men skal udskiftes;
- reaktorer - modstår effektivt kortslutningsstrømme, men har betydelige tab og spændingsfald på dem;
- elektroniske kredsløb og hurtigvirkende afbrydere - har lave tab, men ringe beskyttelse mod overspændingsstrømme;
- elektromagnetiske relæer - består af bevægelige kontakter, der slides over tid.
Du skal derfor, når du vælger hvilket kredsløb, du vil anvende i dit hjem, studere hele rækken af faktorer, der er specifikke for et bestemt elektrisk kredsløb.
Konklusion
Det skal huskes, at adgang til elektriske netværk kræver en vis viden inden for el og erhvervserfaring. Derfor, når du installerer sådant udstyr, er det vigtigt at overholde sikkerhedsforanst altninger. Men det er selvfølgelig bedst at overlade et sådant arbejde til en kvalificeret specialist.
