Σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό κύκλωμα όπου δεν υπάρχουν κυκλώματα σταθεροποίησης και προστασίας, μπορεί να συμβεί ανεπιθύμητη αύξηση του ρεύματος. Αυτό μπορεί να είναι αποτέλεσμα φυσικών φαινομένων (κεραυνός κοντά σε γραμμή ρεύματος) ή αποτέλεσμα βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα) ή ρευμάτων εισροής. Για να αποφύγετε όλες αυτές τις περιπτώσεις, η σωστή λύση είναι να εγκαταστήσετε μια συσκευή περιορισμού στο δίκτυο ή στο τοπικό κύκλωμα.
Τι είναι ο περιοριστής ρεύματος;
Μια συσκευή της οποίας το κύκλωμα είναι κατασκευασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να αποτρέπει την πιθανότητα αύξησης της ισχύος του ηλεκτρισμού πάνω από τα καθορισμένα ή επιτρεπτά όρια πλάτους, ονομάζεται περιοριστής ρεύματος. Η παρουσία προστασίας δικτύου με εγκατεστημένο περιοριστή ρεύματος καθιστά δυνατή τη μείωση των απαιτήσεων για το τελευταίο όσον αφορά τη δυναμική και θερμική σταθερότητα σε περίπτωση βραχυκυκλώματος.
Σε γραμμές υψηλής τάσης με τάσεις έως 35 kV, ο περιορισμός βραχυκυκλώματος επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς αντιδραστήρες, σε ορισμένες περιπτώσεις, ασφάλειες κατασκευασμένες από λεπτόκοκκο πληρωτικά. Επίσης, τα κυκλώματα που τροφοδοτούνται από υψηλή και χαμηλή τάση προστατεύονται από κυκλώματα συναρμολογημένα στη βάση:
- διακόπτες θυρίστορ;
- αντιδραστήρες μη γραμμικού και γραμμικού τύπου, διακλαδισμένοι με διακόπτες ημιαγωγών ταχείας δράσης;
- μη γραμμικοί πολωμένοι αντιδραστήρες.
Η αρχή του περιοριστή
Η βασική αρχή πίσω από τα κυκλώματα περιορισμού ρεύματος είναι να σβήνει το υπερβολικό ρεύμα σε ένα στοιχείο που μπορεί να μετατρέψει την ενέργειά του σε άλλη μορφή, όπως η θερμότητα. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα στη λειτουργία του περιοριστή ρεύματος, όπου ένα θερμίστορ ή θυρίστορ χρησιμοποιείται ως στοιχείο διασκορπισμού.
Μια άλλη μέθοδος προστασίας, η οποία επίσης χρησιμοποιείται συχνά, είναι η αποκοπή του φορτίου από τη γραμμή στην οποία έχει συμβεί το κύμα ηλεκτρισμού. Αυτοί οι τύποι διακοπτών μπορεί να είναι αυτόματοι, με δυνατότητα αυτόματης επαναφοράς μετά την εξαφάνιση της απειλής ή να απαιτούν αντικατάσταση ενός προστατευτικού στοιχείου που αντιδρά, όπως συμβαίνει με μια ασφάλεια.
Τα πιο προηγμένα είναι τα ηλεκτρονικά κυκλώματα περιοριστών που λειτουργούν με βάση την αρχή του κλεισίματος του καναλιού για τη διέλευση του ηλεκτρισμού όταν αυξάνεται. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιούνται ειδικά στοιχεία διέλευσης (για παράδειγμα, τρανζίστορ), τα οποία ελέγχονται από αισθητήρες.
Τα σύγχρονα συνδυασμένα συστήματα συνδυάζουν τη λειτουργία περιοριστών ρεύματος για ορισμένες υπερφορτώσεις και μια προστατευτική επιλογή με απενεργοποίηση φορτίου σε ρεύματα βραχυκυκλώματος. Συνήθως, τέτοια συστήματα λειτουργούν σε δίκτυα υψηλής τάσης.
Κύκλωμα περιοριστή ρεύματος
Στο παράδειγμαΜε το απλούστερο κύκλωμα μιας συσκευής περιορισμού ρεύματος, μπορείτε να καταλάβετε πώς λειτουργεί μια «ηλεκτρονική ασφάλεια». Το κύκλωμα συναρμολογείται σε δύο διπολικά τρανζίστορ και σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την ισχύ του ηλεκτρισμού σε τροφοδοτικά χαμηλής τάσης.
Εκχώρηση εξαρτημάτων κυκλώματος:
- VT1 - τρανζίστορ διέλευσης;
- VT2 - ενισχυτής σήματος ελέγχου τρανζίστορ διέλευσης;
- Rs – αισθητήρας στάθμης ρεύματος (αντίσταση χαμηλής αντίστασης);
- R – αντίσταση περιορισμού ρεύματος.
Η ροή του ρεύματος στο κύκλωμα μιας αποδεκτής τιμής συνοδεύεται από πτώση τάσης στα Rs, η τιμή της οποίας, μετά την ενίσχυση στο VT2, διατηρεί το τρανζίστορ διέλευσης σε πλήρως ανοιχτή κατάσταση. Μόλις η ισχύς του ηλεκτρισμού υπερβεί το όριο κατωφλίου, η μετάβαση του τρανζίστορ VT1 αρχίζει να κρύβεται ανάλογα με την αύξηση της ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του σχεδιασμού της συσκευής είναι οι μεγάλες απώλειες (πτώση τάσης έως 1,6 V) στον αισθητήρα και στο στοιχείο διέλευσης, κάτι που δεν είναι επιθυμητό για την τροφοδοσία συσκευών χαμηλής τάσης.
Ένα ανάλογο του κυκλώματος που περιγράφηκε παραπάνω είναι πιο τέλειο, όπου η μείωση της πτώσης τάσης στη διασταύρωση επιτυγχάνεται αντικαθιστώντας το στοιχείο διέλευσης από ένα διπολικό σε ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου με χαμηλή αντίσταση διασταύρωσης. Στο γήπεδο, οι απώλειες είναι μόνο 0,1 V.
Περιοριστής ρεύματος εισόδου
Ο εξοπλισμός αυτού του τύπου έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει επαγωγικά και χωρητικά φορτία (διάφορων χωρητικοτήτων) από υπερτάσεις σεξεκίνα. Εγκαθίσταται σε συστήματα αυτοματισμού. Πάνω απ 'όλα, οι ασύγχρονοι κινητήρες, οι μετασχηματιστές, οι λαμπτήρες LED υπόκεινται σε τέτοιες υπερφορτώσεις ρεύματος. Η συνέπεια της χρήσης περιοριστή ρεύματος φορτίου σε αυτή την περίπτωση είναι η αύξηση της διάρκειας ζωής και της αξιοπιστίας των συσκευών, η εκφόρτωση ηλεκτρικών δικτύων.
Η συσκευή ROPT-20-1 μπορεί να χρησιμεύσει ως παράδειγμα ενός σύγχρονου μοντέλου μονοφασικού περιοριστή ρεύματος. Είναι γενικής χρήσης και περιέχει τόσο περιοριστή ρεύματος εισροής όσο και ρελέ για έλεγχο τάσης. Το κύκλωμα ελέγχεται από έναν μικροεπεξεργαστή, ο οποίος μειώνει αυτόματα το κύμα εκκίνησης και μπορεί να απενεργοποιήσει το φορτίο εάν η τάση στο δίκτυο ανέβει πάνω από το επιτρεπόμενο επίπεδο.
Η συσκευή περιλαμβάνεται στο διάλειμμα των γραμμών ισχύος και φόρτωσης, λειτουργεί ως εξής:
- Όταν εφαρμόζεται τάση, ο μικροελεγκτής ενεργοποιείται, ο οποίος ελέγχει την παρουσία τάσης φάσης και την τιμή της.
- Εάν δεν εντοπιστούν προβλήματα κατά τη διάρκεια μιας περιόδου, το φορτίο συνδέεται, το οποίο σηματοδοτείται από την πράσινη λυχνία LED "Network".
- Εμφανίζεται η αντίστροφη μέτρηση των 40 χιλιοστών του δευτερολέπτου και το ρελέ μετατρέπει την αντίσταση απόσβεσης.
- Όταν η τάση αποκλίνει από τον κανόνα ή αποτύχει, το ρελέ διακόπτει το φορτίο, το οποίο σηματοδοτείται από το κόκκινο LED "Emergency".
- Όταν αποκατασταθούν οι παράμετροι δικτύου (ρεύμα, τάση), το σύστημα επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση.
Όριο ρεύματος γεννήτριας
Στις γεννήτριες αυτοκινήτων, είναι σημαντικό να ελέγχετε όχι μόνο την ποσότητα της τάσης εξόδου, αλλά και την έξοδοστο ρεύμα φορτίου. Εάν η υπέρβαση του πρώτου μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του εξοπλισμού φωτισμού, σε λεπτές περιελίξεις των συσκευών, καθώς και σε επαναφόρτιση της μπαταρίας, τότε το δεύτερο μπορεί να προκαλέσει βλάβη στην περιέλιξη της ίδιας της γεννήτριας.
Το ρεύμα εξόδου αυξάνεται όσο περισσότερο, τόσο περισσότερο φορτίο συνδέεται στην έξοδο της γεννήτριας (μειώνοντας τη συνολική αντίσταση). Για να αποφευχθεί αυτό, χρησιμοποιείται ένας περιοριστής ηλεκτρομαγνητικού ρεύματος. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στη συμπερίληψη πρόσθετης αντίστασης στο κύκλωμα της συναρπαστικής περιέλιξης της γεννήτριας σε περίπτωση αύξησης της ηλεκτρικής ενέργειας.
Όριο ρεύματος βραχυκυκλώματος
Για την προστασία των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και των μεγάλων εργοστασίων από ρεύματα υπέρτασης, μερικές φορές χρησιμοποιούνται περιοριστές ρεύματος τύπου μεταγωγής (εκρηκτική δράση). Αποτελούνται από:
- αποσύνδεση συσκευής;
- ασφάλεια;
- μπλοκ τσιπ;
- transformer.
Ελέγχοντας την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, το λογικό κύκλωμα στέλνει ένα σήμα στον πυροκροτητή (μετά από 80 μικροδευτερόλεπτα) όταν συμβεί βραχυκύκλωμα. Το τελευταίο ανατινάζει το λεωφορείο μέσα στην κασέτα και το ρεύμα ανακατευθύνεται στην ασφάλεια.
Λειτουργίες διαφορετικών περιοριστών ρεύματος
Κάθε τύπος συσκευής περιορισμού έχει σχεδιαστεί για συγκεκριμένες εργασίες και έχει ορισμένες ιδιότητες:
- ασφάλεια - γρήγορη δράση αλλά πρέπει να αντικατασταθεί;
- αντιδραστήρες - αντιστέκονται αποτελεσματικά στα ρεύματα βραχυκυκλώματος, αλλά έχουν σημαντικές απώλειες και πτώσεις τάσης;
- ηλεκτρονικά κυκλώματα και διακόπτες κυκλώματος γρήγορης δράσης - έχουν χαμηλές απώλειες αλλά μικρή προστασία από ρεύματα υπέρτασης.
- ηλεκτρομαγνητικά ρελέ - αποτελούνται από κινούμενες επαφές που φθείρονται με την πάροδο του χρόνου.
Επομένως, επιλέγοντας ποιο κύκλωμα θα εφαρμόσετε στο σπίτι σας, πρέπει να μελετήσετε ολόκληρο το φάσμα των παραγόντων που αφορούν ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό κύκλωμα.
Συμπέρασμα
Πρέπει να θυμόμαστε ότι η πρόσβαση σε ηλεκτρικά δίκτυα απαιτεί ορισμένες γνώσεις στα ηλεκτρικά και εργασιακή εμπειρία. Επομένως, κατά την εγκατάσταση τέτοιου εξοπλισμού, είναι σημαντικό να τηρείτε τις προφυλάξεις ασφαλείας. Αλλά είναι καλύτερο, φυσικά, να αναθέσετε μια τέτοια εργασία σε έναν εξειδικευμένο ειδικό.
