În orice circuit electric în care nu există circuite de stabilizare și de protecție, poate apărea o creștere nedorită a curentului. Acesta poate fi rezultatul unor fenomene naturale (fulger în apropierea unei linii electrice) sau rezultatul unui scurtcircuit (scurtcircuit) sau al curenților de aprindere. Pentru a evita toate aceste cazuri, soluția corectă este instalarea unui dispozitiv de restricție în rețea sau în circuitul local.
Ce este un limitator de curent?
Un dispozitiv al cărui circuit este construit în așa fel încât să prevină posibilitatea creșterii puterii electricității peste limitele de amplitudine specificate sau permise, se numește limitator de curent. Prezența protecției rețelei cu un limitator de curent instalat în ea face posibilă reducerea cerințelor pentru aceasta din urmă în ceea ce privește stabilitatea dinamică și termică în cazul unui scurtcircuit.
În liniile de în altă tensiune cu tensiuni de până la 35 kV, limitarea scurtcircuitului se realizează prin utilizarea reactoarelor electrice, în unele cazuri, siguranțe din umpluturi cu granulație fină. De asemenea, circuitele alimentate cu în altă și joasă tensiune sunt protejate de circuite asamblate pe bază:
- comutatoare tiristoare;
- reactoare de tip neliniar și liniar, derivați cu comutatoare semiconductoare cu acțiune rapidă;
- reactoare polarizate neliniare.
Principiul limitatorului
Principiul de bază din spatele circuitelor de limitare a curentului este acela de a stinge excesul de curent pe un element care își poate transforma energia într-o altă formă, cum ar fi căldura. Acest lucru se vede clar în funcționarea limitatorului de curent, unde un termistor sau tiristor este folosit ca element de disipare.
O altă metodă de protecție, care este, de asemenea, des folosită, este de a întrerupe sarcina de pe linia în care a avut loc creșterea energiei electrice. Aceste tipuri de comutatoare pot fi automate, cu capacitatea de a se reseta automat după ce amenințarea dispare sau necesită înlocuirea unui element de protecție care reacţionează, cum este cazul unei siguranţe.
Cele mai avansate sunt circuitele electronice ale limitatoarelor care funcționează pe principiul închiderii canalului pentru trecerea energiei electrice atunci când acesta crește. În acest caz, sunt utilizate elemente speciale de trecere (de exemplu, tranzistori), care sunt controlate de senzori.
Sistemele moderne combinate combină funcția de limitatoare de curent pentru anumite suprasarcini și o opțiune de protecție cu oprirea sarcinii la curenții de scurtcircuit. De obicei, astfel de sisteme funcționează în rețele de în altă tensiune.
Circuit limitator de curent
Pe exempluCu cel mai simplu circuit al unui dispozitiv de limitare a curentului, puteți înțelege cum funcționează o „siguranță electronică”. Circuitul este asamblat pe două tranzistoare bipolare și vă permite să reglați puterea electricității în sursele de alimentare de joasă tensiune.
Atribuirea componentelor circuitului:
- VT1 - trece tranzistor;
- VT2 - amplificator de semnal de control al tranzistorului de trecere;
- Rs – senzor de nivel de curent (rezistor cu rezistență scăzută);
- R – rezistor limitator de curent.
Fluxul de curent în circuitul unei valori acceptabile este însoțit de o cădere de tensiune pe Rs, a cărei valoare, după amplificare pe VT2, menține tranzistorul de trecere într-o stare complet deschisă. De îndată ce puterea electricității a depășit limita de prag, tranziția tranzistorului VT1 începe să se ascundă proporțional cu creșterea energiei electrice. O caracteristică distinctivă a acestui design al dispozitivului este pierderile mari (căderea de tensiune de până la 1,6 V) de pe senzor și elementul de trecere, care este nedorit pentru alimentarea dispozitivelor de joasă tensiune.
Un analog al circuitului descris mai sus este unul mai perfect, unde o reducere a căderii de tensiune la joncțiune este realizată prin înlocuirea elementului de trecere de la un tranzistor bipolar la un tranzistor cu efect de câmp cu o rezistență scăzută a joncțiunii. Pe teren, pierderile sunt de doar 0,1 V.
Limitator de curent de pornire
Echipamentele de acest tip sunt concepute pentru a proteja sarcinile inductive și capacitive (de diferite capacități) de supratensiuni lalansare. Este instalat în sisteme de automatizare. Mai presus de toate, motoarele asincrone, transformatoarele, lămpile cu LED-uri sunt supuse unor astfel de supraîncărcări de curent. Consecința utilizării unui limitator de curent de sarcină în acest caz este o creștere a duratei de viață și a fiabilității dispozitivelor, descarcând rețelele electrice.
Dispozitivul ROPT-20-1 poate servi ca exemplu de model modern de limitator de curent monofazat. Este universal și conține atât un limitator de curent de pornire, cât și un releu pentru controlul tensiunii. Circuitul este controlat de un microprocesor, care atenuează automat supratensiunea de pornire și poate opri sarcina dacă tensiunea din rețea crește peste nivelul permis.
Dispozitivul este inclus în întreruperea liniilor de alimentare și de sarcină, funcționează astfel:
- Când se aplică tensiune, microcontrolerul pornește, care verifică prezența tensiunii de fază și valoarea acesteia.
- Dacă nu sunt detectate probleme într-o perioadă, sarcina este conectată, ceea ce este semnalizat de LED-ul verde „Rețea”.
- Are loc numărătoarea inversă de 40 de milisecunde, iar releul oprește rezistența de amortizare.
- Când tensiunea se abate de la normă sau eșuează, releul oprește sarcina, ceea ce este semnalizat de LED-ul roșu „Urgență”.
- Când parametrii rețelei (curent, tensiune) sunt restabiliți, sistemul revine la starea inițială.
Limita curentului generator
În generatoarele auto, este important să controlați nu numai cantitatea de tensiune de ieșire, ci și ieșireaîn curentul de sarcină. Dacă depășirea primului poate duce la defecțiunea echipamentelor de iluminat, înfășurările subțiri ale dispozitivelor, precum și la reîncărcarea bateriei, atunci al doilea poate deteriora înfășurarea generatorului în sine.
Curentul de ieșire crește cu atât mai mult, cu atât mai multă sarcină este conectată la ieșirea generatorului (prin reducerea rezistenței totale). Pentru a preveni acest lucru, se folosește un limitator de curent electromagnetic. Principiul său de funcționare se bazează pe includerea unei rezistențe suplimentare în circuitul înfășurării excitante a generatorului în cazul creșterii energiei electrice.
Limita curentului de scurtcircuit
Pentru a proteja centralele electrice și marile fabrici de curenți de supratensiune, se folosesc uneori limitatoare de curent de tip comutator (acțiune explozivă). Acestea constau din:
- deconectați dispozitivul;
- fuzibil;
- bloc cip;
- transformator.
Prin controlul cantității de electricitate, circuitul logic trimite un semnal detonatorului (după 80 de microsecunde) atunci când are loc un scurtcircuit. Acesta din urmă aruncă în aer autobuzul din interiorul cartuşului, iar curentul este redirecţionat către siguranţă.
Caracteristici ale diferitelor limitatoare de curent
Fiecare tip de dispozitiv de restricție este conceput pentru anumite sarcini și are anumite proprietăți:
- fuzibil - cu acțiune rapidă, dar trebuie înlocuit;
- reactoare - rezistă efectiv la curenții de scurtcircuit, dar au pierderi semnificative și căderi de tensiune asupra acestora;
- circuite electronice și întrerupătoare de circuit cu acțiune rapidă - au pierderi reduse, dar protecție redusă împotriva curenților de supratensiune;
- relee electromagnetice - constau din contacte mobile care se uzează în timp.
De aceea, alegând ce circuit să aplicați în casa dvs., trebuie să studiați întreaga gamă de factori specifici unui anumit circuit electric.
Concluzie
Trebuie amintit că accesul la rețelele electrice necesită anumite cunoștințe în electricitate și experiență de lucru. Prin urmare, atunci când instalați un astfel de echipament, este important să respectați măsurile de siguranță. Dar cel mai bine este, desigur, să încredințezi o astfel de muncă unui specialist calificat.
