Jednostavna zaštita tranzistora od kratkog spoja. Kako radi zaštita od kratkog spoja. Videozapis rada zaštitnog kruga napajanja

Najjednostavnija zaštita od kratkog spoja relevantna je i za iskusne i za početnike radio-amatere, jer nitko nije imun od pogrešaka. Ovaj članak nudi jednostavnu, ali vrlo originalnu shemu koja će vam pomoći da zaštitite svoj uređaj od neželjenog kvara. Osigurač koji se samoresetuje isključuje struju iz strujnog kruga, a LED diode signaliziraju hitan slučaj, brzo, pouzdano i jednostavno.

Shema zaštite od kratkog spoja:

Krug prikazan na slici br. 1 je vrlo jednostavna zaštita za amatersko radio napajanje ili bilo koji drugi krug.

Rad zaštitnog kruga od kratkog spoja:

Shema je vrlo jednostavna i razumljiva. Budući da struja teče stazom najmanjeg otpora dok je osigurač FU1 netaknut, tada je izlazno opterećenje Rl spojeno, slika br. 2, i kroz njega teče struja. Istodobno, LED VD4 stalno svijetli (po mogućnosti zelena).

Ako struja opterećenja premašuje maksimalnu struju dopuštenu za osigurač, on radi i time prekida (ranžira) krug opterećenja (slika 3). U tom slučaju, VD3 LED svijetli (crveni sjaj) i VD4 se gasi. Istodobno, ni vaše opterećenje ni strujni krug ne trpe (naravno, pod uvjetom da osigurač pregori na vrijeme).

Diode VD1, VD5 i zener dioda VD2 štite LED diode od obrnutih struja. Otpornici R1, R2 ograničavaju struju u zaštitnom krugu. Za osigurač FU1 preporučam korištenje resetiranog osigurača. I vrijednosti svih elemenata kruga odabirete ovisno o vašim potrebama.

Ovaj krug je jednostavno tranzistorsko napajanje opremljeno zaštitom od kratkog spoja (kratki spoj). Njegova shema prikazana je na slici.

Glavne postavke:

• Izlazni napon - 0..12V;
• Maksimalna izlazna struja je 400 mA.

Shema radi na sljedeći način. Ulazni napon mreže od 220V pretvara se transformatorom u 16-17V, zatim se ispravlja diodama VD1-VD4. Ispravljeno valovanje napona filtrira se kondenzatorom C1. Nadalje, ispravljeni napon se dovodi do VD6 zener diode, koja stabilizira napon na svojim terminalima do 12V. Ostatak napona se gasi na otporniku R2. Zatim se napon podešava promjenjivim otpornikom R3 na potrebnu razinu unutar 0-12V. Nakon toga slijedi pojačalo struje na tranzistorima VT2 i VT3, koje pojačava struju do razine od 400 mA. Opterećenje strujnog pojačala je otpornik R5. Kondenzator C2 dodatno filtrira mreškanje izlaznog napona.

Obrana funkcionira ovako. U nedostatku kratkog spoja na izlazu, napon na stezaljkama VT1 je blizu nule i tranzistor je zatvoren. Krug R1-VD5 osigurava pristranost na svojoj bazi na razini od 0,4-0,7 V (pad napona preko otvorenog p-n spoja diode). Ova pristranost je dovoljna da se tranzistor otvori na određenoj razini napona kolektor-emiter. Čim dođe do kratkog spoja na izlazu, napon kolektor-emiter postaje različit od nule i jednak naponu na izlazu bloka. Tranzistor VT1 se otvara, a otpor njegovog kolektorskog spoja postaje blizu nule, a time i na zener diodi. Dakle, nulti ulazni napon se dovodi do strujnog pojačala, vrlo mala struja će teći kroz tranzistore VT2, VT3 i oni neće otkazati. Zaštita se deaktivira odmah kada se ukloni kratki spoj.

Pojedinosti

Transformator može biti bilo koji s površinom poprečnog presjeka jezgre od 4 cm 2 ili više. Primarni namot sadrži 2200 zavoja žice PEV-0,18, sekundarni - 150-170 zavoja žice PEV-0,45. Prikladan je i gotov transformator za vertikalno skeniranje iz starih cijevnih televizora serije TVK110L2 ili slično. Diode VD1-VD4 mogu biti D302-D305, D229Zh-D229L ili bilo koje za struju od najmanje 1 A i obrnuti napon od najmanje 55 V. Tranzistori VT1, VT2 mogu biti bilo koji niskofrekventni i male snage, npr. , MP39-MP42. Mogu se koristiti i moderniji silikonski tranzistori, na primjer, KT361, KT203, KT209, KT503, KT3107 i drugi. Kao VT3 - germanij P213-P215 ili moderniji silicij moćni niskofrekventni KT814, KT816, KT818 i drugi. Prilikom zamjene VT1 može se pokazati da zaštita od kratkog spoja ne radi. Zatim još jednu diodu (ili dvije, ako je potrebno) treba spojiti u seriju s VD5. Ako je VT1 silicij, onda je bolje koristiti silikonske diode, na primjer, KD209 (A-B).

Zaključno, vrijedno je napomenuti da se umjesto tranzistora navedenih u p-n-p krugu mogu koristiti i n-p-n tranzistori sličnih parametara (ne umjesto bilo kojeg od VT1-VT3, već umjesto svih njih). Zatim ćete morati promijeniti polaritet dioda, zener diode, kondenzatora, diodnog mosta. Na izlazu će, odnosno, polaritet napona biti drugačiji.

Popis radio elemenata

Gotovo svatko je u životu doživio kratki spoj. Ali najčešće se događalo ovako: bljesak, prasak i to je to. To se dogodilo samo zato što je postojala zaštita od kratkog spoja.

Uređaj za zaštitu od kratkog spoja

Uređaj može biti elektronički, elektromehanički ili jednostavan osigurač. Elektronički se uređaji uglavnom koriste u složenim elektroničkim uređajima i nećemo ih razmatrati u okviru ovog članka. Zadržimo se na osiguračima i elektromehaničkim uređajima. Osigurači su prvo korišteni za zaštitu električne mreže u kućanstvu. Navikli smo ih vidjeti u obliku "prometnih gužvi" u električnoj ploči.

Bilo ih je nekoliko vrsta, ali sva se zaštita svodila na to da se unutar ovog "plute" nalazila tanka bakrena žica koja je izgorjela kada je došlo do kratkog spoja. Bilo je potrebno trčati u trgovinu, kupiti osigurač ili spremiti kod kuće, možda nije uskoro trebala zaliha osigurača. Bilo je nezgodno. I rođeni su automatski prekidači, koji su isprva također izgledali kao "utikači".

Bio je to najjednostavniji elektromehanički prekidač. Proizvedeni su za različite struje, ali maksimalna vrijednost bila je 16 ampera. Ubrzo su bile potrebne veće vrijednosti, a tehnički napredak omogućio je proizvodnju strojeva na način na koji ih danas vidimo u većini električnih ploča u našim domovima.

Kako nas stroj štiti?

Ima dvije vrste zaštite. Jedna vrsta se temelji na indukciji, druga na grijanju. Kratki spoj karakterizira velika struja koja teče kroz kratki spoj. Stroj je konstruiran na način da struja teče kroz bimetalnu ploču i induktor. Dakle, kada kroz stroj teče velika struja, u zavojnici nastaje jak magnetski tok koji pokreće mehanizam za otpuštanje stroja. Pa, bimetalna ploča je dizajnirana za protok nazivne struje. Kada struja teče kroz žice, uvijek uzrokuje toplinu. Ali to često ne primjećujemo, jer se toplina ima vremena raspršiti i čini nam se da se žice ne zagrijavaju. Bimetalna ploča sastoji se od dva metala različitih svojstava. Kada se zagrijavaju, ova dva metala se deformiraju (šire), ali kako se jedan metal širi više od drugog, ploča se počinje savijati. Ploča je odabrana na način da kada se prekorači nazivna vrijednost stroja, zbog savijanja, aktivira mehanizam za otpuštanje. Tako se ispostavlja da jedna zaštita (induktivna) radi na strujama kratkog spoja, a druga na strujama koje teku dugo kroz kabel. Budući da su struje kratkog spoja brze prirode i teku u mreži kratko vrijeme, bimetalna ploča nema vremena zagrijati se do te mjere da se deformira i isključuje stroj.

Zaštitni krug od kratkog spoja

Zapravo, u ovoj shemi nema ništa komplicirano. Instaliran je u krug, koji odspaja ili faznu žicu ili cijeli krug odjednom. Ali postoje nijanse. Zaustavimo se na njima detaljnije.

1. Nemoguće je staviti odvojene automate u fazni i nulti krug. Iz jednog jednostavnog razloga. Ako se iznenada, tijekom kratkog spoja, nulti stroj isključi, tada će cijela električna mreža biti pod naponom, jer će fazni stroj ostati uključen.
   
2. Ne možete ugraditi žicu manjeg presjeka nego što stroj dopušta. Vrlo često, u stanovima sa starim ožičenjem, kako bi se povećala snaga, ugrađuju se snažniji strojevi ... Jao, to je najčešći uzrok kratkih spojeva. Evo što se događa u takvim slučajevima. Pretpostavimo, radi jasnoće, postoji žica, bakrena, s poprečnim presjekom od 1,5 sq. Mm, koja je sposobna izdržati struju do 16 A. Na nju je postavljen automatski stroj od 25A. Na ovu mrežu uključimo opterećenje, recimo 4,5 kW, kroz žicu će teći struja od 20,5 ampera. Žica će se početi jako zagrijavati, ali uređaj neće isključiti mrežu. Kao što se sjećate, stroj ima dvije vrste zaštite. Zaštita od kratkog spoja još ne radi, jer kratkog spoja nema, a zaštita nazivne struje će se aktivirati na vrijednosti većoj od 25 ampera. Dakle, ispada da se žica jako zagrijava, izolacija se počinje topiti, ali stroj ne radi. Na kraju dolazi do kvara izolacije i kratkog spoja i, konačno, stroj radi. Ali što dobivate? Linija se više ne može koristiti i mora se zamijeniti. To nije teško ako su žice položene na otvoren način. Ali ako su skriveni u zidu? Osigurana vam je nova adaptacija.
3. Ako je aluminijsko ožičenje starije od 15 godina, a bakreno više od 25 godina, a vi ćete napraviti popravke, svakako promijenite novo ožičenje. Bez obzira na investiciju, uštedjet ćete novac. Zamislite da ste već izvršili popravke, a u nekoj razvodnoj kutiji je bio loš kontakt? To je ako govorimo o bakrenoj žici (u kojoj, u pravilu, samo izolacija stari ili spojevi s vremenom oksidiraju ili oslabe, a zatim se počinju zagrijavati, što dovodi do još bržeg uništavanja uvijanja). Ako govorimo o aluminijskoj žici, onda je još gore. Aluminij je vrlo duktilan metal. S temperaturnim fluktuacijama, kompresija i ekspanzija žice su prilično značajni. A ako je u žici došlo do mikropukotine (proizvodnja, tehnološki nedostatak), onda se s vremenom povećava, a kada postane prilično velika, što znači da je žica na ovom mjestu tanja, onda kada struja teče, ovaj dio se počinje zagrijavati gore i ohladiti, što samo ubrzava proces. Stoga, čak i ako vam se čini da je sve u redu s ožičenjem: "Uostalom, prije je radilo!", bolje je to ipak promijeniti.
4. Kutije za razbijanje. Postoje članci o tome, ali ću ih ovdje ukratko proći. NIKADA NE RADITE TWIST!!! Čak i ako ih dobro radiš, to je preokret. Metal ima tendenciju skupljanja i širenja pod utjecajem temperature, a uvijanje slabi. Pokušajte ne koristiti vijčane stezaljke iz istog razloga. Vijčani stezaljke mogu se koristiti u otvorenim ožičenjima. Tada ćete barem moći povremeno pogledati u kutije i provjeriti stanje ožičenja. Za tu namjenu najbolje su prikladne vijčane stezaljke tipa “SIZ”, odnosno terminalni spojevi tipa “WAGO”, a za strujno ožičenje najbolje su prikladne vijčane stezaljke tipa “Nut” (ove stezaljke imaju dvije ploče koje se spajaju pomoću četiri vijka, u sredini se nalazi još jedna ploča, tj. pomoću takvih stezaljki moguće je spojiti bakrene i aluminijske žice). Ostavite zalihu ogoljene žice najmanje 15 cm. Ovo ima dva cilja: ako je kontakt s uvijanjem loš, žica ima vremena za odvođenje topline, a također imate priliku ponoviti uvijanje ako se nešto dogodi. Pokušajte rasporediti žice na takav način da nema preklapanja između faze i nule sa zemljom. Žice se mogu križati, ali ne ležati jedna na drugoj. Pokušajte rasporediti zavoje na takav način da je fazna žica s jedne strane, a neutralna žica i žica za uzemljenje s druge.

   

5. Nemojte izravno spajati bakrene i aluminijske žice. Ili koristite WAGO terminalske blokove ili stezaljke matice. To se posebno odnosi na žice namijenjene spajanju električnih štednjaka. Obično, kada vrše popravke i prenose utičnicu za peći, povećavaju kabel. Vrlo često su to aluminijske žice koje su izgrađene od bakra.
6. Malo posebno. Nemojte štedjeti na prekidačima, utičnicama (posebno za električne štednjake). Činjenica je da je u ovom trenutku prilično teško pronaći dobre utičnice za električne štednjake (govorim o malim gradovima), pa je najbolje koristiti stezaljke Nut U739M ili pronaći dobru utičnicu.
7. Prilikom zatezanja priključaka na utičnicama, učinite ga jačim, ali nemojte skidati navoj, ako se to dogodi, bolje je odmah promijeniti utičnicu, nemojte se oslanjati na "možda".
8. Prilikom postavljanja nove električne trase koristite sljedeće standarde: 10-15 cm od uglova, stropa, zidova (uz pod), dovratnika, prozorskih okvira, poda (uz zid). To će vas zaštititi kod postavljanja, primjerice, spuštenih stropova ili lajsni, koji se učvršćuju tiplama, za koje trebate probušiti rupu. Ako je žica u kutu između poda i zida, vrlo je lako zapeti za žicu. Sve žice moraju biti postavljene strogo vodoravno ili okomito. Tako će vam biti lakše razumjeti gdje možete izbušiti novu rupu ako odjednom trebate objesiti policu ili sliku ili TV.
9. Nemojte povezivati ​​(od jednog do drugog) više od 4 utičnice. U kuhinji uglavnom ne preporučam spajanje više od dva, pogotovo tamo gdje se planira korištenje pećnice, kuhala za vodu, perilice posuđa i mikrovalne pećnice na jednom mjestu.
10. Najbolje je postaviti zaseban vod na pećnicu ili ga spojiti na vod iz kojeg se napaja ploča za kuhanje (jer vrlo često troše oko 3 kW.) Nije svaka utičnica u stanju izdržati takvo opterećenje, ali ako drugi moćni potrošač je spojen na njega (na primjer, kuhalo za vodu), riskirate kratki spoj zbog jakog zagrijavanja priključka u utičnici putem petlje.
11. Pokušajte ne koristiti produžne kabele za uključivanje snažnih električnih uređaja, kao što su grijači na ulje, ili koristite produžne kabele poznatih proizvođača, a ne kineski "no name". Pažljivo pročitajte koliko snage ovaj produžni kabel može osigurati i nemojte ga koristiti ako ima manje snage nego što vam je potrebno za napajanje. Kada koristite produžni kabel, pokušajte izbjeći namotanu žicu. Ako žica samo leži, onda ima vremena za raspršivanje topline. Ako je žica uvijena, tada se toplina nema vremena raspršiti i žica se počinje primjetno zagrijavati, što također može dovesti do kratkog spoja.
12. Ne priključujte nekoliko jakih potrošača na jednu utičnicu (kroz T ili produžni kabel s više utičnica) odjednom. Dopušteno je uključiti opterećenje od 3,5 kW na dobroj utičnici, do 2 kW na ne baš dobroj. U kućama s aluminijskim ožičenjem, ne više od 2 kW do bilo koje utičnice, a još bolje, nemojte uključivati ​​više od 2 kW na grupu utičnica koje pokreće jedan stroj.
13. Prije stavljanja grijača u svaku prostoriju, provjerite jesu li sobe napajane različitim strojevima. Kako se kaže: „Ponekad štap može opaliti“, tako je i sa strojnicama: „Ponekad strojnica ne radi“, a posljedice toga su prilično okrutne. Zato zaštitite sebe i svoje najmilije.
14. Pažljivo rukujte grijaćim uređajima, pazite da žica ne dospije na grijaće elemente.

Prekidač kratkog spoja

Zašto sam ovo napravio zasebnim paragrafom? Sve je jednostavno. To je stroj koji pruža zaštitu od kratkih spojeva. Ako instalirate, onda svakako stavite stroj sljedeći ili ga stavite odmah (ovaj uređaj je dva u jednom: RCD i stroj). Takav uređaj isključuje mrežu i u slučaju kratkog spoja, i kada je vrijednost nazivne struje prekoračena, i kada dođe do struje curenja, kada ste, na primjer, pod naponom i električna struja počinje teći kroz vas. Da vas još jednom podsjetim: RCD NE ŠTITI OD KRATKOG SPOJA, RCD vas štiti od strujnog udara. Naravno, može se dogoditi da će RCD isključiti mrežu tijekom kratkog spoja, ali nije namijenjen za to. Rad RCD-a tijekom kratkog spoja potpuno je nasumičan. I sva ožičenja mogu izgorjeti, možda sve gori, a RCD neće isključiti mrežu.

Slični materijali.

Pojam "kratki spoj" u elektrotehnici odnosi se na rad izvora napona u nuždi. Pojavljuje se kada dođe do kršenja tehnoloških procesa prijenosa energije, kada su izlazni terminali kratko spojeni (kratko spojeni) na radnom generatoru ili kemijskom elementu.

U ovom slučaju, cjelokupna snaga izvora trenutno se primjenjuje na kratki spoj. Kroz njega protječu ogromne struje, sposobne zapaliti opremu i uzrokovati električne ozljede ljudima u blizini. Za zaustavljanje razvoja takvih nesreća koriste se posebne zaštite.

Koje su vrste kratkih spojeva

Prirodne električne anomalije

Pojavljuju se tijekom pražnjenja groma, popraćeno.

Izvori njihovog nastanka su visoki potencijali statičkog elektriciteta različitih znakova i vrijednosti koje akumuliraju oblaci kada ih vjetar pomiče na velike udaljenosti. Kao rezultat prirodnog hlađenja, kada se diže na visinu, para vlage unutar oblaka kondenzira se, stvarajući kišu.

Vlažna okruženja imaju nizak električni otpor, što stvara kvar zračne izolacije za prolaz struje u obliku munje.

Električno pražnjenje skače između dva objekta s različitim potencijalima:

• na oblacima koji se približavaju;

• između grmljavinskog oblaka i zemlje.

Prva vrsta munje opasna je za zrakoplove, a ispuštanje na tlo može uništiti drveće, zgrade, industrijske objekte i nadzemne dalekovode. Da bi se zaštitili od toga, ugrađeni su gromobrani, koji uzastopno obavljaju sljedeće funkcije:

1. prijem, privlačni potencijal munje na posebnom hvataču;

2. propuštanje primljene struje kroz strujni vod do petlje uzemljenja zgrade;

3. uklanjanje visokonaponskog pražnjenja ovim strujnim krugom na potencijal zemlje.

Kratki spojevi u istosmjernim krugovima

Galvanski izvori napona ili ispravljači stvaraju razliku između pozitivnih i negativnih potencijala na izlaznim kontaktima, koji u normalnim uvjetima osiguravaju rad kruga, na primjer, sjaj žarulje iz baterije, kao što je prikazano na donjoj slici.

Električni procesi koji se događaju u ovom slučaju opisani su matematičkim izrazom.

Elektromotorna sila izvora raspoređuje se tako da stvara opterećenje u unutarnjim i vanjskim krugovima prevladavanjem njihovih otpora "R" i "r".

U slučaju nužde dolazi do kratkog spoja s vrlo niskim električnim otporom između terminala baterije "+" i "-", što praktički eliminira protok struje u vanjskom krugu, stavljajući ovaj dio kruga izvan rada. Stoga, u odnosu na nazivni način rada, možemo pretpostaviti da je R=0.

Sva struja cirkulira samo u unutarnjem krugu, koji ima mali otpor, a određen je formulom I \u003d E / r.

Budući da se veličina elektromotorne sile nije promijenila, vrijednost struje raste vrlo naglo. Takav kratki spoj teče kroz kratko spojeni vodič i unutarnji krug, uzrokujući veliku proizvodnju topline unutar njih i naknadni strukturalni kvar.

Kratki spojevi u krugovima izmjenične struje

Svi električni procesi ovdje su također opisani djelovanjem Ohmovog zakona i odvijaju se prema sličnom principu. Značajke za njihov prolaz nameću:

primjena shema jednofaznih ili trofaznih mreža različitih konfiguracija;

prisutnost petlje uzemljenja.

Vrste kratkih spojeva u krugovima izmjeničnog napona

Struje kratkog spoja mogu se pojaviti između:

faza i zemlja;

dvije različite faze;

dvije različite faze i tlo;

tri faze;

tri faze i tlo.

Za prijenos električne energije preko nadzemnih vodova, sustavi napajanja mogu koristiti drugačiju shemu neutralnog povezivanja:

1. izoliran;

2. gluhozemlja.

U svakom od ovih slučajeva, struje kratkog spoja formirat će svoj vlastiti put i imati različitu veličinu. Stoga se sve navedene mogućnosti sastavljanja električnog kruga i mogućnost pojave struja kratkog spoja u njima uzimaju u obzir pri kreiranju konfiguracije strujne zaštite za njih.

Unutar potrošača električne energije, na primjer, elektromotora, također može doći do kratkog spoja. Za jednofazne strukture, fazni potencijal može probiti izolacijski sloj do kućišta ili neutralnog vodiča. U trofaznoj električnoj opremi može se dodatno pojaviti kvar između dvije ili tri faze, ili između njihovih kombinacija s okvirom/uzemljenjem.

U svim tim slučajevima, kao i u slučaju kratkog spoja u istosmjernim strujnim krugovima, kroz nastali kratki spoj i cijeli na njega spojen krug do generatora protjecat će vrlo velika struja kratkog spoja, što će uzrokovati hitni način rada.

Kako bi se to spriječilo, koriste se zaštite koje automatski uklanjaju napon s opreme izložene povećanim strujama.

Kako odabrati granice djelovanja zaštite od kratkog spoja

Svi električni uređaji su dizajnirani da troše određenu količinu električne energije u svom naponskom razredu. Uobičajeno je radno opterećenje procijeniti ne snagom, već strujom. Na njemu je lakše mjeriti, kontrolirati i stvarati zaštitu.

Na slici su prikazani grafikoni struja koje se mogu pojaviti u različitim načinima rada opreme. Ispod njih se odabiru postavke i prilagodbe zaštitnih uređaja.

Grafikon u smeđoj boji prikazuje sinusni val nominalnog načina rada, koji je odabran kao početni pri projektiranju električnog kruga, uzimajući u obzir snagu električnog ožičenja i odabir trenutnih zaštitnih uređaja.

Frekvencija industrijske sinusoide u ovom načinu rada je uvijek stabilna, a period jedne pune oscilacije događa se za 0,02 sekunde.

Sinusoida načina rada na slici prikazana je plavom bojom. Obično je manji od nominalnog harmonika. Ljudi rijetko u potpunosti koriste sve rezerve moći koje su im dodijeljene. Na primjer, ako u sobi visi luster s pet krakova, tada se za osvjetljenje često uključuje jedna skupina žarulja: dvije ili tri, a ne svih pet.

Kako bi električni uređaji radili pouzdano pri nazivnom opterećenju, stvara se mala strujna margina za postavljanje zaštite. Količina struje na koju su postavljeni da se isključe naziva se postavka. Kada se postigne, prekidači uklanjaju napon s opreme.

U rasponu amplituda sinusoida između nominalnog načina rada i zadane vrijednosti, električni krug radi u načinu malog preopterećenja.

Moguća vremenska karakteristika struje kvara je na grafikonu prikazana crnom bojom. Njegova amplituda premašuje postavku zaštite, a frekvencija oscilacija se dramatično promijenila. Obično ima aperiodični karakter. Svaki poluval varira po veličini i frekvenciji.

Svaka zaštita od kratkog spoja uključuje tri glavne faze rada:

1. kontinuirano praćenje stanja sinusoida kontrolirane struje i utvrđivanje trenutka nastanka kvara;

2. analizu postojećeg stanja i izdavanje zapovijedi od strane logičkog dijela izvršnom tijelu;

3. skidanje napona s opreme sklopnim uređajima.

U mnogim se uređajima koristi još jedan element - unos vremenske odgode za rad. Koristi se za osiguranje principa selektivnosti u složenim, razgranatim krugovima.

Budući da sinusoida dostiže svoju amplitudu za 0,005 s, ovaj period je barem neophodan za njezino mjerenje zaštitama. Sljedeće dvije faze rada također se ne događaju odmah.

Ukupno vrijeme rada najbrže strujne zaštite iz ovih razloga je nešto manje od perioda jedne harmonijske oscilacije od 0,02 sec.

Značajke dizajna zaštite od kratkog spoja

Električna struja koja prolazi kroz bilo koji vodič uzrokuje:

toplinsko zagrijavanje vodiča;

indukcija magnetskog polja.

Ove dvije radnje su uzete kao osnova za dizajn zaštitnih uređaja.

Zaštita temeljena na principu izlaganja toplinskoj struji

Toplinski učinak struje, koji su opisali znanstvenici Joule i Lenz, koristi se za zaštitu osiguračima.

Zaštita osigurača

Temelji se na ugradnji topljive veze unutar strujnog puta, koja optimalno podnosi nazivno opterećenje, ali izgara kada se prekorači, prekidajući strujni krug.

Što je veća vrijednost struje u slučaju nužde, brže se stvara prekid u krugu - uklanjanje napona. Uz blagi višak struje može doći do okidanja nakon duljeg vremenskog razdoblja.

Osigurači uspješno rade u elektroničkim uređajima, električnoj opremi automobila, kućanskim aparatima, industrijskim uređajima do 1000 volti. Neki od njihovih modela rade u krugovima visokonaponske opreme.

Zaštita temeljena na principu izlaganja elektromagnetskoj struji

Princip induciranja magnetskog polja oko vodiča sa strujom omogućio je stvaranje ogromne klase elektromagnetskih releja i prekidača pomoću isklopne zavojnice.

Njegov namot se nalazi na jezgri - magnetskom krugu, u koji se dodaju magnetski tokovi iz svakog zavoja. Pokretni kontakt mehanički je spojen na armaturu, koja je njihajući dio jezgre. Pritišće se na trajno učvršćeni kontakt snagom opruge.

Nazivna struja koja prolazi kroz zavoje isklopnog svitka stvara magnetski tok koji ne može nadvladati silu opruge. Stoga su kontakti stalno u zatvorenom stanju.

Kada se pojave struje u nuždi, armatura se privlači na stacionarni dio magnetskog kruga i prekida strujni krug koji stvaraju kontakti.

Na slici je prikazan jedan od tipova prekidača koji rade na temelju uklanjanja elektromagnetskog napona iz štićenog kruga.

Koristi se:

automatsko isključivanje načina rada u nuždi;

sustav za gašenje električnog luka;

ručno ili automatsko aktiviranje.

Digitalna zaštita od kratkog spoja

Sve gore navedene zaštite rade s analognim vrijednostima. Osim njih, u posljednje vrijeme u industriji, a posebno u energetskom sektoru, aktivno se uvode digitalne tehnologije temeljene na radu i statičkim relejima. Isti uređaji s pojednostavljenim funkcijama proizvode se za domaće potrebe.

Mjerenje veličine i smjera struje koja prolazi kroz zaštićeni krug vrši se ugrađenim opadajućim strujnim transformatorom visoke klase točnosti. Signal koji je izmjerio podvrgava se digitalizaciji superpozicijom prema principu amplitudske modulacije.

Zatim ide na logički dio zaštite mikroprocesora koji radi po određenom, unaprijed konfiguriranom algoritmu. U slučaju izvanrednih situacija, logika uređaja izdaje naredbu aktivirajućem mehanizmu za isključivanje za uklanjanje napona iz mreže.

Za rad zaštite koristi se jedinica za napajanje koja preuzima napon iz mreže ili autonomnih izvora.

Digitalne zaštite od kratkog spoja imaju veliki broj funkcija, postavki i mogućnosti sve do registracije predizvanrednog stanja mreže i načina njezina gašenja.

Za zaštitu napajanja pri projektiranju različitih strujnih krugova, preporuča se na izlaz PSU dodati nadstrujnu zaštitnu jedinicu. Jednostavan sklop uređaja izgrađen je pomoću tiristora kao upravljačkog elementa zaštite napona.

Sve dok je napon napajanja na ulazu unutar normalnog raspona, zener dioda i tiristor su zatvoreni, struja teče do opterećenja. Kada napon napajanja prijeđe 15,2V, otvara se zener dioda, a zatim tiristor, budući da postoji razlika potencijala između njezine katode i kontrolne elektrode koja je dovoljna da je otključa. Paralelno spojen s izlazom napajanja, tiristor VS1, kada je preopterećen, razbija osigurač u roku od nekoliko mikrosekundi ako je izlazni napon iznad dopuštene vrijednosti. Prag za otvaranje tiristora, odnosno rad zaštite, ovisi o tehničkim podacima zener diode. Ako osigurač pregori, uključit će se piezo odašiljač zvuka s ugrađenim generatorom, što će signalizirati vanjski kvar, što također ukazuje na mogući kratki spoj u opterećenju. Alarm će se oglašavati sve dok se glavno napajanje ili uređaj za opterećenje ne isključi.

Videozapis rada zaštitnog kruga napajanja