Защита от кз: Меры защиты от коротких замыканий

Содержание

Меры защиты от коротких замыканий

0 Короткое замыкание является серьезным происшествием, которое может привести к опасным последствиям. С точки зрения физики, короткое замыкание является следствием соприкосновения нескольких точек электрической цепи, имеющих различающиеся значения потенциала, которые изначально не были предусмотрены. Различают однофазное, двухфазное и трехфазное замыкание. Если купить электротовары высокого качества, можно предотвратить появления замыкания.

Разновидности устройств для защиты электроприборов от аварийных режимов сети

Одним из самых простых, но при этом довольно действенных устройств для защиты от короткого замыкания, является предохранитель.

Изначально для бытовых целей использовали только этот способ предотвращения аварии. Благодаря своему удобству, простоте и дешевизне устройство применяется даже сейчас. Оно быстро реагирует на возникший аварийный режим и эффективно защищает полупроводниковые устройства. Недостатком предохранителя является то, что после срабатывания требуется замена на новое устройство либо же ремонт имеющегося. Наверняка каждый человек знает, что такое пробка. Именно это и было самым распространенным предохранителем раньше.

Более продвинутыми предохранителями являются автоматические пробки ПАР. Они отличаются такими характеристиками:

  • пригодны для многоразового использования;
  • могут защищать не только от коротких замыканий, но также и от перегрузок в сети.

Удобный способ защиты от короткого замыкания – это автоматический выключатель, который позволяет предотвратить аварию благодаря своевременному выключению системы. Есть мгновенные расцепители, принцип действия которых является электромагнитным.
Также есть расцепители с выдержкой по времени. Оба этих устройства действуют по одному принципу.

Как защитить квартиру от короткого замыкания?

Короткое замыкание является очень страшной и опасной аварией, поэтому защиту от неё нужно продумать заранее. Предотвратить замыкание помогут специальные автоматы, установленные в щитках на каждой лестничной площадке многоквартирных домов. Если есть возможность, рекомендуется устанавливать персональный щиток. Это позволит добиться более высокой защиты ваших электроприборов. Нужно всегда помнить о технике безопасности и покупать качественные электротовары, чтобы не допустить появления короткого замыкания.

Защита от короткого замыкания

Короткие замыкания происходят в любых электроустановках, вне зависимости от их сложности. Даже если электропроводка новая, светильники и розетки исправны, а электрооборудование выпущено известными на весь мир производителями, от коротких замыканий не застрахован никто. И от них нужно защищаться.

Устройства защиты от аварийных режимов в сети

Предохранители – самые простые устройства защиты. Раньше для ликвидации аварийных режимов в бытовых электропроводках применяли только их. В некоторых устройствах предохранители применяются и по сей день. Причина – они обладают высоким быстродействием и незаменимы для защиты полупроводниковых устройств.

После срабатывания предохранитель либо заменяется на новый, либо внутри него меняется плавкая вставка. Вставки для одного и того же корпуса предохранителя выпускаются на разные номиналы токов. Но необходимость держать на объекте или в квартире запас плавких вставок для оперативной замены является недостатком предохранителей.

Самым распространенным предохранителем в советское время была «пробка».

Предохранитель — «пробка»

На смену им пришли автоматические пробки типа ПАР, выпускавшиеся на токи 10, 16 и 25 А. Они вворачивались на место пробок, были многоразового использования и имели два защитных элемента, называемых расцепителями. Один защищал от коротких замыканий и срабатывал мгновенно, второй – от перегрузок и срабатывал с выдержкой времени.

ПАР-10

Такие же расцепители имеют и все автоматические выключатели, пришедшие на смену предохранителям. Мгновенный расцепитель называют электромагнитным, потому что в основу его работу положен принцип втягивания штока катушки при превышении номинального тока. Шток ударяет по защелке и пружина размыкает контактную систему выключателя.

Расцепитель, действующий с выдержкой по времени называют тепловым. Работает он по принципу терморегулятора в утюге или электронагревателе. Биметаллическая пластина при прохождении по ней тока нагревается и медленно изгибается в сторону. Чем больше ток через нее, тем быстрее происходит изгиб. Затем она действует на ту же защелку, и автомат отключается. Если воздействие тока прекратилось, пластина остывает, возвращается в исходное положение, и отключения не происходит.

В старых электрощитах еще сохранились автоматические выключатели в карболитовом корпусе типов А-63, А3161, или более современные АЕ1030. Но все они уже не удовлетворяют современным требованиям.

Автоматический выключатель А-63автоматические выключатели серии А3161Автоматический выключатель АЕ 1031

Они изношены, и их механическая часть либо заржавела, либо утратила быстродействие. И не в каждом из них есть мгновенная защита от короткого замыкания. В некоторых аппаратах устанавливался только тепловой расцепитель. Да и скорость срабатывания электромагнитного расцепителя у автоматов этих серий ниже, чем у модульных.

Поэтому такие защитные устройства нужно менять на современные, пока они своим бездействием не натворили дел.

Принципы построения защиты

В многоквартирных домах автоматы установлены в щитке на лестничной площадке. Для защиты квартир этого достаточно. Но если Вы при замене электропроводки установили у себя персональный щиток, то в нем на каждую группу потребителей лучше установить персональный автомат. Тому есть несколько причин.

  1. При замене розетки вам не понадобится отключать свет в квартире и пользоваться фонариком.
  2. Для защиты некоторых потребителей вы снизите номинальный ток автомата, что сделает их защиту чувствительнее.
  3. При повреждениях в электропроводке можно оперативно отключить аварийный участок и оставить в работе остальное.

В частных домах в качестве вводных используются двухполюсные выключатели. Это необходимо для случая ошибочного переключения на подстанции или линии, в результате которого фаза окажется на месте нуля. Использование двух однополюсных выключателей для этой цели недопустимо, так как может отключится тот, что в нуле, а фаза останется.

Двухполюсный автоматический выключатель

Нецелесообразно использование трехполюсного выключателя в качестве эквивалента трех однополюсных. Снятие планки, объединяющей три полюса не поможет. Внутри выключателя есть тяги, отключающие оставшиеся полюса при срабатывании одного из них.

При применении УЗО обязательно защитить эту же линию и автоматическим выключателем. УЗО защищает от токов утечки, но не защищает от коротких замыканий и перегрузок. Функции защиты от утечки и аварийных режимов работы совмещены в дифференциальном автомате.

Дифавтомат

Выбор автоматических выключателей

При замене старого автоматического выключателя новый устанавливайте на тот же номинальный ток. По требованиям Энергосбыта номинальный ток выключателя принимается, исходя из максимально разрешенной нагрузки.

Распределительная сеть устроена таким образом, что с приближением к источнику электроснабжения номинальные токи аппаратов защиты увеличиваются. Если ваша квартира включена через однофазный автоматический выключатель на 16 А, то все квартиры в подъезде могут быть подключены к трехфазному автомату на 40 А и равномерно распределены по фазам. В случае, если при коротком замыкании ваш автомат не отключится, через некоторое время от перегрузки сработает защита у подъездного. Каждое последующее защитное устройство резервирует предыдущее. Поэтому не стоит завышать значение номинального тока автоматического выключателя. Он может не сработать (не хватит тока) или отключится вместе с группой потребителей.

Современные модульные автоматические выключатели выпускаются с характеристиками «В», «С» и «D». Отличаются они кратностью токов срабатывания отсечки.

Характеристика

Кратность тока отсечки

Применение

D10 — 14 IномЭлектродвигатели
В2 — 5 IномКонечные потребители без пусковых токов
С5 — 10 IномВо всех остальных случаях

Будьте внимательны с применением автоматов с характеристиками «D» и «В».

И помните: если короткое замыкание не отключить, оно приведет к пожару. Позаботьтесь об исправности защиты, и живите спокойно.

Оцените качество статьи:

Защита бп от кз на реле. Самодельный блок питания с системой защиты от коротких замыканий. Устройства защиты от аварийных режимов в сети

Практически каждый начинающий радиолюбитель стремится вначале своего творчества сконструировать сетевой блок питания, чтобы впоследствии использовать его для питания различных экспериментальных устройств. И конечно, хотелось бы, чтобы этот блок питания «подсказывал» об опасности выхода из строя отдельных узлов при ошибках или неисправностях монтажа.

На сегодняшний день существует множество схем, в том числе и с индикацией короткого замыкания на выходе. Подобным индикатором в большинстве случаев обычно служит лампа накаливания, включенная в разрыв нагрузки. Но подобным включением мы увеличиваем входное сопротивление источника питания или, проще говоря, ограничиваем ток, что в большинстве случаев, конечно, допустимо, но совсем не желательно.

Схема, изображенная на рис.1, не только сигнализирует о коротком замыкании, абсолютно не влияя на выходное сопротивление устройства, но и автоматически отключает нагрузку при закорачивании выхода.

Кроме того, светодиод HL1 напоминает, что устройство включено в сеть, a HL2 светится при перегорании плавкого предохранителя FU1, указывая на необходимость его замены.

Электрическая принципиальная схема самодельного блока питания с защитой от коротких замыканий

Рассмотрим работу самодельного блока питания . Переменное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки Т1, выпрямляется диодами VD1…VD4, собранными по мостовой схеме. Конденсатеры С1 и С2 препятствуют проникновению в сети высокочастотных помех, а оксидный конденсатор С3 сглаживает пульсации напряжения, поступающего на вход компенсационного стабилизатора, собранного на VD6, VT2, VT3 и обеспечивающего на выходе стабильное напряжение 9 В.

Напряжение стабилизации можно изменить, подбирая стабилитрон VD6, например, при КС156А оно составит 5 В, при Д814А — 6 В, при ДВ14Б — В В, при ДВ14Г -10 В, при ДВ14Д -12 В. При желании выходное напряжение можно сделать регулируемым, для этого между анодом и катодом VD6 включают переменный резистор сопротивлением 3-5 кОм, а базу VT2 подключают к движку этого резистора.

Рассмотрим работу защитного устройстваблока питания . Узел защиты от КЗ в нагрузке состоит из германиевого п-р-п транзистора VT1, электромагнитного реле К1, резистора R3 и диода VD5. Последний в данном случае выполняет функцию стабистора, поддерживающего на базе VT1 неизменное напряжение около 0,6 — 0,7 В относительно общего.

В обычном режиме работы стабилизатора транзистор узла защиты надежно закрыт, так как напряжение на его базе относительно эмиттера отрицательное. При возникновении короткого замыкания эмиттер VT1, как и эмиттер регулирующего VT3, оказывается соединенным с общим минусовым проводом выпрямителя.

Другими словами, напряжение на его базе относительно эмиттера становится положительным, вследствие чего VT1 открывается, срабатывает К1 и своими контактами отключает нагрузку, светится светодиод HL3. После устранения короткого замыкания напряжение смещения на эмиттерном переходе VT1 снова становится отрицательным и он закрывается, реле К1 обесточивается, подключая нагрузку к выходу стабилизатора.

Детали для изготовления блока питания. Электромагнитное реле любое с возможно меньшим напряжением срабатывания. В любом случае должно соблюдаться одно непременное условие: вторичная обмотка Т1 должна выдавать напряжение, равное сумме напряжений стабилизации и срабатывания реле, т.е. если напряжение стабилизации, как в данном случае 9 В, а U сраб реле 6 В, то на вторичной обмотке должно быть не менее 15 В, но и не превышать допустимое на коллекторе-эмиттере применяемого транзистора. В качестве Т1 на опытном образце автор использовал ТВК-110Л2. Печатная плата устройства изображена на рис.2.

Печатная плата блока питания

У каждого радиолюбителя, регулярно занимающегося конструированием электронных устройств, думаю, имеется дома регулируемый блок питания. Штука действительно удобная и полезная, без которого, испробовав его в действии, обходиться становится трудно. Действительно, нужно ли нам проверить, например светодиод, то потребуется точно выставлять его рабочее напряжение, так как при значительном превышении подаваемого напряжения на светодиод, последний может просто сгореть. Также и с цифровыми схемами, выставляем выходное напряжение по мультиметру 5 вольт, или любое другое нужное нам и вперед.

Многие начинающие радиолюбители, сначала собирают простой регулируемый блок питания, без регулировки выходного тока и защиты от короткого замыкания. Так было и со мной, лет 5 назад собрал простой БП с регулировкой только выходного напряжения от 0,6 до 11 вольт. Его схема приведена на рисунке ниже:

Но несколько месяцев назад решил провести апгрейд этого блока питания и дополнить его схему небольшой схемкой защиты от короткого замыкания. Эту схему нашел в одном из номеров журнала Радио. При более детальном изучении выяснилось, что схема во многом напоминает приведенную выше принципиальную схему, собранного мной ранее блока питания. При коротком замыкании в питаемой схеме светодиод индикации КЗ гаснет, сигнализируя об этом, и выходной ток становится равен 30 миллиампер. Было решено, взяв часть этой схемы дополнить свою, что и сделал. Оригинал, схему из журнала Радио, в которую входит дополнение, привожу на рисунке ниже:

На следующем рисунке показывается часть этой схемы, которую нужно будет собрать.

Номинал некоторых деталей, в частности резисторов R1 и R2, нужно пересчитать в сторону увеличения. Если у кого-то остались вопросы, куда подсоединять выходящие провода с этой схемы, приведу следующий рисунок:

Еще дополню, что в собираемой схеме, вне зависимости, будет это первая схема, или схема из журнала Радио необходимо поставить на выходе, между плюсом и минусом резистор 1 кОм. На схеме из журнала Радио это резистор R6. Дальше осталось протравить плату и собрать все вместе в корпусе блока питания. Зеркалить платы в программе Sprint Layout не нужно. Рисунок печатной платы защиты от короткого замыкания:

Примерно месяц назад мне попалась на глаза схема приставки регулятора выходного тока, которую можно было использовать совместно с этим блоком питания. Схему взял с этого сайта. Тогда собрал эту приставку в отдельном корпусе и решил подключать её по мере необходимости для зарядки аккумуляторов и тому подобных действий, где важен контроль выходного тока.

Привожу схему приставки, транзистор кт3107 в ней заменил на кт361.

Но впоследствии пришла в голову мысль соединить, для удобства, все это в одном корпусе. Открыл корпус блока питания и посмотрел, места осталось маловато, переменный резистор не поместится. В схеме регулятора тока используется мощный переменный резистор, имеющий довольно большие габариты. Вот как он выглядит:

Тогда решил просто соединить оба корпуса на винты, сделав соединение между платами проводами. Также поставил тумблер на два положения: выход с регулируемым током и нерегулируемым. В первом случае, выход с основной платы блока питания соединялся с входом регулятора тока, а выход регулятора тока шел на зажимы на корпусе блока питания, а во втором случае, зажимы соединялись напрямую с выходом с основной платы блока питания. Коммутировалось все это шести контактным тумблером на 2 положения. Привожу рисунок печатной платы регулятора тока:

На рисунке печатной платы, R3.1 и R3.3 обозначены выводы переменного резистора первый и третий, считая слева. Если кто-то захочет повторить, привожу схему подключения тумблера для коммутации:

Печатные платы блока питания, схемы защиты и схемы регулировки тока прикрепил в архиве . Материал подготовил AKV.

Короткие замыкания происходят в любых электроустановках, вне зависимости от их сложности. Даже если электропроводка новая, светильники и розетки исправны, а электрооборудование выпущено известными на весь мир производителями, от коротких замыканий не застрахован никто. И от них нужно защищаться.

Устройства защиты от аварийных режимов в сети

Предохранители – самые простые устройства защиты. Раньше для ликвидации аварийных режимов в бытовых электропроводках применяли только их. В некоторых устройствах предохранители применяются и по сей день. Причина – они обладают высоким быстродействием и незаменимы для защиты полупроводниковых устройств.

После срабатывания предохранитель либо заменяется на новый, либо внутри него меняется плавкая вставка. Вставки для одного и того же корпуса предохранителя выпускаются на разные номиналы токов. Но необходимость держать на объекте или в квартире запас плавких вставок для оперативной замены является недостатком предохранителей.

Самым распространенным предохранителем в советское время была «пробка».

Предохранитель — «пробка»

На смену им пришли автоматические пробки типа ПАР , выпускавшиеся на токи 10, 16 и 25 А. Они вворачивались на место пробок, были многоразового использования и имели два защитных элемента, называемых расцепителями. Один защищал от коротких замыканий и срабатывал мгновенно, второй – от перегрузок и срабатывал с выдержкой времени.

Такие же расцепители имеют и все автоматические выключатели , пришедшие на смену предохранителям. Мгновенный расцепитель называют электромагнитным , потому что в основу его работу положен принцип втягивания штока катушки при превышении номинального тока. Шток ударяет по защелке и пружина размыкает контактную систему выключателя.

Расцепитель, действующий с выдержкой по времени называют тепловым. Работает он по принципу терморегулятора в утюге или электронагревателе. Биметаллическая пластина при прохождении по ней тока нагревается и медленно изгибается в сторону. Чем больше ток через нее, тем быстрее происходит изгиб. Затем она действует на ту же защелку, и автомат отключается. Если воздействие тока прекратилось, пластина остывает, возвращается в исходное положение, и отключения не происходит.

В старых электрощитах еще сохранились автоматические выключатели в карболитовом корпусе типов А-63, А3161, или более современные АЕ1030. Но все они уже не удовлетворяют современным требованиям.


Они изношены, и их механическая часть либо заржавела, либо утратила быстродействие. И не в каждом из них есть мгновенная защита от короткого замыкания. В некоторых аппаратах устанавливался только тепловой расцепитель. Да и скорость срабатывания электромагнитного расцепителя у автоматов этих серий ниже, чем у модульных.

Поэтому такие защитные устройства нужно менять на современные, пока они своим бездействием не натворили дел.

Принципы построения защиты

В многоквартирных домах автоматы установлены в щитке на лестничной площадке. Для защиты квартир этого достаточно. Но если Вы при замене электропроводки установили у себя персональный щиток, то в нем на каждую группу потребителей лучше установить персональный автомат. Тому есть несколько причин.

  1. При замене розетки вам не понадобится отключать свет в квартире и пользоваться фонариком.
  2. Для защиты некоторых потребителей вы снизите номинальный ток автомата, что сделает их защиту чувствительнее.
  3. При повреждениях в электропроводке можно оперативно отключить аварийный участок и оставить в работе остальное.

В частных домах в качестве вводных используются двухполюсные выключатели. Это необходимо для случая ошибочного переключения на подстанции или линии, в результате которого фаза окажется на месте нуля. Использование двух однополюсных выключателей для этой цели недопустимо, так как может отключится тот, что в нуле, а фаза останется.

Нецелесообразно использование трехполюсного выключателя в качестве эквивалента трех однополюсных. Снятие планки, объединяющей три полюса не поможет. Внутри выключателя есть тяги, отключающие оставшиеся полюса при срабатывании одного из них.

При применении УЗО обязательно защитить эту же линию и автоматическим выключателем. УЗО защищает от токов утечки, но не защищает от коротких замыканий и перегрузок. Функции защиты от утечки и аварийных режимов работы совмещены в дифференциальном автомате.


Выбор автоматических выключателей

При замене старого автоматического выключателя новый устанавливайте на тот же номинальный ток. По требованиям Энергосбыта номинальный ток выключателя принимается, исходя из максимально разрешенной нагрузки.

Распределительная сеть устроена таким образом, что с приближением к источнику электроснабжения номинальные токи аппаратов защиты увеличиваются. Если ваша квартира включена через однофазный автоматический выключатель на 16 А, то все квартиры в подъезде могут быть подключены к трехфазному автомату на 40 А и равномерно распределены по фазам. В случае, если при коротком замыкании ваш автомат не отключится, через некоторое время от перегрузки сработает защита у подъездного. Каждое последующее защитное устройство резервирует предыдущее. Поэтому не стоит завышать значение номинального тока автоматического выключателя. Он может не сработать (не хватит тока) или отключится вместе с группой потребителей.

Современные модульные автоматические выключатели выпускаются с характеристиками «В», «С» и «D» . Отличаются они кратностью токов срабатывания отсечки.

Будьте внимательны с применением автоматов с характеристиками «D» и «В».

И помните: если короткое замыкание не отключить, оно приведет к пожару. Позаботьтесь об исправности защиты, и живите спокойно.

Устройств необходим блок питания (БП), в котором имеется регулировка выходного напряжения и возможность регулирования уровня срабатывания защиты от превышения по току в широких пределах. При срабатывании защиты, нагрузка (подключенное устройство) должна автоматически отключаться.

Поиск в интернете дал несколько подходящих схем блоков питания. Остановился на одной из них. Схема проста в изготовлении и наладке, состоит из доступных деталей, выполняет заявленные требования.

Предлагаемый к изготовлению блок питания выполнен на базе операционного усилителя LM358 и имеет следующие характеристики :
Входное напряжение, В — 24…29
Выходное стабилизированное напряжение, В — 1…20 (27)
Ток срабатывания защиты, А — 0,03…2,0

Фото 2. Схема БП

Описание работы БП

Регулируемый стабилизатор напряжения собран на операционном усилителе DA1.1. На вход усилителя (вывод 3) поступает образцовое напряжение с движка переменного резистора R2, за стабильность которого отвечает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) напряжение поступает с эмиттера транзистора VT1 через делитель напряжения R10R7. С помощью переменного резистора R2, можно изменять выходное напряжение БП.
Блок защиты от перегрузок по току выполнен на операционном усилителе DA1. 2, он сравнивает напряжения на входах ОУ. На вход 5 через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13. На инвертирующий вход (вывод 6) поступает образцовое напряжение, за стабильность которого отвечает диод VD2 с напряжением стабилизации около 0,6 в.

Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю. В том случае, если ток нагрузки превысит допустимый установленный уровень, увеличится напряжение на датчике тока и напряжение на выходе ОУ DA1.2 возрастет практически до напряжения питания. При этом включится светодиод HL1, сигнализируя о превышении, откроется транзистор VT2, шунтируя стабилитрон VD1 резистором R12. Вследствие чего, транзистор VT1 закроется, выходное напряжение БП уменьшится практически до нуля и нагрузка отключится. Для включения нагрузки нужно нажать на кнопку SА1. Регулировка уровня защиты выполняется с помощью переменного резистора R5.

Изготовление БП

1. Основу блока питания, его выходные характеристики определяет источник тока – применяемый трансформатор. В моем случае нашел применение тороидальный трансформатор от стиральной машины. Трансформатор имеет две выходные обмотки на 8в и 15в. Соединив обе обмотки последовательно и добавив выпрямительный мост на имеющихся под рукой диодах средней мощности КД202М, получил источник постоянного напряжения 23в, 2а для БП.


Фото 3. Трансформатор и выпрямительный мост.

2. Другой определяющей частью БП является корпус прибора. В данном случае нашел применение детский диапроектор мешающийся в гараже . Удалив лишнее и обработав в передней части отверстия для установки показывающего микроамперметра, получилась заготовка корпуса БП.


Фото 4. Заготовка корпуса БП

3. Монтаж электронной схемы выполнен на универсальной монтажной плате размером 45 х 65 мм. Компоновка деталей на плате зависит от размеров, найденных в хозяйстве компонентов. Вместо резисторов R6 (настройка тока срабатывания) и R10 (ограничение максимального напряжения на выходе) на плате установлены подстроечные резисторы с увеличенным в 1,5 раза номиналом. По окончании настройки БП их можно заменить на постоянные.


Фото 5. Монтажная плата

4. Сборка платы и выносных элементов электронной схемы в полном объеме для испытания, настройки и регулировки выходных параметров.


Фото 6. Узел управления БП

5. Изготовление и подгонка шунта и дополнительного сопротивления для использования микроамперметра в качестве амперметра или вольтметра БП. Дополнительное сопротивление состоит из последовательно соединенных постоянного и подстроечного резисторов (на фото сверху). Шунт (на фото ниже) включается в основную цепь тока и состоит из провода с малым сопротивлением. Сечение провода определяется максимальным выходным током. При измерении силы тока, прибор подключается параллельно шунту.


Фото 7. Микроамперметр, шунт и дополнительное сопротивление

Подгонка длины шунта и величины дополнительного сопротивления производится при соответствующем подключении к прибору с контролем на соответствие по мультиметру. Переключение прибора в режим Амперметр/Вольтметр выполняется тумблером в соответствии со схемой:


Фото 8. Схема переключения режима контроля

6. Разметка и обработка лицевой панели БП, монтаж выносных деталей. В данном варианте на лицевую панель вынесен микроамперметр (тумблер переключения режима контроля A/V справа от прибора), выходные клеммы, регуляторы напряжения и тока, индикаторы режима работы. Для уменьшения потерь и в связи с частым использованием, дополнительно выведен отдельный стабилизированный выход 5 в. Для чего напряжение, от обмотки трансформатора на 8в, подается на второй выпрямительный мост и типовую схему на 7805 имеющую встроенную защиту.


Фото 9. Лицевая панель

7. Сборка БП. Все элементы БП устанавливаются в корпус. В данном варианте, радиатором управляющего транзистора VT1 служит алюминиевая пластина толщиной 5 мм, закрепленная в верхней части крышки корпуса, служащего дополнительным радиатором. Транзистор закреплен на радиаторе через электроизолирующую прокладку.

Представленные ниже радиолюбительские схемы защиты блоков питания или зарядных устройств могут совместно работать практически с любыми источниками — сетевыми, импульсными и аккумуляторными батареями. Схемотехническая реализация этих конструкция относительна проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем.

Силовая часть выполнена на мощном полевом транзистор. В процессе работы он не перегревается, поэтому теплоотвод можно не использовать. Устройство одновременно является отлично защитой от переплюсовки, перегрузки и короткого замыкания в выходной цепи, ток срабатывания можно подобрать подбором резистора шунта, в нашем случае он составляет 8 Ампер, использовано 6 параллельно подключенных сопротивлений мощностью 5 ватт 0,1 Ом. Шунт можно сделать также из сопротивления мощностью 1-3 ватт.


Более точно защиту можно подстроить путем регулировки сопротивления подстроечного резистора. При коротком замыкании и перегрузке на выходе, защита почти сразу сработает, отключив блок питания. О сработавшей защите подскажет светодиод. Даже при замыкании выхода на 30-40 секунд, полевик остается почти холодным. Его тип не критичен, подойдут практически любые силовые ключи с током 15-20 Ампер на рабочее напряжение 20-60 Вольт. Отлично подойдут транзисторы из серии IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 или более мощные.

Данный вариант схемы будет полезен автолюбителям в роли защиты зарядного устройства для свинцовых аккумуляторов, если вдруг перепутаете полярность подсоединения, то с ЗУ ничего страшного не случится.

Благодаря быстрому срабатыванию защиты, ее можно отлично использовать для импульсных схем, при коротком замыкании защита сработает гораздо быстрее, чем перегорят силовые ключи импульсного БП. Конструкция подойдет также для импульсных инверторов, в роли токовой защиты.

Защита от короткого замыкания на MOSFET-транзисторе

Если в ваших блоках питания и ЗУ для переключения нагрузки используется полевой транзистор (MOSFET), то вы можете легко добавить в такую схему защиту от короткого замыкания или перегрузки. В данном примере мы будем применять внутреннее сопротивление RSD, на котором возникает падение напряжения, пропорциональное току, идущему через MOSFET.

Напряжение, следующее через внутренний резистор, может регистрироваться с помощью компаратора или даже транзистора, переключающегося при напряжении уровнем от 0.5 В, т.е, можно отказаться от применения токочувствительного сопротивления (шунта), на котором обычно возникает излишек напряжения. За компаратором можно следить с помощью микроконтроллера. В случае КЗ или перегрузки программно можно запустить ШИМ-регулирование, сигнализацию, аварийную остановку). Возможно также подсоединение выхода компаратора к затвору полевого транзистора, если при возникновении КЗ нужно сразу же отключить полевик.

Блок питания с системой защиты от КЗ

Защита от КЗ на MOSFET

РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >

Защита от КЗ на MOSFET

Всем доброго времени суток!

Поздравляю Кота с юбилеем, и желаю доброго здравия на долгие годы!

Тем временем, хочу представить небольшой проект. Простой, но полезный. 

Схема и принцип работы

Итак, вот представьте, есть у вас БП, и тут вы нечаянно замыкаете его (у всех бывает, макетка и всё такое). Хоть на мгновение. Но этого иногда достаточно, чтобы БП вышел из строя.

В таких случаях надо городить защиту. Тот вариант, который я находил использует реле. Но реле иногда потребляет не мало. Поэтому, было решено переделать на MOSFET.

Схема первая:

Что мы имеем: обычный стабилизатор на 9 вольт (U2), оптопара (U1), MOSFET ключ по питанию (Q3) и пара согласующих транзисторов (Q1, Q2). При чём, Q3 должен быть P-канальным для +стабилизатора.

Работает это так.

Изначально, на выходе напряжения нет, оптопара закрыта, Q2 открыт, Q1 закрыт, Q3 закрыт.

Для запуска принудительно замыкаем транзистор оптопары. Q2 закрывается, Q1 открыт, Q3 открыт, напряжение на выходе появляется, оптопара открывается, кнопку можно уже не держать.

Как только возникает КЗ — всё сбрасывается в начальное состояние.

А теперь вопрос: нафига Q1 и Q2? Если укладываться в предельные значения Q3 и U1, то можно их убрать.

Тогда схема:

Деталей гораздо меньше!

Итого

В целом, защита достаточно миниатюрная и её легко встроить в уже существующий БП.

Повторюсь, что MOSFET должен быть P-канальным для БП прямой полярности (стабилизация по +). Например, IRF9Z24N — он достаточно дешёвый.

Как пример, я сделал себе БП на 5 каналов 9В 200мА. 

Удачи в повторении, и больше экспериментируйте!


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Защита от токов короткого замыкания

Максимальная защита. Защита осуществляется при помощи быстродействующего выключателя типа БВП-5-02, ток уставки которого равен 2500+200 А, а собственное время отключения составляет 0,003—0,0015 с. БВ защищает от токов короткого замыкания силовую цепь тяговых электродвигателей и высоковольтную цепь вспомогательных машин при неисправности дифференциальных реле РДФ1 и РДФ2. Поскольку ток уставки БВ достаточно велик, отключение его, несмотря на малое собственное время отключения, приводит к образованию круговых огней на коллекторах тяговых электродвигателей и электродвигателей вспомогательных машин, что вызывает их порчу.

Действие сигнализации при отключении БВ аналогично описанному выше, но лампы “ТД” и “Вспом. маш.” не загораются.

Дифференциальная защита. Эта защита является более чувствительной, чем максимальная защита при помощи быстродействующего выключателя, так как при коротком замыкании в цепи нескольких последовательно соединенных тяговых электродвигателей ток короткого замыкания может не достигнуть тока уставки БВ, а при коротком замыкании со стороны “земли” БВ вообще не срабатывает. Дифференциальная защита тяговых электродвигателей осуществляется при помощи дифференциального реле РДФ1 типа РДЗ-063, отрегулированного на ток небаланса 100 А, а защита вспомогательных машин — при помощи дифференциального реле РДФ2 типа РДЗ-063-01, отрегулированного на ток небаланса 8,5 А.

При срабатывании любого из дифференциальных реле изменяют положение его контакты. Замыкаются контакты РДФ1 между проводами Э801 и Э813 или РДФ2 между проводами Э801 и Э809 (см. рис. 1.9 на вкладке) На пульте машиниста загорается сигнальная лампа “ТД” или “Вспом. маш.”, сигнализируя о том, какое из дифференциальных реле сработало. Размыкаются контакты РДФ1 между проводами 406 и 433 или РДФ2 между проводами 405 и 406 в цепи удерживающей катушки Б В. БВ

той секции, в которой возникло короткое замыкание в цепи тяговых электродвигателей или в высоковольтной цепи вспомогательных машин, срабатывает и отключает неисправную секцию от контактной сети. При этом изменяют положение и блокировки БВ:

• размыкается блокировка между проводами 598 и 599 (на электровозах ВЛ 11м — между проводами 590 и 599) (см. рис. 1.13 и 1.15 на вкладке). Выключаются линейные контакторы, облегчая дугогашение БВ. С этой же целью на электровозах ВЛ 11 размыканием блокировки контактора К1 между проводами 592 и 593 (с № 716 — 590 и 593), а на ВЛ 11м — размыканием блокировки контактора К18 между проводами 592 и 641 в цепь тяговых электродвигателей вводится часть пускового резистора;

• на электровозах ВЛ 1 Iм по № 372 размыкается блокировка между проводами 320 и 417 (см. рис. 1.10 на вкладке). Выключается реле РП22, которое своими контактами разрывает цепи катушек контакторов вспомогательных машин. Последние, выключаясь, обеспечивают более надежное дугогашение БВ (см. в п. 1.9 о назначении реле РП22). Одновременно теряет питание катушка реле времени РВ7, обеспечивающего кратковременную подачу питания на катушку счетчика ИП отключений БВ (см. также п. 1.9). На электровозах ВЛ 1 Iм с № 373 цепь катушки реле РВ7 разрывается блокировкой БВ между проводами 417 и 400;

• на электровозах ВЛ 11м с № 373 размыкается блокировка между проводами 308 и 309, назначение которой такое же, как и контактов реле РП22;

• замыкается блокировка между проводами Э801 и Э810. Загорается сигнальная лампа “БВ”;

• замыкается блокировка между проводами Э801, Э803, или Э801, Э804, или Э801, Э805. При следовании на С соединении тяговых электродвигателей, если сработало дифференциальное реле РДФ1, загорается сигнальная лампа в головной секции А, т. е. “ 1 БВ” или “ЗБВ”. При следовании на СП или П соединении загорается сигнальная лампа “1БВ”, либо “2БВ”, либо “ЗБВ”;

• замыкается блокировка между проводами 598 и 412 (на электровозах ВЛ 11м — 590 и 412). Кратковременно, до размыкания контактов реле РВ7, образуется цепь на катушку счетчика ИП.

Отключение БВ приводит к остановке электродвигателей вентиляторов, а значит, и к выключению токового реле РТЗЗ. В режиме низкой скорости, независимо от того, какое дифференциальное реле сработало, загораются сигнальная лампа “МВ” и лампы “1MB”, “2МВ”, “ЗМВ” всех секций, в режиме высокой скорости — сигнальная лампа “МВ” и одна из сигнальных ламп “1MB”, “2МВ”, “ЗМВ”. Если отключение БВ произошло при работающих мотор-компрессорах, загорается сигнальная лампа “МК”.

⇐Отключение тяговых электродвигателей | Электрические схемы электровозов ВЛ11 и ВЛ11М | Буферная защита тяговых электродвигателей от токов перегрузки⇒

Как защитить проводку от перегрузки и короткого замыкания?

Главная задача электрика – сделать проводку надёжной и безопасной. В результате аварий может произойти возгорание или людей ударит током. Аварии возникают из-за повышенного тока и коротких замыканий. В результате через проводники протекает слишком большой ток, они греются и на них плавится изоляция, возникает искрение или дуга.

Как же защитить проводку от короткого замыкания?

Чтобы понять опасность протекания повышенного тока через провода нужно вспомнить два важных закона физики из курса «электричество и магнетизм».

Первый — это закон Ома:

Ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Это значит, что если в цепи малое сопротивление – ток будет большим, а если большое – то маленьким, а также при повышении напряжения ток растёт вместе с ним.

Второй закон, о котором нужно сказать — это закон Джоуля-Ленца:

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.

Что это значит? То, что, чем больше сопротивление проводника или ток через него – тем больше тепла выделится на нём. То есть когда через провода протекает ток – они греются. У каждого проводника есть определенное сопротивление.

Чтобы проводник не перегревался подбирают нужное сечение под определенный ток. Чтобы жила не грелась — тепло должно рассеиваться в окружающую среду, рассеивается оно тем быстрее, чем больше площадь, с которой оно рассеивается.

В связи с этим тонкие провода под большой нагрузкой начинают греться и становятся горячими, а толстые – успевают отдать тепло наружу, и их температура остаётся почти неизменной. Если температура проводника будет слишком высокой, вплоть до покраснения жилы – изоляция оплавится.


Сечение проводника — первый шаг к защите от перегрузки.

Под каждую нагрузку выбирают провод или кабель с жилами определенного поперечного сечения.

Защитная аппаратура.

Автоматический выключатель – это основной коммутационный аппарат для защиты проводки от перегрузки и коротких замыканий. Главное, что нужно запомнить – автоматический выключатель защищает КАБЕЛЬ, ШНУР или ПРОВОД от возгорания или перегорания, но никак не оборудование или людей.

Электромагнитный расцепитель – это соленоид внутри которого есть сердечник. При протекании большого тока – соленоид выталкивает сердечник и приводит в движение механизм отключения. Это своего рода реле тока.

От правильности выбора номинала и типа время-токовой, характеристики зависит безопасность его использования.

Дифференциальная защита от утечек.

УЗО – устройство защитного отключения, создано для защиты при утечке тока. Это нужно для: защиты человека при случайном касании токопроводящих частей под напряжением (оголенные провода, корпус поврежденного электроприбора), а также утечки тока на заземленные корпуса, трубопроводы, элементы строительных конструкций и прочего.

УЗО отслеживает сколько тока прошло по фазному и сколько по нулевому проводнику, если есть разница между проводами – значит произошла утечка и силовые контакты размыкаются.

Таким образом обеспечивается безопасность людей, а также снижение риска дальнейшего развития утечки до короткого замыкания, при повреждениях изоляции, что особенно важно в деревянном доме, например.

Другой тип защитных приборов – дифавтомат, совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.

Ограничитель мощности.

Следующий прибор отключает нагрузку в случае превышения мощности. Это Реле ограничения мощности. Хоть это устройство и не является по своей сути защитным и его используют в большей степени энергосбытовые или сетевые компании для контроля и ограничения потребления электроэнергии, свыше установленной в нормальной или уменьшения этой величины в аварийной ситуации. Изделие отслеживает потребляемую мощность и в случае её превышения отключает потребителя.

Безопасность и долговечность работы электропроводки лежит на трёх китах:

  1. Правильный выбор сечения кабельных изделий.
  2. Установка автоматических выключателей и других приборов защиты нужных номиналов. Покупайте их только в сертифицированных магазинах, чтобы не нарваться на подделку, отдавайте предпочтение таким брендам, как ABB, Schneider Electric, а из более дешевых — отечественный КЭАЗ (г. Курск).
  3. Правильная эксплуатация электрообрудования.



Поделиться записью

Электротехника: Защита от короткого замыкания

Для защиты источников постоянного напряжения с напряжением от 4.5В до 10В от короткого замыкания или перегрузки можно использовать устройство собранное по схеме:

Рисунок 1 — Устройство защиты от короткого замыкания


Последовательно с нагрузкой (Rнагр.) соединяется полевой транзистор VT1 и катушка L1. Диод VD1 нужен для сброса энергии катушки в момент когда транзистор VT1 закрывается, этот диод д. б. рассчитан на такой же ток который течёт в нагрузке но если индуктивность катушки будет небольшой то скачек тока будет короткий и поэтому достаточно будет диода для которого этот ток будет импульсный, известно что максимальный импульсный ток у диодов, как правило, больше максимального прямого постоянного тока. Выход датчика Холла подключен к инвертирующему выводу компаратора LM311. Катушку L1 надо установить так чтобы при увеличении тока через неё, магнитный поток становился таким чтобы напряжение на выходе датчика холла увеличивалось. Понять примерно как надо ориентировать катушку относительно датчика можно по картинке:

Рисунок 2 — Правильная ориентация катушки относительно датчика Холла


Если нужного эффекта не удалось добиться с первого раза то катушку можно перевернуть другой стороной к датчику или поменять полярность питания или повернуть сам датчик относительно катушки. Количество витков и диаметр провода катушки зависит от максимального и нормального токов нагрузки. Для больших токов дорожки и провода должны быть толстыми для того чтобы не перегореть.
 Работает схема так: при подаче питания на выходе компаратора устанавливается низкий уровень напряжения (т.к. транзистор внутри него открывается). При нажатии на кнопку SB1 напряжение на неинвертирующем входе компаратора увеличивается до напряжения питания и становиться больше напряжения на инвертирующем входе поэтому напряжение на выходе этого компаратора становиться высоким и открывается транзистор VT1, через нагрузку и катушку начинает идти ток. Когда в нагрузке возникает короткое замыкание или нагрузка становиться слишком большой увеличивается магнитная индукция катушки и на выходе датчика Холла увеличивается напряжение и когда оно становиться больше напряжения на неинвертирующем выводе компаратора (это напряжение установлено потенциометром) на выходе компаратора напряжение уменьшается до почти нуля и из за обратной связи оно также уменьшается на неинвертирующем выводе компаратора в следствии чего транзистор остаётся закрытым до тех пор пока снова не будет нажата кнопка.
 Если нужно устройство для защиты источника питания с напряжением больше 10В то схему на рисунке 1 можно дополнить стабилитроном или стабилизатором напряжения для питания управляющей части более низким напряжением:

Рисунок 3 — Устройство защиты от короткого замыкания с питанием более 10В

Преимущество данной схемы перед схемами с шунтом для измерения напряжения заключается в том что у катушки м.б. гораздо меньшее активное сопротивление а также катушка сильно замедляет увеличение тока что даёт больше времени устройству сработать прежде чем источник питания перегорит. Плюс к этому полевой транзистор имеет очень низкое активное сопротивление в открытом состоянии и большое быстродействие.

КАРТА БЛОГА (содержание)

Координационные исследования короткого замыкания и защиты

Краткое содержание

Matthew T. Glennon, P.E. AVP, Electric Loss Control, Hartford Steam Boiler

Как узнать, сработает ли автоматический выключатель, когда его вызывают для прерывания электрической неисправности или короткого замыкания? Ответ таков: вы, вероятно, не знаете наверняка. Если необычно высокие токи превышают возможности защитных устройств в энергосистеме, короткое замыкание может привести к тому, что устройства взорвутся подобно бомбе.Что необходимо, так это исследование координации защиты от короткого замыкания и защиты, выполненное в вашей электрической системе.

Анализ токов
Исследование короткого замыкания — это анализ электрической системы, который определяет величину токов, протекающих во время электрической неисправности. Сравнение этих расчетных значений с номиналами оборудования является первым шагом к обеспечению надежной защиты энергосистемы. Как только известны ожидаемые токи короткого замыкания, проводится исследование координации защиты для определения оптимальных характеристик, номинальных значений и настроек защитных устройств энергосистемы.
Как проводится исследование короткого замыкания?
  • Сбор данных — Информация обо всех компонентах получена во время выезда на место, от электроэнергетики и производителей, а затем сведена в таблицы.
  •   Однолинейная схема — Создается или обновляется схема энергосистемы, показывающая, как все компоненты электрически соединены.
  •   Компьютерный анализ — С помощью компьютерного программного обеспечения вводятся системные данные и рассчитываются токи короткого замыкания в различных точках системы.
  •   Таблица результатов — Результаты обычно помещаются в таблицу для сравнения с рейтингами оборудования в системе. Проблемные места помечены.
  • Заключительный отчет — Опубликован подробный отчет, включающий рекомендации по корректирующим действиям.
Как проводится исследование координации защиты?
  • Исследование короткого замыкания — Выполняется анализ имеющихся токов короткого замыкания в энергосистеме.
  • Сбор данных — В дополнение к данным, собранным для исследования короткого замыкания, собирается дополнительная информация о текущих настройках и номиналах всех защитных устройств.  
  • Данные производителя — Каждое защитное устройство имеет уникальные характеристики срабатывания, задокументированные на «кривых время-ток» производителя, которые необходимы для исследования.  
  • Компьютерный анализ — Позволяет инженеру определить оптимальные настройки, обеспечивающие наилучшую защиту системы.
  • Результаты в виде таблицы — Настройки и характеристики каждого защитного устройства заносятся в таблицу для сравнения с текущими настройками и характеристиками на месте.
  • Заключительный отчет — Публикуется подробный отчет с рекомендациями.
Как часто следует проводить эти исследования?
Первоначальное исследование координации защиты от короткого замыкания должно быть выполнено при первом проектировании энергосистемы. Однако для многих систем это ошибочно выполняется в последний раз. Эти исследования следует проводить на регулярной основе — каждые пять-шесть лет в более статичных ситуациях. Так часто, как это необходимо, когда изменения происходят из-за изменений в энергии энергетической компании или расширения объекта и добавления электрического оборудования, такого как автоматические выключатели, центры управления двигателем, трансформаторы и кабели.
Об авторе

Мэтью Гленнон — зарегистрированный профессиональный инженер в Нью-Джерси с более чем 12-летним опытом работы в области электроэнергетики и строительства. Он с отличием окончил Манхэттенский колледж, где получил степень бакалавра технических наук в области электротехники. Кроме того, он имеет степень магистра инженерных наук в области электроэнергетики Политехнического института Ренсселера (RPI) в Трое, штат Нью-Йорк, и степень магистра делового администрирования в области финансов Университета Рутгерса.Он является членом IEEE, NFPA и Национального общества профессиональных инженеров (NSPE), а также корреспондентом Национальной академии инженеров-криминалистов (NAFE).

Полный текст статьи

Введение

Как узнать, сработает ли автоматический выключатель, когда он требуется для прерывания электрической неисправности или короткого замыкания? Если вы недавно не проводили исследование координации защиты от короткого замыкания в вашей электрической системе, ответ таков: вы не знаете наверняка.

Даже в самых лучших спроектированных и обслуживаемых энергосистемах иногда случаются короткие замыкания, которые потребляют необычно высокие токи. Если эти токи превышают возможности защитных устройств в энергосистеме, в случае короткого замыкания устройства взорвутся подобно бомбе.

Первый шаг
Исследование короткого замыкания — это анализ электрической системы, который определяет величину токов, протекающих во время электрической неисправности. Сравнение этих расчетных значений с номиналами оборудования является первым шагом к ответу на поставленный выше вопрос и обеспечению надежной защиты энергосистемы. После того, как ожидаемые токи короткого замыкания известны, выполняется исследование координации защиты для определения оптимальных характеристик, номинальных значений и настроек защитных устройств энергосистемы.
Как проводится исследование короткого замыкания?

Исследование короткого замыкания состоит из следующих этапов:

  • Сбор данных — Информация обо всех компонентах получается во время выезда на место, а затем заносится в таблицу. Дополнительные данные получают от энергоснабжающей организации, производителей или рассчитывают по полевым данным.
  • Однолинейная схема — Создается или обновляется схема энергосистемы, показывающая, как все компоненты электрически соединены. Дополнительные данные, необходимые для исследования, такие как полное сопротивление кабеля, можно получить с помощью информации из этой диаграммы.
  • Компьютерный анализ — С помощью одной из многих доступных компьютерных программ вводятся системные данные и рассчитываются токи короткого замыкания в различных точках системы.
  • Таблица результатов — Вывод компьютерной программы обычно помещается в таблицу для сравнения с рейтингами оборудования в системе. Если расчетный ток короткого замыкания в данной точке превышает номинальный ток короткого замыкания оборудования, установленного в этой точке, то это место помечается как недостаточно защищенное.
  • Заключительный отчет — Подробный отчет, описывающий объем исследования, все допущения, происхождение данных, методы, использованные для расчета токов, табличные результаты и рекомендации по корректирующим действиям, публикуется по завершении обучение.
Координация защиты

Система электроснабжения спроектирована таким образом, что в случае короткого замыкания защитное устройство (такое как предохранитель или автоматический выключатель) сработает, чтобы «разомкнуть цепь» и предотвратить непрерывный поток электрического тока. энергии в поврежденную зону. Чтобы свести к минимуму перерывы в подаче электроэнергии на другие участки энергосистемы, система также спроектирована таким образом, чтобы защитное устройство, ближайшее к месту короткого замыкания, срабатывало первым, чтобы «устранить неисправность».

Например, если короткое замыкание происходит на кабеле ответвления, расположенном ниже по потоку, как показано на рис. 1 (ниже), автоматический выключатель ответвления, питающий этот кабель (автоматический выключатель А), должен разомкнуться первым, чтобы изолировать неисправность, а не Главный выключатель в панели, который прерывает работу всех ответвленных цепей.

Рисунок 1:  

 

Если автоматический выключатель А не сработает по истечении заданного времени, то главный выключатель сработает, чтобы разомкнуть или «отключить» цепь, тем самым обеспечивая резервную защиту.Эта временная последовательность работы называется «согласование защитных устройств». Исследование координации защиты выполняется для определения настроек срабатывания каждого защитного устройства в энергосистеме, чтобы обеспечить максимальную защиту с минимальным прерыванием для всех неисправностей, которые могут произойти в системе.

Как проводится исследование координации защиты?

Исследование координации защиты состоит из следующих этапов:

  •   Исследование короткого замыкания — Описанный выше анализ возможных токов короткого замыкания в энергосистеме.
  • Сбор данных — В дополнение к данным, собранным для исследования короткого замыкания, необходима дополнительная информация о текущих настройках и номиналах всех защитных устройств.
  • Данные производителя — Каждое защитное устройство имеет уникальные характеристики срабатывания, задокументированные на «кривых время-ток» производителя, которые необходимы для исследования.
  • Компьютерный анализ — Хотя исследования координации защиты и координации можно проводить вручную, гораздо проще использовать компьютерное программное обеспечение, доступное на рынке.Многие программы имеют библиотеку кривых время-ток для большинства устройств, используемых в энергосистемах. Те, которых нет в библиотеке, могут быть введены и сохранены для использования в будущем.
  • Затем компьютерная программа позволяет инженеру определить оптимальные настройки, которые обеспечат наилучшую защиту системы. В некоторых случаях координация между двумя устройствами невозможна. Затем инженерная оценка используется для определения наиболее подходящих настроек, которые минимизируют повреждение оборудования.
  • Свести результаты в таблицу — Настройки и параметры каждого защитного устройства (автоматических выключателей, предохранителей, контроллеров двигателей и т. д.).), как определено в результате анализа, помещается в таблицу для сравнения с текущими полевыми настройками и рейтингами.
  • Заключительный отчет — Подробный отчет с описанием объема исследования, всех допущений, происхождения данных (включая времятоковые кривые), сведенных в таблицу результатов и рекомендаций по корректирующим действиям публикуется по завершении обучение.

 

Как часто следует проводить эти исследования?

Первоначальное исследование координации защиты от короткого замыкания должно быть выполнено при первом проектировании энергосистемы.Однако для многих систем это ошибочно делается в последний раз. Со временем энергосистемы обычно претерпевают различные изменения, которые могут повлиять на потенциальные токи короткого замыкания или на координацию защитных устройств.

Наиболее распространенным примером является увеличение энергии, доступной от электростанции, которая является крупнейшим источником тока во время короткого замыкания. Поскольку коммунальные системы постоянно растут и изменяются, доля токов короткого замыкания от энергокомпании также меняется.Только по этой причине эти исследования должны проводиться на регулярной основе.

Расширение и расширение объекта обычно приводит к установке дополнительного электрооборудования, такого как автоматические выключатели, центры управления двигателями, трансформаторы и кабели. Новые нагрузки двигателя увеличивают доступный ток короткого замыкания в энергосистеме, и их необходимо учитывать, чтобы не допустить превышения номинальных характеристик оборудования.

Частота проведения исследований координации защиты от короткого замыкания зависит от объекта.Если изменение является постоянным, то следует проводить регулярный анализ в сочетании с запланированными модификациями. Для более статичных ситуаций базовые исследования следует переоценивать каждые пять-шесть лет.

Резюме
Профилактическое техническое обслуживание и испытания сами по себе не гарантируют надежную и безопасную работу системы электроснабжения при возникновении нештатных ситуаций. Периодические инженерные исследования, которые рассчитывают токи короткого замыкания в системе, оценивают пригодность защитного оборудования для работы с этими токами и координируют взаимодействие этих устройств друг с другом, не менее важны, но их часто упускают из виду.Решением проблемы является сочетание комплексной программы профилактического обслуживания и тщательного инженерного анализа.

Мэтью Гленнон — зарегистрированный профессиональный инженер в Нью-Джерси с более чем 12-летним опытом работы в области электроэнергетики и строительства. Он с отличием окончил Манхэттенский колледж, где получил степень бакалавра технических наук в области электротехники. Кроме того, он имеет степень магистра инженерных наук в области электроэнергетики, полученную в Политехническом институте Ренсселера (RPI) в Трое, штат Северная Каролина. Y. и степень магистра делового администрирования в области финансов Университета Рутгерса. Он является членом IEEE, NFPA и Национального общества профессиональных инженеров (NSPE), а также корреспондентом Национальной академии инженеров-криминалистов (NAFE).

Заявление об отказе от ответственности:

Все рекомендации являются общими и не претендуют на то, чтобы быть исчерпывающими или полными, а также не предназначены для замены информации или инструкций от производителя вашего оборудования. По конкретным вопросам обращайтесь к представителю по обслуживанию оборудования или производителю.

наверх

Что такое устройства защиты от перегрузки по току?

Чтобы цепь работала должным образом, ток должен быть ограничен безопасным уровнем. Этот безопасный уровень тока определяется способностью выдерживать ток нагрузки, проводников, переключателей и других компонентов системы. При нормальных условиях эксплуатации ток в цепи должен быть равен или меньше нормального уровня тока. Однако иногда электрическая цепь может иметь ток, превышающий нормальный (перегрузка по току).

 

Что такое сверхток?

Перегрузка по току — это состояние, возникающее в электрической цепи при превышении нормального тока нагрузки. Состояние перегрузки по току может быть вызвано коротким замыканием или перегрузкой.

 

Короткое замыкание

В случае короткого замыкания ток сокращается по нормальному пути протекания тока.

Хотя частичное короткое замыкание может увеличить уровень тока, оно может вызвать или не вызвать повреждение в зависимости от номинальных характеристик компонентов схемы.Однако при коротком замыкании сопротивление нагрузки будет полностью удалено с пути нормального тока. Это показано на рисунках 1a и 1b.

 

Рисунок 1а. Частичное короткое замыкание.

 

Рисунок 1б. Полное короткое замыкание.

 

Если в источнике достаточно запасенной энергии, когда происходит полное короткое замыкание, компоненты цепи могут быть повреждены или взорваны. Выключатели могут расплавиться или испариться, проводники могут перегреться, а изоляция может сгореть. Это также может привести к повреждению источника питания.

Пожары, которые приводят к потере имущества и жизни, могут произойти из-за температур, вызванных частичным или абсолютным коротким замыканием. Поскольку на карту поставлено так много, все цепи должны быть защищены от короткого замыкания.

 

Перегрузки

Состояние перегрузки по току также может быть вызвано перегрузкой. Например, рассмотрим ситуацию, когда к данному источнику питания подключено слишком много нагрузок.Даже если каждая из этих отдельных нагрузок потребляет свой нормальный ток, общий ток может превышать номинальное значение источника.

Если перегрузка длится короткое время, повышение температуры минимально и практически не влияет на оборудование или проводники. Однако длительные перегрузки разрушительны и должны быть предотвращены.

В отличие от коротких замыканий, перегрузки не вызывают внезапной дуги, и система может выжить в ситуации перегрузки, даже если мы не удалим ее немедленно. Однако в течение длительного периода времени перегрузки могут привести к пожару из-за перегрева оборудования и проводников.

На рис. 2 показана перегруженная цепь. При этом номинальная токовая нагрузка ответвления составляет 15 А; однако сумма токов, потребляемых параллельными нагрузками, составляет 17 А. Цепь перегружается на 2 А, в результате чего срабатывает выключатель.

 

Рис. 2. Перегрузка цепи.

 

Цепь защиты от перегрузки по току

Сопротивление предохранителя или автоматического выключателя очень низкое и обычно составляет незначительную часть общего сопротивления цепи.При нормальной работе схемы он просто работает как проводник.

Предохранители и автоматические выключатели подключаются последовательно с цепью, которую они защищают. Как правило, эти устройства сверхтока должны быть установлены в точке, где защищаемый проводник получает питание; например, в начале ответвления, как показано на рис. 3.

 

Рис. 3. Подключение устройства защиты от перегрузки по току.

 

В случае перегрузки по току перегорают предохранители или срабатывают автоматические выключатели.Хотя эти устройства защищают цепь от перегрузок по току, они только размыкают цепь и отключают подачу электричества. Обычно они не способны исправить проблему. По этой причине нам необходимо найти и устранить проблему перед заменой предохранителя или сбросом автоматического выключателя.

 

Общие устройства защиты от перегрузки по току (OCPD)

Устройство защиты от перегрузки по току (OCPD) представляет собой часть электрического оборудования, используемого для защиты служебных, фидерных и ответвленных цепей и оборудования от избыточного тока путем прерывания протекания тока.

Защита от перегрузки по току просто означает, что предохранитель, прерыватель или плавкая вставка используются для защиты оборудования, цепи в оборудовании или проводки оборудования. Эти термины часто используются взаимозаменяемо, потому что они имеют некоторое сходство. Прерыватели или плавкие предохранители обычно используются для защиты всего устройства от чрезмерного тока, но их размеры могут быть рассчитаны на защиту одного компонента устройства. Это обеспечивает защиту устройства от перегрузки по току и дополнительную защиту таких компонентов, как трансформатор или печатная плата.

На рис. 4 показаны два распространенных предохранителя, используемых в печатной плате управления: вставной предохранитель и стеклянный предохранитель (Buss). Эти типы предохранителей также можно найти на вторичной стороне трансформатора.

 

Рис. 4. Плавкие предохранители используются для защиты печатной платы от перегрузок по току. Стеклянный предохранитель можно использовать в качестве вставного предохранителя или в держателе предохранителя. (Пенни включен для справки по размеру.)

 

На рис. 5 показана печатная плата со вставным предохранителем U-образного типа.

 

Рис. 5. Это печатная плата для устройства обработки воздуха с возможностью установки электрических нагревательных пластин. Обратите внимание на плавкий предохранитель на 3 А, расположенный в верхней левой части печатной платы.

 

Автоматические выключатели или предохранители нужной силы тока и напряжения должны находиться в пределах легкого доступа к системе отопления. Как правило, автоматический выключатель имеет тот же номинал, что и максимальная сила тока, указанная на заводской табличке электронагревателя.

Подрядчику по установке может потребоваться проанализировать значения силы тока установки, чтобы применить выключатель правильного размера. В некоторых случаях может быть указан выключатель на 115 % от «минимальной» силы тока устройства.

Не следует использовать слишком большой выключатель. Выключатель предназначен для защиты оборудования и провода. Прерыватель слишком большой силы тока не отключит электропитание в случае перегрузки по току. Слишком малый прерыватель отключит питание до того, как блок подаст максимальный ток.

 

Плавкие вставки

Плавкая вставка (см. рис. 6) часто подключается последовательно с электрическим нагревательным элементом. Цель связи состоит в том, чтобы размыкаться при высокой силе тока или сильном нагреве.

 

Рисунок 6. Этот общий плавкий предохранитель устанавливается последовательно с контуром отопления.

 

Плавкая вставка не может быть сброшена и должна быть заменена, если открыта. Цилиндр серебристого цвета, на нем напечатана информация о производителе.Информация может включать номинальные значения температуры и силы тока. Цилиндрическое устройство имеет один квадратный конец и один конический конец. Конус может быть черным или красным, в зависимости от цвета материала, использованного при его изготовлении. Можно проверить сопротивление соединения, чтобы определить, разомкнуто ли оно (сопротивление должно быть равно нулю).

 

Рейтинги OCPD

Предохранители и автоматические выключатели рассчитаны как на ток, так и на напряжение.

 

Номинал постоянного тока

Номинальный ток продолжительной нагрузки, указанный на предохранителе или автоматическом выключателе, представляет собой максимальную величину тока, которую устройство может выдержать без перегорания или размыкания.Номинальный ток должен максимально точно соответствовать току полной нагрузки цепи. Например, предохранители меньшего размера легко перегорают, а предохранители большего размера могут не обеспечивать достаточную защиту.

 

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение предохранителя или автоматического выключателя — это максимальное напряжение, при котором он предназначен для безопасного прерывания тока. В частности, номинальное напряжение определяет способность устройства подавлять внутреннюю дугу, возникающую при отключении тока в условиях перегрузки по току или короткого замыкания. Номинальное напряжение должно быть как минимум равно или больше напряжения цепи. Он может быть выше, но никогда не ниже. Низковольтные автоматические выключатели защищают цепи, потребляющие менее 1000 В электроэнергии.

 

Номинальный ток отключения

Номинальный ток отключения (также известный как номинальный ток короткого замыкания) предохранителя или автоматического выключателя — это максимальный ток, который он может безопасно отключить. Если ток короткого замыкания превышает уровень, превышающий отключающую способность защитного устройства, устройство может фактически разорваться, что приведет к дополнительным повреждениям.

Номинальный ток отключения во много раз превышает номинальный постоянный ток и должен намного превышать максимальный ток, который может обеспечить источник питания. Типичные номиналы прерывания составляют 10 000 А, 50 000 А и 100 000 А.

 

Способность к ограничению тока

Токоограничивающая способность — это мера того, какой ток устройство защиты от перегрузки по току может пропустить через систему. Устройства токоограничивающей защиты срабатывают менее чем за полпериода.Например, токоограничивающий предохранитель, обеспечивающий ток короткого замыкания, начнет плавиться в течение одной четверти периода волны переменного тока и разомкнет цепь в течение половины периода.

 

Времятоковые характеристики

Времятоковые характеристики или время отклика устройства защиты относятся к продолжительности времени, которое требуется устройству для срабатывания в условиях тока короткого замыкания или перегрузки.

Быстродействующие защитные устройства могут среагировать на перегрузку за доли секунды, в то время как стандартные типы могут реагировать на перегрузку в течение от 1 до 30 секунд, в зависимости от величины тока перегрузки.Будучи очень чувствительными к повышенному току, быстродействующие предохранители используются для защиты исключительно чувствительных электронных цепей, через которые проходит постоянный ток.

 

Важнейшая роль защиты цепи от перегрузки по току

Защита от перегрузки по току является важной частью каждой электрической цепи. Электрические цепи могут быть повреждены или даже разрушены, если их уровни напряжения и тока превышают безопасные уровни, на которые они рассчитаны. Как правило, предохранители и автоматические выключатели предназначены для защиты персонала, проводников и оборудования.Оба работают по одному и тому же принципу: как можно быстрее разорвать или разомкнуть цепь, прежде чем может произойти повреждение.

Обеспечение защиты цепей для обеспечения безопасности |Library.AutomationDirect

У большинства инженеров, техников и фабричных рабочих есть истории о производственных травмах, таких как шок или ожоги, которые произошли на заводе. Хотя большинство инцидентов происходит во время строительства, технического обслуживания или испытаний, они могут происходить и в ходе обычной эксплуатации. Большинство из них можно предотвратить, используя лучшие методы проектирования и соблюдая безопасные рабочие процедуры и правила.

Правила и методы защиты персонала и машин от ударов, ожогов и пожаров можно найти в Национальном электротехническом кодексе.

Надлежащая защита системы или оборудования является ключевым шагом в сокращении дорогостоящих простоев и повреждений оборудования.

Брент Парди, менеджер по продуктам для защиты электропитания и цепей в AutomationDirect, предоставляет более подробную информацию в своей статье Обеспечение защиты цепей для обеспечения безопасности , опубликованной в июньском выпуске журнала Applied Automation, являющегося приложением к Control Engineering, за 2018 год.

В статье

Purdy рассматриваются распространенные сценарии электробезопасности, а также способы защиты персонала и машин.

Сценарии проблем

Для защиты от повреждений электрической системы требуется надлежащая защита от тока короткого замыкания и перегрузки. Во время строительства перегрузка может привести к отключению электроэнергии. Во время обслуживания неправильная проводка или неуместный инструмент могут привести к срабатыванию этих токоограничивающих устройств. Парди приводит пример.

Инцидент произошел ближе к концу недельного отключения по всей станции для проведения профилактического обслуживания распределительного устройства.В рамках процедуры повторного включения питания были проведены заключительные испытания безопасности, чтобы подтвердить, что все шины и фидерные линии электрически изолированы, не заземлены и не замкнуты друг на друга. Даже при всех этих испытаниях, когда главный выключатель участка был включен, он закорачивал распределительное устройство. Более поздние испытания показали, что кто-то непреднамеренно оставил инструмент в месте, где он вибрировал на главном выключателе и был невидим. Без токоограничивающего выключателя короткое замыкание, вероятно, привело бы к взрывной дуге внутри распределительного устройства и, возможно, к травмам персонала в результате пожара или вспышки дуги.

Перегрузки по току, короткие замыкания и замыкания на землю являются одними из многих причин электрических пожаров.

В NEC более 800 страниц, поэтому в этой статье представлен только обзор требований по защите персонала от поражения электрическим током и предотвращению возгораний, связанных с электричеством. Используя эту статью в качестве отправной точки и плана, можно заполнить дополнительные сведения из NEC и других источников, чтобы обеспечить защиту цепи, необходимую для обеспечения безопасности на промышленном предприятии или объекте.

Ответвленная цепь по сравнению с дополнительной защитой

Защита цепи имеет решающее значение для защиты машины от токов, превышающих допустимую токовую нагрузку машины или устройства. Надлежащая электрическая защита является ключом к безопасному устранению последствий опасных перегрузок по току из-за короткого замыкания, перегрузок, замыканий на землю, переходных процессов напряжения при коммутационных скачках и других нештатных условиях. Парди объясняет, как это работает.

Чтобы обеспечить эту защиту, важно понимать, что защита параллельных цепей отличается от дополнительной защиты . Как правило, устройства, рассчитанные на параллельную цепь, защищают провода, а дополнительные устройства обеспечивают дополнительную защиту, но их недостаточно для защиты только оборудования или нагрузки. Дополнительные устройства часто используются для оборудования с меньшей нагрузкой, внутренних нагрузок или в качестве простого дополнительного средства отключения.

AutomationDirect предлагает широкий ассортимент автоматических выключателей и предохранителей, отвечающих требованиям UL 489 и UL 1077, для защиты проводки и электрического оборудования.

Парди отмечает, что разъединители являются еще одним важным компонентом безопасности.

Хотя часто упускают из виду, разъединители в промышленных системах управления выполняют важную функцию, обеспечивая полное обесточивание цепи электропитания машины или системы для защиты обслуживающего персонала и обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Правила требуют, чтобы все питание оборудования было отключено, заблокировано и маркировано перед обслуживанием. Разъединения обеспечивают эту функциональность.

Существует множество общих требований, способов подключения, а также методов заземления и соединения для защиты машин и персонала.Для обеспечения защиты от перегрузки по току, защиты от короткого замыкания ответвления и защиты от замыкания на землю необходимы дополнительные устройства защиты от перегрузки по току.

Прерыватели и предохранители Миниатюрные автоматические выключатели и автоматические выключатели в литом корпусе, соответствующие стандарту

UL 489, часто используются для защиты ответвленных цепей фидерных цепей после главного разъединителя или для цепей двигателя. Они доступны в размерах от долей ампер до примерно 800 ампер, часто с миниатюрными форм-факторами, и поставляются в различных типоразмерах, с конфигурациями от 1 до 3 полюсов.

Согласно Парди, предохранители

— еще один хороший вариант для обеспечения такого типа защиты.

Плавкие предохранители обычно являются более экономичным методом защиты от перегрузки по току. Они хорошо работают в приложениях, где существует высокий ток короткого замыкания, и обычно используются для защиты трансформаторов, источников питания и двигателей. Многие предохранители для защиты ответвленных цепей являются токоограничивающими и доступны с высокой отключающей способностью до 200 кА. Имеются предохранители, отвечающие требованиям кодов UL и NEC, включая предохранители с задержкой срабатывания и быстродействующие типы.Эти предохранители не изнашиваются, поскольку в них нет движущихся частей, как в автоматических выключателях, а загрязнение пылью или маслом маловероятно.

Самым большим недостатком предохранителя является необходимость его замены после работы, в отличие от автоматического выключателя, который обычно можно сбросить. Кроме того, предохранители по своей сути увеличивают вероятность однофазного включения. Таким образом, в то время как предохранитель защищает систему от неисправности, оборудование может быть повреждено однофазным состоянием, поэтому ключевое оборудование должно быть оснащено устройствами контроля фазы обнаружения перегоревшего предохранителя.

Обеспечение безопасности от скачков напряжения

Когда речь идет об ударной или пожарной безопасности, подавление скачков напряжения часто упускается из виду, но скачки напряжения обходятся американским компаниям более чем в 80 миллиардов долларов в год. Парди говорит, что устройства защиты от перенапряжения могут помочь предотвратить эти потери, защищая от небольших скачков напряжения, которые со временем повреждают оборудование, а также могут обеспечить защиту от менее частых, но более серьезных скачков напряжения.

Эти устройства защиты от перенапряжения выбираются на основе напряжения питания, ожидаемой величины и частоты возникновения скачков напряжения, а также количества фаз в силовой цепи.Они обеспечивают недорогую страховку от повреждения оборудования.

Таким образом, Парди говорит, что при правильном выборе и применении автоматические выключатели, предохранители и другие компоненты защиты могут защитить рабочих от травм, а машины от повреждений.

Чтобы прочитать больше статей о защите цепи, нажмите здесь.

Брент Парди, менеджер по продуктам в области защиты электропитания и цепей

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Что такое короткое замыкание и чем оно опасно?

Предотвратить короткое замыкание может быть довольно просто, если знать, на что обращать внимание.Знание возраста вашего дома и электрической системы является отличной отправной точкой и покажет, следует ли вам в настоящее время беспокоиться о коротких замыканиях. Ежегодные электрические проверки являются ключом к электробезопасности; вы можете записаться на прием в 4-Star Electric, чтобы получить профессиональную информацию и обслуживание вашей электрической системы дома.

Что такое короткое замыкание?

Короткие замыкания — это когда электрический поток завершает свое путешествие на более короткое расстояние, чем предполагалось изначально.Это может произойти в системах электропроводки, где некоторые провода повреждены или со временем ослабли. Провода с неисправными или нестабильными соединениями создадут ситуацию, в которой электрический ток может уйти в обход по непреднамеренному пути, если он имеет наименьшее сопротивление. Это может быть непредсказуемо, и маршрут текущего путешествия может проходить через легковоспламеняющиеся материалы или человека.

Короткие замыкания могут вызвать пожары, электрические ожоги и поражение электрическим током. Блуждающие электрические токи также могут привести к значительному повреждению приборов и электрической системы дома.

Обычное короткое замыкание

Этот тип короткого замыкания возникает, когда провод, по которому течет электрический ток, касается нейтрального провода без тока, что приводит к падению сопротивления и перемещению большого количества электричества по непреднамеренному пути.

Замыкание на землю, короткое замыкание

Короткое замыкание при замыкании на землю происходит, когда провод, по которому течет электрический ток, касается заземленной части электрической системы.

Короткое замыкание дуги

Это короткое замыкание вызвано переходом электричества с одного провода на другой по воздуху.Обычно это происходит из-за обрыва и разрыва проволоки или оплавления проволоки.

Что может вызвать короткое замыкание?

Неисправность проводки или изоляции проводки

Если электрическая система устарела, возможно, провода или их изоляция ухудшились. Если провода или изоляция проводки вышли из строя, они, скорее всего, станут причиной короткого замыкания. Любое внешнее повреждение электрической системы может привести к быстрому износу проводки или изоляции проводки.Это также относится к электропроводке электроприборов, потому что, когда они подключены к сети, они, по сути, становятся частью всей электрической системы вашего дома.

Ослабленные соединения проводов

Если проводные соединения в электрической системе ослабли, это повысит вероятность того, что провода под напряжением с электрическим током коснутся нейтральных проводов и вызовут короткое замыкание.

Чем опасно короткое замыкание?

Наиболее опасным аспектом короткого замыкания является то, что оно вызывает внезапное и резкое изменение электрического сопротивления.Электрические системы могут вызывать большое сопротивление и будут постоянно посылать электричество в разные области, когда приборы подключены к сети или используются розетки. Во время короткого замыкания происходит внезапное изменение направления электрического тока, и сопротивление падает до гораздо более низкого уровня, чем раньше, вызывая всплеск электрического потока и перенос огромного объема беспрепятственного тока по неожиданному пути. . Это может нанести телесные повреждения тем, кто использует электроприборы во время короткого замыкания, а также может привести к структурным повреждениям вашего дома в результате пожаров и ожогов.

Предотвращение короткого замыкания

Вот некоторые идеи и ключевые элементы, которые должны быть в вашем доме, чтобы обеспечить наилучшую защиту от электрического тока:

  • Автоматические выключатели: Это автоматические выключатели (обычно находятся в вашем подвале), которые отключают цепь всякий раз, когда обнаруживают изменение электрического тока, эффективно устраняя возможность короткого замыкания.
  • Защита GFCI: эти устройства обычно более чувствительны, чем ваш автоматический выключатель, и используются в розетках рядом с водой для защиты электрической системы от коротких замыканий при замыкании на землю.
  • Защита AFCI: Это устройство защитит вашу электрическую систему от дугового короткого замыкания.
  • Регулярное техническое обслуживание электрооборудования: Регулярное техническое обслуживание является ключом к электробезопасности. В большинстве случаев короткое замыкание происходит из-за износа проводов в электрической системе или приборах. Во избежание короткого замыкания рекомендуется ежегодное техническое обслуживание.
  • Проверяйте розетки перед их использованием: это кажется достаточно простым, но о нем легко забыть. Если одна из ваших розеток издает запах гари, жужжит или вы видите искры, пришло время вызвать специалиста для обслуживания.
  • Перед использованием проверяйте приборы на неисправность проводки.
  • Экономьте электроэнергию во время грозы: Во время грозы может произойти короткое замыкание из-за удара электричества и перегрузки вашей электрической системы. Целесообразно использовать только необходимые электроприборы во время грозы, чтобы избежать короткого замыкания.

Живая работа | Электрические дуги короткого замыкания

Во время работы под напряжением ваши руки находятся в прямом контакте с высоковольтными линиями электропередач и кабелями под напряжением. Поэтому вы должны надлежащим образом защищать свои руки от электрических и термических опасностей .

Используйте электроизоляционные перчатки , соответствующие стандарту DIN EN 60903 для работы под напряжением. Защитные перчатки, соответствующие стандарту DIN EN 60903, относятся к СИЗ категории iii. Класс защиты изоляции изолирующих средств индивидуальной защиты (СИЗ) определяется по номинальному напряжению установки, при этом рассчитываются как максимально допустимое номинальное напряжение переменного тока (AC), так и номинальное напряжение постоянного тока (DC).

Стандарт также проверяет, устойчивы ли защитные перчатки к кислоте (A), маслу (H), озону (Z) и экстремально низким температурам (C).После контакта с A, H или Z перчатки следует утилизировать.

Электрические и физические свойства электроизоляционных перчаток проверяются как в соответствии с европейским (EN) стандартом , так и в соответствии с международным стандартом (IEC) . В отличие от европейского стандарта, международный стандарт также требует регулярного испытания изоляции для классов защиты изоляции 0 и 00.

Перчатки для испытаний на короткое замыкание электрической дугой

Стандарт EN 61482-1-2 используется в качестве основы для испытаний перчаток на предмет защиты от электрической дуги короткого замыкания при отсутствии европейского стандарта перчаток для такой защиты.В так называемом коробочном тесте в соответствии с EN 61482-1-2 измеряется теплопередача на тыльной стороне защитных перчаток . Кривая Столла используется для определения того, предотвращают ли перчатки для защиты от электрической дуги при коротком замыкании ожоги второй степени. Тест также проверяет, не расплавился ли внутренний материал защитных перчаток и нет ли отверстий диаметром более 5 мм. Время горения не должно превышать 5 секунд. Этот европейский стандарт в основном предназначен для низковольтных приложений.

Другим методом испытаний является стандарт США ASTM F2675 — Стандартный метод испытаний для определения дуговых характеристик средств защиты рук, разработанных и используемых для защиты от вспышки электрической дуги. Этот метод испытаний определяет способность материала защитных перчаток защищать от короткого замыкания электрической дуги. Измеренное значение используется для классификации перчатки по категориям риска опасности от HRC1 до HRC4. Однако это не признанная процедура в Германии. Этот стандарт США в основном предназначен для использования в приложениях среднего и высокого напряжения.

uvex предлагает две модели перчаток для живых работ: uvex power Protect V1000 и uvex arc protect g1 . Оба были разработаны для использования аварийными службами, пожарными командами и электриками. uvex power Protect V1000 был разработан для работы под напряжением до 1000 вольт и поэтому в первую очередь обеспечивает защиту от поражения электрическим током , что делает эти электроизоляционные перчатки идеальными для производства аккумуляторов в автомобильной промышленности и для использования в секторе электромобилей. .

В отличие от этого, uvex arc Protect g1 предлагает специальную защиту от термического риска короткого замыкания электрической дуги и поэтому идеально подходит для работы под напряжением . По этой причине перчатки для защиты от дуги при коротком замыкании в основном используются в строительстве предприятий, например. для сборки распределительных коробок.

Что такое защита цепи?

Защита цепи, в самом простом виде, представляет собой преднамеренное добавление «слабого звена» в электрическую цепь.Эта связь будет разорвана в случае неисправности — будь то высокая температура, чрезмерный ток или короткое замыкание в проводнике, таким образом защищая электрическую цепь, частью которой она является, от повреждения.

Почему важны устройства защиты цепи?

Защитные устройства важны, потому что они гарантируют, что в условиях неисправности не может протекать большой ток короткого замыкания, а также защищают установку, что, что более важно, гарантирует, что потребители не будут травмированы или убиты в результате электрической неисправности. Защита от перегрузки по току обеспечивается автоматическими выключателями или предохранителями, которые работают в определенных пределах, автоматически отключая питание при перегрузке или токе короткого замыкания (короткое замыкание или замыкание на землю). Условия перегрузки по току возникают из-за перегрузок или коротких замыканий. Перегрузка является результатом неисправного элемента или слишком большого количества элементов, подключенных к цепи. Короткое замыкание происходит, когда проводник под напряжением вступает в контакт с оголенной проводящей частью или другим проводником в цепи с низким или пренебрежимо малым импедансом.Это может быть связано с неправильно подключенной проводкой или повреждением кабелей. Между тем, замыкания на землю аналогичны коротким замыканиям и возникают, когда проводник под напряжением соприкасается с заземленным проводником, оголенной или посторонней токопроводящей частью. При замыкании на землю не должно быть сильного тока.

Для обеспечения безопасности электроустановки необходимо установить соответствующую защиту цепи.

Типы защиты цепи

Предохранитель

Предохранитель содержит кусок проволоки, который легко плавится.Если ток, проходящий через предохранитель, слишком велик, провод нагревается до тех пор, пока не расплавится и не разорвет цепь.

Существует несколько различных типов предохранителей:

  • Сменные предохранители BS3036 — они используются для защиты бытовых цепей, дешевы, легко ремонтируются и легко проверяются на предмет перегорания. Однако они неточны, ими можно злоупотреблять, установив неправильный провод предохранителя, и они могут содержать опасно горячий металл.
  • Картриджные предохранители
  • BS1361 / 1362 — используются в вилках и распределительных сетях, патронные предохранители достаточно точны, имеют низкий коэффициент плавления, легко заменяются и не вызывают внешнего искрения. Однако они дороже, чем сменные предохранители, и, глядя на них, невозможно определить, перегорели ли они.
  • BS 88 Предохранители с высокой отключающей способностью (HBC) — используются в промышленных установках и цепях двигателей. Они быстро работают, легко заменяются, достаточно точны и не имеют внешнего искрения. Их замена очень дорогая.

Устройство защитного отключения (УЗО)

Устройства защитного отключения

(или УЗО) предназначены для обнаружения и отключения питания в случае замыкания на землю, например, когда проводник под напряжением касается заземленного корпуса оборудования или когда проводник под напряжением перерезается.Этот тип неисправности потенциально опасен и может привести к поражению электрическим током и возгоранию.

Миниатюрный автоматический выключатель (MCB)

Миниатюрный автоматический выключатель — это электромеханическое устройство, предназначенное для защиты электрической цепи от перегрузки по току. Автоматические выключатели можно использовать повторно там, где предохранители не используются. Они также намного проще в использовании, с включением/выключением для изоляции цепи и намного безопаснее, поскольку проводник заключен в пластиковый корпус. Они намного дороже предохранителей и требуют регулярной проверки.Температура окружающей среды также влияет на их работу.

Автоматический выключатель действует как выключатель и размыкается, когда в цепи протекает чрезмерный ток. Его можно сбросить без повреждений, а основные контакты удерживаются в замкнутом состоянии с помощью фиксирующего механизма. Защелку можно отключить двумя способами — термически (когда тепло, выделяемое чрезмерным током, изгибает металлическую полосу, чтобы отключить выключатель) или магнитно (когда ток короткого замыкания усиливает магнитное поле для срабатывания защелки).

Автоматические автоматические выключатели

не защищают людей от поражения электрическим током, вызванного утечкой на землю — это делают УЗО и АВДТ.

Устройство защитного отключения с максимальным током (RCBO)

Устройство защитного отключения с перегрузкой по току (RCBO) используется в приложениях, где требуется комбинированная защита как от перегрузок по току (перегрузка и короткое замыкание), так и от токов утечки на землю.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *