Bet kurioje elektros grandinėje, kurioje nėra stabilizavimo ir apsauginių grandinių, gali atsirasti nepageidaujamas srovės padidėjimas. Tai gali būti gamtos reiškinių (žaibo šalia elektros linijos) arba trumpojo jungimo (trumpojo jungimo) ar įsijungimo srovių pasekmė. Norint išvengti visų šių atvejų, tinkamas sprendimas yra tinkle arba vietinėje grandinėje įdiegti ribojimo įtaisą.
Kas yra srovės ribotuvas?
Srovės ribotuvu vadinamas prietaisas, kurio grandinė sukonstruota taip, kad užkirstų kelią elektros stiprumo padidėjimui virš nurodytų ar leistinų amplitudės ribų. Tinklo apsauga su jame sumontuotu srovės ribotuvu leidžia sumažinti pastarajam keliamus dinaminio ir šiluminio stabilumo reikalavimus trumpojo jungimo atveju.
Aukštos įtampos linijose, kurių įtampa iki 35 kV, trumpojo jungimo apribojimas pasiekiamas naudojant elektrinius reaktorius, kai kuriais atvejais saugiklius, pagamintus iš smulkiagrūdžių užpildų. Be to, grandinės, maitinamos aukšta ir žema įtampa, yra apsaugotos grandinėmis, sumontuotomis ant pagrindo:
- tiristorių jungikliai;
- netiesinio ir tiesinio tipo reaktoriai, šuntuoti su greito veikimo puslaidininkiniais jungikliais;
- netiesiniai šališki reaktoriai.
Ribotuvo principas
Pagrindinis srovės ribojimo grandinių principas yra užgesinti perteklinę srovę elemente, kuris gali paversti savo energiją kita forma, pavyzdžiui, šiluma. Tai aiškiai matoma veikiant srovės ribotuvui, kai termistorius arba tiristorius naudojamas kaip išsklaidantis elementas.
Kitas apsaugos būdas, kuris taip pat dažnai naudojamas, yra apkrovos atjungimas nuo linijos, kurioje įvyko elektros viršįtampis. Šio tipo jungikliai gali būti automatiniai, juos galima iš naujo nustatyti, kai grėsmė išnyksta, arba reikia pakeisti reaguojantį apsauginį elementą, kaip yra saugiklio atveju.
Pažangiausios yra elektroninės ribotuvų grandinės, veikiančios pagal principą, kad elektros srovės kanalas uždaromas, kai jis didėja. Šiuo atveju naudojami specialūs praėjimo elementai (pavyzdžiui, tranzistoriai), kuriuos valdo jutikliai.
Šiuolaikinės kombinuotos sistemos sujungia srovės ribotuvų funkciją tam tikroms perkrovoms ir apsauginę parinktį su apkrovos išjungimu esant trumpojo jungimo srovėms. Paprastai tokios sistemos veikia aukštos įtampos tinkluose.
Srovės ribotuvo grandinė
PavyzdyjeNaudodami paprasčiausią srovės ribojimo įrenginio grandinę galite suprasti, kaip veikia „elektroninis saugiklis“. Grandinė sumontuota ant dviejų dvipolių tranzistorių ir leidžia reguliuoti elektros energijos stiprumą žemos įtampos maitinimo š altiniuose.
Grandinės komponentų priskyrimas:
- VT1 – praleidžiamas tranzistorius;
- VT2 – praėjimo tranzistoriaus valdymo signalo stiprintuvas;
- Rs – srovės lygio jutiklis (mažos varžos rezistorius);
- R – srovės ribojimo rezistorius.
Priimtinos vertės srovės srautą grandinėje lydi įtampos kritimas per Rs, kurio vertė po stiprinimo VT2 palaiko praėjimo tranzistorių visiškai atviroje būsenoje. Kai tik elektros stiprumas viršija slenkstinę ribą, tranzistoriaus VT1 perėjimas pradeda slėptis proporcingai elektros energijos padidėjimui. Išskirtinis šios įrenginio konstrukcijos bruožas yra dideli jutiklio ir praėjimo elemento nuostoliai (įtampos kritimas iki 1,6 V), o tai nepageidautina maitinant žemos įtampos įrenginius.
Aukščiau aprašytos grandinės analogas yra tobulesnis, kai įtampos kritimo sankryžoje sumažinimas pasiekiamas pakeitus praėjimo elementą iš dvipolio į lauko tranzistorių su maža jungties varža. Lauke nuostoliai yra tik 0,1 V.
Įsiveržimo srovės ribotuvas
Šio tipo įranga skirta apsaugoti indukcines ir talpines apkrovas (įvairios talpos) nuo viršįtampiųpradėti. Jis montuojamas automatikos sistemose. Labiausiai tokias srovės perkrovas patiria asinchroniniai varikliai, transformatoriai, LED lempos. Šiuo atveju apkrovos srovės ribotuvo naudojimo pasekmė – pailgėja prietaisų tarnavimo laikas ir patikimumas, iškraunami elektros tinklai.
Įrenginys ROPT-20-1 gali būti modernaus vienfazio srovės ribotuvo modelio pavyzdys. Jis yra universalus ir turi įjungimo srovės ribotuvą ir įtampos valdymo relę. Grandinę valdo mikroprocesorius, kuris automatiškai slopina paleidimo bangą ir gali išjungti apkrovą, jei įtampa tinkle pakyla virš leistino lygio.
Įrenginys įtrauktas į maitinimo ir apkrovos linijų pertrauką, jis veikia taip:
- Kai įjungiama įtampa, įsijungia mikrovaldiklis, kuris patikrina, ar yra fazinė įtampa ir jos reikšmė.
- Jei problemų neaptinkama per vieną laikotarpį, apkrova prijungiama, apie tai signalizuoja žalias šviesos diodas "Tinklas".
- Įvyksta 40 milisekundžių atgalinis skaičiavimas ir relė šuntuoja slopinimo rezistorių.
- Kai įtampa nukrypsta nuo normos arba ji sugenda, relė nutraukia apkrovą, apie kurią praneša raudonas „avarinis“šviesos diodas.
- Atkūrus tinklo parametrus (srovę, įtampą), sistema grįžta į pradinę būseną.
Generatoriaus srovės riba
Automobilių generatoriuose svarbu valdyti ne tik išėjimo įtampos dydį, bet ir išėjimąį apkrovos srovę. Jei viršijus pirmąjį, gali sugesti apšvietimo įranga, suplonėti prietaisų apvijos, taip pat įkrauti akumuliatorių, tai antrasis gali sugadinti paties generatoriaus apviją.
Išėjimo srovė kuo labiau didėja, tuo didesnė apkrova prijungiama prie generatoriaus išėjimo (mažinant bendrą varžą). Siekiant to išvengti, naudojamas elektromagnetinis srovės ribotuvas. Jo veikimo principas pagrįstas papildomos varžos įtraukimu į generatoriaus jaudinančios apvijos grandinę padidėjus elektros energijai.
Trumpojo jungimo srovės riba
Siekiant apsaugoti elektrines ir dideles gamyklas nuo viršįtampių srovių, kartais naudojami perjungimo tipo srovės ribotuvai (sprogstamojo poveikio). Jie susideda iš:
- atjunkite įrenginį;
- saugiklis;
- lustų blokas;
- transformatorius.
Valdydama elektros kiekį, loginė grandinė siunčia signalą į detonatorių (po 80 mikrosekundžių), kai įvyksta trumpasis jungimas. Pastarasis susprogdina kasetės viduje esančią magistralę, o srovė nukreipiama į saugiklį.
Skirtingų srovės ribotuvų funkcijos
Kiekvieno tipo ribojimo įtaisas yra skirtas konkrečioms užduotims atlikti ir turi tam tikras savybes:
- saugiklis – greitai veikia, bet reikia pakeisti;
- reaktoriai – efektyviai atlaiko trumpojo jungimo sroves, bet turi didelius nuostolius ir įtampos kritimą;
- elektroninės grandinės ir greito veikimo grandinės pertraukikliai – turi mažus nuostolius, bet mažai apsaugo nuo viršįtampių srovių;
- elektromagnetinės relės – susideda iš judančių kontaktų, kurie laikui bėgant susidėvi.
Todėl, pasirinkdami, kurią grandinę taikyti savo namuose, turite išstudijuoti įvairius veiksnius, būdingus konkrečiai elektros grandinei.
Išvada
Reikia atsiminti, kad norint prisijungti prie elektros tinklų, reikia tam tikrų elektros žinių ir darbo patirties. Todėl montuojant tokią įrangą svarbu laikytis saugos priemonių. Bet geriausia, žinoma, tokį darbą patikėti kvalifikuotam specialistui.
