Bezpieczeństwo elektryczne - ochrona przed zwarciem
Stan zwarcia oznacza, że obwód umożliwia przepływ prądu przez niezamierzoną ścieżkę o bardzo niskiej impedancji elektrycznej. Jest to bezpośredni kontakt między dwoma punktami o różnym potencjale elektrycznym.
System ochrony przeciwzwarciowej dzieli się na następujące układy -
System prądu przemiennego
- Kontakt między fazą a ziemią
- Faza do neutralnego kontaktu
- Kontakt między fazami
- Kontakt między uzwojeniami maszyny elektrycznej w fazie
System prądu stałego
- Kontakt biegun-ziemia
- Kontakt między dwoma biegunami
Przyczyn tego rodzaju styków może być wiele, w tym uszkodzenie izolacji przewodów, luźne, zerwane lub odizolowane przewody i kable oraz osadzanie się materiałów przewodzących, takich jak kurz, wilgoć itp.
Główne przyczyny zwarć
Nagły wzrost prądu jest równy stukrotności przepływu prądu roboczego przez obwód. Prowadzi to do uszkodzenia sprzętu elektrycznego. Następujące dwa zjawiska są odpowiedzialne za niszczycielskie skutki zwarć -
Zjawisko termiczne
Zjawisko to odnosi się do energii uwalnianej do obwodu elektrycznego podczas przepływu prądu zwarciowego przez obwód. Ten efekt termiczny powoduje przyczyny zwarcia -
Topienie styków przewodnika
Uszkodzenie izolacji
Generowanie łuków elektrycznych
Zniszczenie elementów termicznych w przekaźniku bimetalicznym
Fenomen elektrodynamiczny
Zjawisko to odnosi się do wytwarzania intensywnych naprężeń mechanicznych przy przecięciu prądu i skutkuje następującymi warunkami -
- Zerwanie przewodów
- Odpychanie styków wewnątrz styczników
- Zniekształcenie przewodników w uzwojeniach
Urządzenia chroniące przed zwarciem
Aby chronić urządzenia i ludzi przed zagrożeniami zwarciowymi, w obwodach elektrycznych stosuje się urządzenia ochronne. Urządzenia te mogą wykryć usterki i wyzwolić obwód natychmiast, zanim prąd udarowy osiągnie maksimum.
Istnieją dwa popularne urządzenia zabezpieczające używane często w każdym obwodzie elektrycznym.
Bezpiecznik
Bezpiecznik zadziała raz w obwodzie i po wystąpieniu wyzwolenia należy go wymienić. Jest pomocny przy zabezpieczaniu faza po fazie (jednobiegunowy). Oferuje wysoką zdolność wyłączania przy małej objętości, co ogranicza naprężenia elektrodynamiczne.
Poniższe zdjęcia przedstawiają różne typy bezpieczników -
Wyłącznik obwodu
Wyłączniki można resetować ręcznie lub automatycznie. Automatyka przerywa obwód w krótkim czasie i oddziela obciążenie od zasilacza, co chroni obwód przed uszkodzeniem. Wyzwalacze magnetyczne CB otwierają bieguny. CB ograniczają zarówno efekty termiczne, jak i termodynamiczne. Działa szybciej niż bezpiecznik. Na przykład wyłącznik w obudowie kompaktowej (MCCB), wyłącznik w obudowie kompaktowej (MCS), wyłącznik powietrzny / olejowy / SF6 / próżniowy (ACB / OCB / SCB / VCB).
Poniższe obrazy przedstawiają różne typy wyłączników:
Charakterystyka zabezpieczeń przeciwzwarciowych
Teraz nauczymy się różnych charakterystyk urządzeń zabezpieczających przed zwarciem. Cechy są pokazane poniżej -
Zdolność zrywania
Maksymalna wartość oszacowanego prądu zwarciowego, która może umożliwić urządzeniu przerwanie obwodu przy danym napięciu, nazywana jest zdolnością wyłączania.
Zdolność zamknięcia
Maksymalny prąd zwarciowy, który może umożliwić urządzeniu osiągnięcie napięcia znamionowego w określonych warunkach, nazywa się zdolnością zamykania. Jest to racjonalna wielokrotność zdolności wyłączania.