In jedem Stromkreis ohne Stabilisierungs- und Schutzsch altungen kann es zu einer ungewollten Stromerhöhung kommen. Dies kann das Ergebnis natürlicher Phänomene (Blitzschlag in der Nähe einer Stromleitung) oder das Ergebnis eines Kurzschlusses (Kurzschluss) oder von Einsch altströmen sein. Um all diese Fälle zu vermeiden, besteht die richtige Lösung darin, ein Begrenzungsgerät im Netzwerk oder lokalen Sch altkreis zu installieren.
Was ist ein Strombegrenzer?
Als Strombegrenzer bezeichnet man ein Gerät, dessen Sch altung so aufgebaut ist, dass es die Möglichkeit einer Erhöhung der Stromstärke über die angegebenen bzw. zulässigen Amplitudengrenzen hinaus verhindert. Das Vorhandensein eines Netzschutzes mit einem darin eingebauten Strombegrenzer ermöglicht es, die Anforderungen an letzteren in Bezug auf dynamische und thermische Stabilität im Kurzschlussfall zu reduzieren.
In Hochspannungsleitungen mit Spannungen bis 35 kV wird die Kurzschlussbegrenzung durch den Einsatz von elektrischen Drosseln, teilweise Sicherungen aus feinkörnigen Füllstoffen, erreicht. Außerdem werden Stromkreise, die von Hoch- und Niederspannung gespeist werden, durch Stromkreise geschützt, die auf der Basis montiert sind:
- Thyristorsch alter;
- Reaktoren nichtlinearer und linearer Bauart, überbrückt mit flinken Halbleitersch altern;
- nichtlineare Vorspannungsdrosseln.
Das Prinzip des Begrenzers
Das Grundprinzip hinter Strombegrenzungssch altungen besteht darin, überschüssigen Strom an einem Element zu löschen, das seine Energie in eine andere Form umwandeln kann, z. B. in Wärme. Dies zeigt sich deutlich im Betrieb des Strombegrenzers, wo ein Thermistor oder Thyristor als dissipierendes Element verwendet wird.
Eine andere Schutzmethode, die ebenfalls häufig verwendet wird, besteht darin, die Last von der Leitung zu trennen, in der der Stromstoß aufgetreten ist. Diese Arten von Sch altern können automatisch sein, mit der Fähigkeit, sich selbst zurückzusetzen, nachdem die Bedrohung verschwunden ist, oder erfordern den Austausch eines reagierenden Schutzelements, wie es bei einer Sicherung der Fall ist.
Am weitesten fortgeschritten sind elektronische Sch altungen von Begrenzern, die nach dem Prinzip arbeiten, den Kanal für den Stromdurchgang zu schließen, wenn er ansteigt. In diesem Fall werden spezielle Durchgangselemente verwendet (z. B. Transistoren), die von Sensoren gesteuert werden.
Moderne Kombisysteme vereinen die Funktion von Strombegrenzern für bestimmte Überlasten und eine Schutzmöglichkeit mit Lastabsch altung bei Kurzschlussströmen. Typischerweise arbeiten solche Systeme in Hochspannungsnetzen.
Strombegrenzungssch altung
Am BeispielMit der einfachsten Sch altung eines Strombegrenzers können Sie nachvollziehen, wie eine „elektronische Sicherung“funktioniert. Die Sch altung besteht aus zwei Bipolartransistoren und ermöglicht die Einstellung der Stromstärke in Niederspannungsnetzteilen.
Zuordnung der Sch altungskomponenten:
- VT1 - Durchgangstransistor;
- VT2 - Pass-Transistor-Steuersignalverstärker;
- Rs – Strompegelsensor (niederohmiger Widerstand);
- R – Strombegrenzungswiderstand.
Der Stromfluss in der Sch altung mit einem akzeptablen Wert wird von einem Spannungsabfall an Rs begleitet, dessen Wert nach Verstärkung an VT2 den Durchgangstransistor in einem vollständig geöffneten Zustand hält. Sobald die Stromstärke die Schwellengrenze überschritten hat, beginnt sich der Übergang des Transistors VT1 proportional zum Stromanstieg zu verstecken. Eine Besonderheit dieses Gerätedesigns sind die großen Verluste (Spannungsabfall bis zu 1,6 V) am Sensor und am Durchgangselement, was für die Stromversorgung von Niederspannungsgeräten unerwünscht ist.
Ein Analogon der oben beschriebenen Sch altung ist ein perfekteres, bei dem eine Verringerung des Spannungsabfalls an der Verbindungsstelle erreicht wird, indem das Durchgangselement von einem bipolaren zu einem Feldeffekttransistor mit einem niedrigen Verbindungswiderstand ersetzt wird. Auf dem Feld betragen die Verluste nur 0,1 V.
Einsch altstrombegrenzer
Geräte dieses Typs dienen zum Schutz induktiver und kapazitiver Lasten (verschiedener Kapazitäten) vor Überspannungen beiAnfang. Es wird in Automatisierungssystemen installiert. Vor allem Asynchronmotoren, Transformatoren, LED-Lampen sind solchen Stromüberlastungen ausgesetzt. Die Folge des Einsatzes eines Laststrombegrenzers ist in diesem Fall eine Erhöhung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Geräten, wodurch elektrische Netze entlastet werden.
Das Gerät ROPT-20-1 kann als Beispiel für ein modernes Modell eines einphasigen Strombegrenzers dienen. Es ist universell einsetzbar und enthält sowohl einen Einsch altstrombegrenzer als auch ein Relais zur Spannungsregelung. Die Sch altung wird von einem Mikroprozessor gesteuert, der den Anlaufstoß automatisch dämpft und die Last absch alten kann, wenn die Spannung im Netzwerk über das zulässige Niveau ansteigt.
Das Gerät ist in der Unterbrechung der Strom- und Lastleitungen enth alten, es funktioniert wie folgt:
- Wenn Spannung angelegt wird, sch altet sich der Mikrocontroller ein, der das Vorhandensein der Phasenspannung und deren Wert prüft.
- Werden während einer Periode keine Probleme erkannt, wird der Verbraucher zugesch altet, was durch die grüne LED "Network" signalisiert wird.
- Der 40-Millisekunden-Countdown läuft ab und das Relais überbrückt den Dämpfungswiderstand.
- Wenn die Spannung von der Norm abweicht oder ausfällt, sch altet das Relais die Last ab, was durch die rote "Emergency"-LED signalisiert wird.
- Wenn die Netzparameter (Strom, Spannung) wiederhergestellt sind, kehrt das System in den ursprünglichen Zustand zurück.
Generatorstromgrenze
Bei Autogeneratoren ist es wichtig, nicht nur die Höhe der Ausgangsspannung, sondern auch die Leistung zu kontrollierenin den Laststrom. Wenn die erste überschritten wird, kann dies zum Ausfall von Beleuchtungsgeräten, dünnen Wicklungen von Geräten sowie zum Aufladen der Batterie führen, dann kann die zweite die Wicklung des Generators selbst beschädigen.
Der Ausgangsstrom steigt umso mehr an, je mehr Last am Ausgang des Generators angeschlossen ist (durch Reduzierung des Gesamtwiderstandes). Um dies zu verhindern, wird ein elektromagnetischer Strombegrenzer verwendet. Sein Funktionsprinzip basiert auf der Einbeziehung eines zusätzlichen Widerstands in den Stromkreis der Erregerwicklung des Generators im Falle eines Stromanstiegs.
Kurzschlussstromgrenze
Um Kraftwerke und große Fabriken vor Stoßströmen zu schützen, werden manchmal sch altende Strombegrenzer (Explosionswirkung) verwendet. Sie bestehen aus:
- Gerät trennen;
- Sicherung;
- Chipblock;
- Transformator.
Durch die Steuerung der Strommenge sendet die Logiksch altung ein Signal an den Zünder (nach 80 Mikrosekunden), wenn ein Kurzschluss auftritt. Letztere sprengt den Bus in der Patrone und der Strom wird zur Sicherung umgeleitet.
Eigenschaften verschiedener Strombegrenzer
Jede Art von Restriktionsgerät ist für bestimmte Aufgaben konzipiert und hat bestimmte Eigenschaften:
- Sicherung - flink, muss aber ersetzt werden;
- Reaktoren - h alten Kurzschlussströmen effektiv stand, weisen jedoch erhebliche Verluste und Spannungsabfälle auf;
- elektronische Sch altungen und flinke Leistungssch alter - haben geringe Verluste, aber wenig Schutz gegen Stoßströme;
- elektromagnetische Relais - bestehen aus beweglichen Kontakten, die sich mit der Zeit abnutzen.
Daher müssen Sie bei der Wahl des Stromkreises, den Sie in Ihrem Haus anwenden möchten, die gesamte Bandbreite der Faktoren untersuchen, die für einen bestimmten Stromkreis spezifisch sind.
Schlussfolgerung
Es muss daran erinnert werden, dass der Zugang zu elektrischen Netzen bestimmte Kenntnisse in Elektrik und Berufserfahrung erfordert. Daher ist es wichtig, bei der Installation solcher Geräte die Sicherheitsvorkehrungen zu beachten. Aber am besten ist es natürlich, solche Arbeiten einem qualifizierten Fachmann anzuvertrauen.
