Кода в электротехнике речь идет о коротком замыкании, то подразумевается работа источников напряжения в аварийном режиме, который возникает в результате закорачивания выходных клемм. Последнее, в свою очередь, приводит к нарушению технологических процессов передачи электрической энергии.
При этом на точке короткого замыкания концентрируется вся мощность источника. Через закоротку протекают токи огромных значений, которые способны, как сжечь оборудование, так и нанести электрические травмы людям, находящимся на опасном расстоянии. Современные технологии позволяют избежать развития таких аварий, за счет применения специальных защитных устройств.
Как работает токовая защита
Функционирование любой защиты от короткого замыкания основывается на трех основных этапах работы:
1. Непрерывное отслеживание значений тока вплоть до момента возникновения неисправности;
2. Обработка создавшейся ситуации и передача соответствующей команды от логической части на исполнительный орган;
3. Срабатывание коммутационных аппаратов с целью снятия напряжения с оборудования.
Многие устройства также оснащаются вводом задержки времени на срабатывание, назначение которого заключается в обеспечении принципа селективности, что важно для достаточно сложных, разветвленных схем.
Как известно, прохождение электрического тока по любому проводнику приводит к возникновению таких явлений, как:
• нагрев токопровода;
• наведение магнитного поля.
Первое из упомянутых свойств электрического тока используется для создания защиты, основанной на работе термических предохранителей. Конструкция таких предохранителей включает в себя плавкую вставку, которая устанавливается на пути прохождения тока и рассчитана на определенную нагрузку. Превышение оптимальной нагрузки приводит к перегоранию вставки и обесточиванию цепи. Чем большей величины достигает аварийный ток, тем быстрее цепь разрывается и со схемы снимается напряжение. Если же превышение оптимального значения тока незначительное, то момент разрыва цепи может наступить через достаточно большой промежуток времени.
Предохранители уже давно применяются в качестве защиты от короткого замыкания и других видов перегрузок в самых различных электрических схемах, таких как бытовые электронные устройства, электрооборудование автомобиля, промышленные устройства и т. д.
Электромагнитные защитные устройства
Практическое применение принципа наведения магнитного поля вокруг проводника с проходящим по нему током способствовало созданию целого класса защитных автоматов и электромагнитных реле, функционирование которых основано работе катушки отключения.
При прохождении номинального тока по виткам магнитной катушки ее контакты остаются в замкнутом положении, поскольку созданное магнитное поле не способно преодолеть усилие пружины. Но как только возникают аварийные токи, стационарная часть магнитопровода притягивает якорь и, как результат, контакты размыкаются, обесточивая схему.
Цифровые устройства защиты от короткого замыкания
Работа рассмотренных выше устройств защиты связана с аналоговыми величинами. Однако на сегодняшний день достаточно широко применяются, как в промышленности в целом, так и в энергетике в частности, цифровые технологии, использующие микропроцессорные устройства и статические реле. Для бытовых целей подобные приборы также активно применяются, правда, с менее широким набором функций.
Инструментом замера величины проходящего по защищенной схеме тока служит понижающий трансформатор высокого класса точности. Замеренный трансформатором сигнал оцифровывается и подается на логическую часть микропроцессорной защиты. Как только возникает аварийная ситуация, исполнительный отключающий механизм получает команду от логики устройства и напряжение с сети снимается.
Функциональный набор цифровых защит от коротких замыканий достаточно широк – эти устройства обладают большим перечнем настроек и даже возможностью регистрации предаварийного состояния сети с определением режима ее отключения.