Электроэнергия хоть и считается незаменимой во всех сферах, все же она опасная. Поэтому с ней нужно соблюдать технику безопасности. Надежная защита кабеля от короткого замыкания поможет избежать бед.
Как работает защита?
Короткое замыкание – источник многих неприятностей. При этом в вычислительной технике, аудио, видео-аппаратуре присутствует транзистор, включающий и выключающий ток.
Не допустить многие проблемы позволяет защита. Схемы представлены в качестве отдельного узла, применяемого в устройстве. Они применяются в имеющихся блоках питания и собираются в другом корпусе.
В случае короткого замыкания:
- увеличивается ток;
- понижается напряжение.
Во многих устройствах применяется защита, основанная с учетом первого свойства. В качестве датчика тока применяется резистор. С проходящим током обеспечивается снижение напряжения. Сравнительная схема сопоставляет напряжение с обозначенным показателем, и в случае достижения порога оповещает о размыкании главного элемента, ток отключается. Индикация оповещает светом или звуком о работе защиты.
В пределах импульсного блока питания, оснащенного ШИМ-регулированием, защита действует иным образом. Измерение тока происходит в цепи импульсного трансформатора. Осуществляется сравнивание напряжения с обозначенным параметром, в случае превышения оповещается ШИМ-регулятор. Генерация завершается или снижается напряжение.
Все способы защиты размыкают цепь при коротком замыкании. Это разные устройства. Практически в каждом электроприборе находятся плавкие предохранители. Из-за большого тока происходит расплавка предохранителя, разрыв цепи.
В квартиры выполняется установка автоматов защиты. Это автовыключатели, ориентированные на конкретный рабочий ток. В случае увеличения силы происходит срабатывание автомата и цепь разрывается. В промышленные электродвигатели устанавливают реле.
Разновидности
Аппараты защиты от короткого замыкания различные. Для каждой цели есть свои устройства. Основными считаются такие типы:
- По применению – защита людей или технических устройств.
- Действие – пассивные и активные.
Принцип действия основывается на физическом проявлении электротока. Нагреваются или притягиваются металлические детали в области действия магнитного поля, порожденного им.
Пассивные
Это заземление и зануление. Каждый вид отличается назначением. Заземление способно защищать действовать на 2 явлениях:
- Ток короткого замыкания при небольшом сопротивлении среды обладает лавинообразной силой. Появляется электрическая дуга и моментальный разогрев проводников. Так происходит работа активных устройств. Это автоматический выключатель и плавкий предохранитель.
- Ток направляется по пути меньшего сопротивления. Если прибор (его корпус) заземлен, то при аварийной ситуации люди не травмируются.
Необходимо учитывать, что между технической нейтралью и заземляющим проводников есть отличия. Первая признана единой точкой 3 обмоток трансформатора, скрепленных звездой. При функционировании электроустановки по ней идет ток. Она защищает потребителей 3-фазного тока при коротком замыкании на землю.
У второго отсутствуют места физического подсоединения к электропередачам. Он защищает людей от поражения током.
Свойство тока направляться по меньшему сопротивлению применяется тогда, когда нужно защититься от атмосферного электричества. На крыше объекта или около него размещается громоотвод, соединяемый с землей.
Пассивная защита обеспечивается балластным трансформатором, который гарантирует стабильное питающее напряжение. Сглаживание выполняется благодаря тому, что у появляющегося магнитного тока противоположное направление.
Физическая кабельная защита в земле тоже признана пассивной, хоть она не взаимосвязана с прямым воздействием электротока. Это металлическая оболочка – она бывает его конструктивным элементом, тогда провод считается «бронированным».
Активные
Такая надежная защита от короткого замыкания более разнообразная. Отличается рабочий механизм и назначение.
Стабилизаторы – защита от перепадов напряжения нужна для безаварийного функционирования приборов. В цепях переменного тока устройства получаются из автотрансформаторов, признанные пассивными. Чтобы их активировать, включается устройство, которое сравнивает входное и выходное напряжение. По реакции они делятся на:
- Релейные.
- Серверные.
Защитить электрический кабель от перегрузки помогает плавкий предохранитель. В качестве основы выступает металлический проводник. Со своими параметрами (сечением и длиной) он может выдерживать токи определенных показателей. В случае лавинообразного нарастания при коротком замыкании металл греется и плавится, вызывая разрыв сети.
Предохранители считаются одноразовыми и неизбирательными в действии: они способны не успевать осуществлять отключение потребителей или выполняют это рано. Второй случай относится к загрузке асинхронных электродвигателей, обмотки которых скреплены с помощью треугольника. Он проявляется 3-кратным повышением силы тока.
Электрическая перегрузка появляется из-за чрезмерного физического сопротивления в работе электродвигателя. Чтобы этого не было, применяется термореле. Приспособление включает нихромовую проволоку, которая выступает в виде нагревательного элемента, и биметаллического размыкателя, около которого она обвита.
Сильная нагрузка на валу приводит к повышению силы тока в обмотках. Это вызывает нагревание чувствительного элемента реле, повреждение контактов размыкателя и отключение потребителя от сети. Такие приспособления не подходят для моментального выключения при аварийной ситуации. Это их минус.
Автоматические выключатели реагируют на 2 проявления действия тока – притяжение проводников и нагрев. Там присутствуют соленоид – катушка, в котором присутствует подвижный сердечник и биметаллический контакт.
Первый начинает работать в случае увеличение тока больше номинального, появляющегося обычно в случае короткого замыкания. Но если расходуемый электроустановкой ток больше обозначенного на корпусе автовыключателя, то он отключает сеть и в простых условиях. Преимущество этих защитных методов заключается в универсальности. Еще они способны моментально выключать потребителей.
Дифференциальные измерители – устройства защиты, выявляющие дисбаланс между фазной линией и технической нейтралью. Эти УЗО применяются в качестве защиты электроустановок и людей.
Основу составляет дифференциальный трансформатор. Он включает ферритовое кольцо и одну обмотку на нем, что определяет дисбаланс. В 1-фазной бытовой сети сквозь ферритовое кольцо проходит фазный проводник, нейтраль. Там направления токов находятся противоположно, обеспечивают взаимное уравновешивание, из-за чего во вторичной обмотке тока нет.
Если человек дотрагивается токоведущей части и электричество идет в землю, то в нейтральном проводнике перемещение электронов завершается, баланс нарушен и во вторичной обмотке появляется ток. Он становится сильнее и вызывает движение соленоидного сердечника, размыкаемого контакты.
Генераторы и прочие промышленные электроустановки защищаются 3-фазными УЗО. Они реагируют на замыкание фазы на землю, обрыв каждой из них.
Особенность таких автоматов в моментальной работе. Поэтому на корпусе отсутствуют маркировки. Указывается лишь номинал срабатывания, размер которого во много меньше.
Сегодня востребованы устройства, включающие УЗО и АВ. Они указываются как АВДТ. Приспособления обеспечивают защиту от разных аварий – короткого замыкания, перегрузки, при котором нагреваются проводники.
Их использование облегчает электромонтажные процедуры. С ними электроустановки и люди защищены.
Активация защитных устройств в схемы питания электроустановок – важное условие безаварийной работы. Это обозначено в правилах для электриков и в прочей документации.
Защита от перегрузок и короткого замыкания помогает не допустить поражения человека током. Еще она не допускает возникновение пожара. Нагрузка на электросеть бывает высокой, а защита не допустит поломку приборов. При коротком замыкании может возникать отключение электроэнергии и интернета. А специальная изоляция помогает не допустить все эти проблемы.