ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

В любой электрической цепи при работе могут возникать неисправности типа перегрузки, короткого замыкания (КЗ), появления токов утечки и пр.

Каждая из них представляет опасность как для электрооборудования, так и эксплуатирующих его людей.

С целью предотвращения нештатных ситуаций применяются различные средства и системы.

Виды защиты электрической цепи.

Самой распространенной является токовая защита, которая реализуется с применением таких устройств как:

• автоматические выключатели;
• плавкие предохранители;
• элементы обнаружения дифференциальных токов.

При этом защитные устройства применяются в различных видах электрических сетей – от промышленных до бытовых.

Кроме того, существуют приборы для обнаружения перенапряжений (повышение напряжения выше допустимого уровня), нарушения порядка чередования фаз (для трехфазных сетей переменного тока), отключения электрооборудования при обнаружении токов утечки в результате повреждения изоляции или "пробоя" на корпус электро прибора.

УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ И КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Автоматический выключатель (АВ).

Это устройство, которое автоматически разрывает электрическую цепь при возникновении короткого замыкания или перегрузки.

Основные характеристики АВ:

Номинальный ток (In).

Это ток, который может протекать через выключатель без его срабатывания. Выбирается в зависимости от мощности электроприбора, который защищает выключатель.

Номинальное напряжение (Un).

Напряжение, при котором АВ сохраняет работоспособность. Определяется напряжением сети, в которой используется автомат.

Класс.

Определяет чувствительность (селективность) прибора к перегрузке и короткому замыканию.

Обозначается буквой: A, B, C, D и определяется величиной превышения тока относительно номинального при котором происходит срабатывание.

Ток короткого замыкания.

Максимальный ток КЗ, при котором автомат гарантированно отключит электрическую цепь. При значениях выше этого параметра АВ может не сработать.

Время срабатывания.

Время, за которое выключатель разрывает цепь при перегрузке или коротком замыкании. Определяется время токовой характеристикой устройства.

Количество полюсов.

Определяет количество направлений, которые автомат может разрывать.

Однополюсные – один проводник, двухполюсные - два, трехполюсные - три.

Степень защиты.

Определяет устойчивость выключателя к внешним факторам, таким как вода и пыль. Обозначается IP-кодом (например, IP44).

Устройство защитного отключения (УЗО).

Защищает при появлении утечек при повреждении изоляции электрической цепи, появлении напряжения на корпусе прибора.

Может использоваться в различных сетях: однофазных, трехфазных, с заземлением или без него.

Следует иметь ввиду, что само УЗО не защищено от перегрузок, поэтому используется совместно с автоматическим выключателем.

Существует два вида таких устройств:

• защитные;
• противопожарные.

Отличаются они назначением и таким параметром как ток утечки (Iут).

Защитные имеют Iут в пределах 10-30 мА и предотвращают поражение человека электричеством при различных неисправностях.

Противопожарные характеризуются Iут=100-300 мА и предназначены для предупреждения возгорания при разогреве проводников в случае появления утечки. Используются, как правило, в частных домах, где велика опасность пожара от указанной причины.

Дифференциальный автомат.

По сути – это комбинация УЗО и автоматического выключателя с параметрами, присущими каждому из этих устройств. Защищают электрические цепи от перегрузок, коротких замыканий и утечек.

Тепловое реле.

Используется как в составе автоматического выключателя или дифавтомата, так и в качестве отдельного прибора.

Тепловое реле предназначено для обнаружения перегрузок электрической сети и аварийного отключения электрооборудования в случае его перегрева или неисправности.

Плавкий предохранитель (вставка).

Защита электрических цепей плавкими предохранителями – самый дешевый способ из всех перечисленных. Недостатком предохранителя является то, что это не восстанавливаемый элемент.

Несомненным плюсом является абсолютная надежность и безотказность, невысокая стоимость.

Применяется такой способ как в слаботочных электрических цепях, так и на высоковольтных подстанциях.

Защита от перенапряжений.

По различным причинам в электрической сети может возникать повышение напряжения до критических величин, угрожающих работоспособности электроприборов.

Для предотвращения таких ситуаций используются реле напряжения, которые разрывают цепь при достижении напряжением определенного уровня. Как правило, предел срабатывания у таких устройств регулируемый.

Такое реле защищает электрооборудование не только о повышенных, но и от пониженных напряжений.

Реле контроля фаз.

Это устройство, которое отслеживает правильную последовательность фаз в трехфазной сети и, в случае ее нарушения, отключает нагрузку.

Неправильная последовательность фаз может повредить электродвигатели, насосы и другое оборудование.

Устройство дуговой защиты.

При разрыве электрической цепи в воздушном пространстве между проводниками может возникнуть электрическая дуга. Чем больше мощность нагрузки, тем дуга интенсивней.

Она может явиться причиной возгораний, поэтому существуют устройства, отслеживающие ее возникновение и отключающие электрическую сеть.

Массового применения они не получили, но используются на объектах, имеющий взрывоопасные зоны и помещения.

Релейная защита (РЗ).

Это вид электрической автоматики, обеспечивающая бесперебойную работу энергосистемы. Представляет собой комплекс устройств для выявления аварийной ситуации на неисправном участке сети и его отключения.

Задачей оборудования релейной защиты является выявление:

• перегрузки электрооборудования;
• коротких замыкания, в том числе на землю;
• повреждения в обмотках электродвигателей, генераторов и трансформаторов.

Защита электрических цепей и устройств – сложная задача, которая решается грамотным проектированием и применением комплексов соответствующих приборов и оборудования.