Di sirkuit listrik mana pun yang tidak memiliki sirkuit penstabil dan pelindung, peningkatan arus yang tidak diinginkan dapat terjadi. Ini bisa menjadi akibat dari fenomena alam (petir di dekat saluran listrik) atau akibat dari korsleting (korsleting) atau arus masuk. Untuk menghindari semua kasus ini, solusi yang tepat adalah memasang perangkat pembatasan di jaringan atau sirkuit lokal.
Apa yang dimaksud dengan pembatas arus?
Perangkat yang sirkuitnya dibangun sedemikian rupa sehingga mencegah kemungkinan peningkatan kekuatan listrik di atas batas amplitudo yang ditentukan atau diizinkan, disebut pembatas arus. Kehadiran perlindungan jaringan dengan pembatas arus yang terpasang di dalamnya memungkinkan untuk mengurangi persyaratan untuk yang terakhir dalam hal stabilitas dinamis dan termal jika terjadi korsleting.
Pada saluran tegangan tinggi dengan tegangan hingga 35 kV, pembatasan hubung singkat dicapai dengan menggunakan reaktor listrik, dalam beberapa kasus, sekering yang dibuat dari pengisi berbutir halus. Juga, sirkuit yang diberi makan oleh tegangan tinggi dan rendah dilindungi oleh sirkuit yang dipasang di pangkalan:
- saklar thyristor;
- reaktor tipe non-linier dan linier, dilangsir dengan sakelar semikonduktor kerja cepat;
- reaktor bias nonlinier.
Prinsip limiter
Prinsip dasar di balik rangkaian pembatas arus adalah memadamkan kelebihan arus pada elemen yang dapat mengubah energinya menjadi bentuk lain, seperti panas. Hal ini terlihat jelas pada pengoperasian pembatas arus, di mana termistor atau thyristor digunakan sebagai elemen disipasi.
Metode proteksi lain yang juga sering digunakan adalah memutus beban dari saluran tempat terjadinya lonjakan listrik. Sakelar jenis ini dapat otomatis, dengan kemampuan untuk menyetel ulang sendiri setelah ancaman hilang, atau memerlukan penggantian elemen pelindung yang bereaksi, seperti halnya dengan sekering.
Yang paling canggih adalah sirkuit elektronik pembatas yang bekerja berdasarkan prinsip menutup saluran untuk aliran listrik ketika meningkat. Dalam hal ini, elemen pass-through khusus digunakan (misalnya, transistor), yang dikendalikan oleh sensor.
Sistem gabungan modern menggabungkan fungsi pembatas arus untuk beban lebih tertentu dan opsi pelindung dengan penghentian beban pada arus hubung singkat. Biasanya, sistem seperti itu beroperasi di jaringan tegangan tinggi.
Rangkaian pembatas arus
Pada contohDengan rangkaian paling sederhana dari perangkat pembatas arus, Anda dapat memahami cara kerja "sekring elektronik". Rangkaian ini dirakit pada dua transistor bipolar dan memungkinkan Anda untuk menyesuaikan kekuatan listrik pada catu daya tegangan rendah.
Penugasan komponen rangkaian:
- VT1 - lulus transistor;
- VT2 - lulus penguat sinyal kontrol transistor;
- Rs – sensor level arus (resistor resistansi rendah);
- R – resistor pembatas arus.
Aliran arus dalam rangkaian dengan nilai yang dapat diterima disertai dengan penurunan tegangan pada Rs, yang nilainya, setelah diperkuat pada VT2, mempertahankan transistor lulus dalam keadaan terbuka penuh. Segera setelah kekuatan listrik melampaui batas ambang, transisi transistor VT1 mulai bersembunyi secara proporsional dengan peningkatan listrik. Fitur khas dari desain perangkat ini adalah kerugian besar (tegangan turun hingga 1,6 V) pada sensor dan elemen pass-through, yang tidak diinginkan untuk memberi daya pada perangkat bertegangan rendah.
Sebuah analog dari rangkaian yang dijelaskan di atas adalah yang lebih sempurna, di mana pengurangan jatuh tegangan pada sambungan dicapai dengan mengganti elemen lintasan dari transistor bipolar ke transistor efek medan dengan resistansi sambungan rendah. Di lapangan, kerugiannya hanya 0,1 V.
Pembatas Arus Masuk
Peralatan jenis ini dirancang untuk melindungi beban induktif dan kapasitif (dengan berbagai kapasitas) dari lonjakan padamemulai. Itu dipasang di sistem otomasi. Yang terpenting, motor asinkron, transformator, lampu LED tunduk pada kelebihan arus seperti itu. Konsekuensi dari penggunaan pembatas arus beban dalam hal ini adalah peningkatan masa pakai dan keandalan perangkat, pembongkaran jaringan listrik.
Perangkat ROPT-20-1 dapat berfungsi sebagai contoh model modern pembatas arus satu fasa. Ini bersifat universal dan berisi pembatas arus masuk dan relai untuk kontrol tegangan. Rangkaian dikendalikan oleh mikroprosesor, yang secara otomatis meredam lonjakan awal dan dapat mematikan beban jika tegangan dalam jaringan naik di atas tingkat yang diizinkan.
Perangkat ini termasuk dalam pemutusan saluran listrik dan beban, ini berfungsi sebagai berikut:
- Saat tegangan diterapkan, mikrokontroler menyala, yang memeriksa keberadaan tegangan fasa dan nilainya.
- Jika masalah tidak terdeteksi selama satu periode, beban terhubung, yang ditandai dengan "Jaringan" LED hijau.
- Hitung mundur 40 milidetik terjadi dan relai melepaskan resistor redaman.
- Ketika tegangan menyimpang dari norma atau gagal, relai memutus beban, yang ditandai dengan LED "Darurat" merah.
- Ketika parameter jaringan (arus, tegangan) dipulihkan, sistem kembali ke keadaan semula.
Batas arus generator
Pada generator mobil, penting untuk mengontrol tidak hanya jumlah tegangan keluaran, tetapi juga keluaranke dalam arus beban. Jika melebihi yang pertama dapat menyebabkan kegagalan peralatan penerangan, belitan perangkat yang tipis, serta pengisian ulang baterai, maka yang kedua dapat merusak belitan generator itu sendiri.
Arus keluaran semakin meningkat, semakin banyak beban yang terhubung pada keluaran generator (dengan mengurangi hambatan total). Untuk mencegah hal ini, pembatas arus elektromagnetik digunakan. Prinsip operasinya didasarkan pada penyertaan hambatan tambahan dalam rangkaian belitan eksitasi generator jika terjadi peningkatan listrik.
Batas arus hubung singkat
Untuk melindungi pembangkit listrik dan pabrik besar dari arus surja, terkadang digunakan pembatas arus tipe switching (aksi eksplosif). Mereka terdiri dari:
- putuskan sambungan perangkat;
- sekring;
- chip blok;
- transformator.
Dengan mengontrol jumlah listrik, rangkaian logika mengirimkan sinyal ke detonator (setelah 80 mikrodetik) ketika terjadi korsleting. Yang terakhir meledakkan bus di dalam kartrid, dan arus dialihkan ke sekering.
Fitur pembatas arus yang berbeda
Setiap jenis perangkat pembatasan dirancang untuk tugas tertentu dan memiliki properti tertentu:
- fuse - kerja cepat tapi perlu diganti;
- reaktor - secara efektif menahan arus hubung singkat, tetapi memiliki kerugian yang signifikan dan penurunan tegangan;
- sirkuit elektronik dan pemutus sirkuit kerja cepat - memiliki rugi-rugi rendah tetapi sedikit perlindungan terhadap arus surja;
- relai elektromagnetik - terdiri dari kontak bergerak yang aus seiring waktu.
Oleh karena itu, memilih sirkuit mana yang akan diterapkan di rumah Anda, Anda perlu mempelajari seluruh rangkaian faktor khusus untuk sirkuit listrik tertentu.
Kesimpulan
Harus diingat bahwa akses ke jaringan listrik memerlukan pengetahuan tertentu di bidang kelistrikan dan pengalaman kerja. Karena itu, saat memasang peralatan seperti itu, penting untuk memperhatikan tindakan pencegahan keselamatan. Tetapi tentu saja yang terbaik adalah mempercayakan pekerjaan seperti itu kepada spesialis yang berkualifikasi.
