Koje zaštitne funkcije osigurava osigurač u električnim sustavima?

U svakom električnom sustavu zaštita nije naknadna stvar, već je temeljni zahtjev za projektiranje. Među mnogim zaštitnim uređajima koji se koriste u distribuciji energije i industrijskim instalacijama, najčešće se koriste osigurač ostaje jedan od najpouzdanijih, najisplativijih i najčešće korištenih. Bilo da je riječ o niskonaponskim potrošačkim krugovima ili visokonaponskim mrežama, osigurač služi kao kritična linija obrane od uvjeta koji bi inače mogli uzrokovati katastrofalne oštećenja opreme, električne požare ili potpuni kvar sustava. Točno razumijevanje zaštitnih funkcija osigurača pomaže inženjerima, upraviteljima objekata i stručnjacima za nabavku da donose bolje odluke o dizajnu sustava i odabiru komponenti.

Zaštitne funkcije osigurač su više nuančani nego što mnogi ljudi pretpostavljaju. Siguranje ne prekida struju, nego to čini na precizno kalibriran način koji uzima u obzir veličinu struje, trajanje i toplinske karakteristike zaštićenog kola. Moderna tehnologija osigurača, uključujući visoke napone koje se koriste u prijenosnim uređajima i aplikacijama izolacije 33 kV, dizajnirana je tako da pruža više slojeva zaštite unutar jedne kompaktne komponente. U ovom članku detaljno se razmatra svaka od tih zaštitnih funkcija, objašnjavajući uključene mehanizme i praktične implikacije za sigurnost i pouzdanost električnog sustava.

Zaštita od prenapona: Primarna funkcija osigurača

Kako osigurač reagira na pretjerane struje

Najvažnija zaštitna funkcija osigurač je zaštita od prenapona. Ako struja koja teče kroz krug premaši nominalnu vrijednost osigurača, element se zagrijava zbog otpora. Ako se višak struje zadrži iznad praga određenog vremenskim strujnim karakteristikama osigurača, element se topi i otvara krug. Time se zaustavlja protok struje prije nego što višak energije može oštetiti provodnike, izolaciju ili povezane opreme.

Odgovor na osigurač namjerno je vremenski odgođen kako bi se omogućilo prolazak privremenih struja, kao što su struje pokretanja motora, bez nepotrebnog pokretanja. Ova karakteristika obrnutog vremena znači da osigurač tolerira mala preopterećenja duže vrijeme, ali vrlo brzo reagira na teške preopterećenja. Ovo ponašanje je ključna prednost osigurača u odnosu na jednostavnije zaštitne uređaje kojima nedostaje ovaj postupni odgovor.

U praksi zaštita od prekrčenja struje sprečava pregrijavanje provodnika, što je jedan od glavnih uzroka električnih požara u industrijskim i komercijalnim postrojenjima. Prekinom struje prije nego što se toplinska šteta nakuplja, osigurač ne samo da štiti neposredni teret, već i cijelu infrastrukturu za kablovske i distribucijske mreže. To čini pravilnu veličinu osigurača ključnim korakom u svakom dizajnu električnog sustava.

U skladu s člankom 6. stavkom 2.

Dobro dizajnirani sustav zaštite temelji se na koordinaciji između više osigurač u skladu s člankom 3. stavkom 2. Najbliži osigurač treba prvo upaliti, izolirajući samo pogođeni dio dok ostavi ostatak sustava napaljen. U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, to znači da se ne primjenjuje primjena ovog članka.

Kada osigurač ako se radi selektivno, to minimizira utjecaj kvaru na širu mrežu. U industrijskim postrojenjima, to znači da kvar u jednoj mašini ili hranilicu ne isključuje cijelu proizvodnu liniju. U distribucijskim mrežama, to znači da kvar na bočnoj granci ne prekida uslugu glavnom napajaču. Za postizanje ove razine koordinacije potrebna je pažljiva analiza krivina vremena i struje svakog zaštitnog uređaja u sustavu.

Zaštita od kratkog spoja: prekidač visokih struja

Mehanika prekida kratkog spoja

Zaštita od kratkog spoja vjerojatno je najzahtjevnija funkcija osigurač -Moraju nastupiti. Tijekom kratkog spoja, struja greške može doseći desetine tisuća ampera u milisekundama. Siguran mora prekinuti struju prije nego što dostigne vrhunsku vrijednost, što je poznato kao ograničavanje struje. Tako što se topi i stvara luk koji se brzo gasi unutar tijela osigurača, ograničava struju osigurač spriječava punu potencijalnu struju kvarova da ikad teče.

Ova mjera ograničavanja struje ima duboke implikacije za dizajn sustava. Kada je osigurač u skladu s člankom 3. stavkom 2. stavkom 2. Uređaji se stoga mogu ocjenjivati za niže razine kvarova, što smanjuje troškove i složenost tijekom cijele instalacije. Siguranje djeluje kao apsorber energije greške, raspršujući energiju unutar vlastitog tijela umjesto da joj omogući da se širi kroz sustav.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Komisija je odlučila da se primjenom članka 3. stavka 1. točke (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i članka 3. stavka 2. točke (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i članka 3. stavka 2. točke (c) Uredbe ( Na ovim razinima napona energija luka uključena u prekid kvarova je ogromna, a dizajn osigurača mora osigurati sigurno, pouzdano prekid bez stvaranja opasnih prenapetosti ili omogućavanja ponovnog paljenja luka. U skladu s člankom osigurač u slučaju da se u ovom slučaju ne primjenjuje, to znači da se ne može upotrebljavati za proizvodnju električne energije.

Zaštita transformatora i kablova od oštećenja zbog pogreške

Transformatori i električni kablovi među najkupljim su i najteže zamjenjivim dijelovima električnog sustava. A. osigurač u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, ako je transformator postavljen na glavnu stranu distribucijskog transformatora, pruža se nužna zaštita od unutarnjih kvarova transformatora i vanjskih kvarova koji bi mogli uzrokovati da kroz navijanje transformatora prolaze štetne struje kvarova. Bez ove zaštite, kvar može uzrokovati neuspjeh izolacije zavijanja, što dovodi do toga da transformator zahtijeva previjanje ili potpunu zamjenu.

Isto tako, osigurači za zaštitu kabla su veličine kako bi se osiguralo da se toplinska otpornost kabla nikada ne prekorači tijekom kvara. U slučaju da se u slučaju izloženosti električne energije u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog pravilnika ne primjenjuje, osigurač mora biti u stanju da se koristi za održavanje i održavanje električne energije. Ova koordinacija je standardni zahtjev u IEC i IEEE zaštitnim standardima i glavni je razlog zašto je osigurač u skladu s člankom 2. stavkom 2.

Funkcije izolacije i isključivanja osigurača

Obezbeđivanje vidljive izolacije nakon operacije

Osim svojih zaštitnih funkcija, osigurač također pruža određenu izolaciju nakon što je pokrenut. U mnogim projektima osigurača, posebno u visoko napetim isključivim osiguračima i kombinacijama prekidača izolacije osigurača, rad osigurača stvara vidljiv otvoreni jaz u krugu. Ova vidljiva izolacija važna je za sigurnost održavanja, jer tehničarima daje jasnu indikaciju da je krug isključen prije nego što počnu raditi na strojevima nizvodno.

U visoko napetostima, kombinacija osigurač s isključivom prekidačem za izolaciju omogućuje prekid kvarova i sigurnu izolaciju u jednom sastavu. Siguran je odgovoran za prekid struje, dok isključitelj osigurava vidljiv izolacijski otvor koji zahtijevaju sigurnosni propisi. Ova kombinacija se široko koristi u distribucijskim mrežama srednjeg i visokog naponu gdje se moraju osigurati zaštita i sigurni radni uvjeti.

Sposobnost jednog osigurač u skladu s člankom 3. stavkom 2. Kad osigurač radi, jasno se može prepoznati pogođeno krug i može se istražiti uzrok kvaru prije nego što se osigurač zamijeni i krug ponovo uključi. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, osiguravaju se da se osiguravaju:

Podrška postupcima sigurnog održavanja

U mnogim industrijskim i komunalnim postrojenjima osigurači su postavljeni u izvadljive ili priključne nosioce koji omogućuju njihovo uklanjanje bez korištenja alata, pružajući prikladno sredstvo za izolaciju pojedinačnih kola za održavanje. Ova značajka čini osigurač ne samo zaštitni uređaj, nego i praktično operativno sredstvo. Timovi za održavanje mogu brzo izolirati krug uklanjanjem osigurača, obaviti potrebni rad i vratiti uslugu ponovno ubacivanjem osigurača - sve to bez potrebe za složenim operacijama prekidača.

Ova jednostavnost izolacije posebno je vrijedna u okruženjima u kojima se više kola dijeli zajedničkom distribucijskom pločom ili panelom prekidača. Mogućnost nezavisne izolacije pojedinačnih kola, koristeći osigurač u skladu s člankom 3. stavkom 2. Također smanjuje rizik od slučajne napajanja tijekom održavanja, što je značajan sigurnosni problem u visoko naponu.

Zaštita od podlozi i neravnotežnog opterećenja

Otkrivanje i prekid stanja zemljanih raspada

U trofasnim sustavima, osigurač u svakom stupnju osigurava zaštitu od podložnih pukotina uvjeta u kojima živ vodnik nenamjerno stupa u kontakt s zemljom ili uzemljenom konstrukcijom. Kada se pojavi podlozi, struja podlozi prolazi kroz pogođenu faznu osiguračicu, koja prekida krug. To sprečava da neprekidno struja iz podlozica teče, što bi moglo uzrokovati požar, oštećenje opreme ili opasnost od udarca strujom.

Učinkovitost osigurač u pogledu zaštite od podlozima na zemlji zavisi od uređenja sustava za uzemljivanje. U sustavima s čvrstom zemljanjem struje zemljanih rashoda obično su dovoljno visoke da brzo pokreću osigurač. U sustavima s impedansnom uzemljenjem ili izoliranim neutralnim sustavima struje podloženosti zemljom mogu biti niže, a za dopunu zaštite osigurača mogu biti potrebni dodatni relji za otkrivanje podloženosti zemlje. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, osigurači se moraju koristiti za zaštitu od otpada.

Odgovor na nestabilnost faza i jednopravan pristup

U trofasnim motornim krugovima gubitak jedne faze poznat kao jednopasoga može uzrokovati da motor povuče prekomjernu struju na preostale faze, što dovodi do pregrijavanja i oštećenja navijanja. Odgovarajuće veličine osigurač u svakom slučaju, u slučaju da se pojave pojave, radi se o tome da se zaštite od pojava. Dok posebni relej za zaštitu motora pružaju sofisticiraniju zaštitu od jednoprozne zaštite, osigurač pruža osnovni nivo zaštite koji je uvijek prisutan bez obzira na postavke relea ili dostupnost pomoćne energije.

U slučaju nestabilnosti faze, kada se napon ili struja na tri faze ne podudaraju, može se također povećati zagrijavanje motora i transformatora. U skladu s člankom osigurač u slučaju da je proizvodni sustav u stanju da se koristi za proizvodnju električne energije, mora se osigurati da je električna energija u stanju da se koristi za proizvodnju električne energije. Ova funkcija posebno je važna u ruralnim distribucijskim mrežama gdje jednopasote opterećenja mogu stvoriti trajne stanja neravnoteže.

U slučaju da je to potrebno, potrebno je osigurati da se ne dovode u pitanje uvjeti iz stavka 1.

U slučaju da se radi o proizvodnji električne energije, potrebno je osigurati da se u skladu s člankom 4. stavkom 2.

Mnoge vrste električne opreme, uključujući kondenzatore, poluprovodnike i snažnu elektroniku, podložne su toplinskom odbijanju, stanje u kojem povećanje temperature uzrokuje povećanje struje, što uzrokuje daljnji porast temperature u ciklusu samonaprezivanja. A. osigurač u slučaju da se oprema nalazi u seriji, pruža se osnovna toplinska zaštita prekidom strujnog kola prije nego što se toplinski stanji razvijaju do razaranja ili požara opreme.

Sredivni vodik, koji su specijalizirana kategorija osigurač "Sistem za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" koji je napravljen za upravljanje "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" ili "sistem za upravljanje" ili " Ovi uređaji imaju vrlo ograničenu toplinsku masu i mogu biti uništeni u milisekundama zbog struje kvarova. Poluprovodnički osigurač radi dovoljno brzo da prekine kvar prije nego što temperatura poluprovodničkog spoja dostigne prag oštećenja, čuvajući skupu električnu opremu koja bi inače trebala biti zamijenjena.

Zaštita od neprekidnog preopterećenja

U uvjetima trajnog preopterećenja gdje struja tijekom dužeg razdoblja umjereno premašuje nominalnu vrijednost česti su uzrok degradacije izolacije i prijevremenog kvaru opreme. A. osigurač u slučaju da je sustav u stanju da se koristi za upravljanje električnim strujom, on se mora koristiti za upravljanje električnim strujem. Ova funkcija posebno je važna u primjenama gdje se opterećenja tijekom vremena mogu postupno povećavati zbog promjena procesa ili dodatka opreme.

Termička memorija osigurač u slučaju da se osigurač ne može koristiti u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog Pravilnika, to znači da se mora koristiti u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog Pravilnika. Ova karakteristika, iako se ponekad smatra ograničenjem, zapravo pruža dodatni sloj zaštite osiguravanjem da će osigurač koji je više puta bio pod stresom raditi lakše, pružajući ranije upozorenje na stanje preopterećenja.

Često se javljaju pitanja

Koja je razlika između osigurača i prekidača u pogledu zaštitnih funkcija?

Oboje osigurač i prekidač osiguravaju zaštitu od prekrčenja struje i kratkog spoja, ali se razlikuju u svom mehanizmu rada i mogućnosti ponovnog podešavanja. Siguranje radi tako što rastopi svoj element, koji se mora zamijeniti nakon rada. Prekidač koristi elektromehanički mehanizam koji se može resetirati. Siguranti općenito nude brže radno vrijeme i bolju sposobnost ograničavanja struje za visoke struje kvarova, dok prekidači pružaju pogodnost resetiranja bez zamjene. U visoko napetostima, osigurači su često preferirani zbog svoje jednostavnosti, pouzdanosti i superiorne performanse ograničavanja struje.

Kako da znam da li je osigurač radio u sistemu visokog napona?

U sustavima visokog napona, upravljane osigurače obično se identificiraju vizuelnim pokazateljima ugrađenim u dizajn osigurača, kao što je štap koji izbaci kad osigurač radi ili mehanizam za odbacivanje koji uzrokuje da osigurač padne s njegove montaže. U skupinama prekidača za izolaciju osigurača, rad osigurač ako je to moguće, prijenosni sustav mora biti opremljen s: U svim slučajevima, krug treba tretirati kao potencijalno naputan dok se ne završe odgovarajuće postupke izolacije i ispitivanja, bez obzira na vizualne indikacije.

Može li osigurač osigurati zaštitu od porasta napona ili prolaznih?

Standard osigurač ne može se koristiti za zaštitu od porasta napona ili prolaznih napetosti. Za zaštitu od pojačanja napona potrebna su posebna uređaja kao što su zaustavljači pojačanja ili komponente za suzbijanje prolaznog napona. Međutim, u nekim scenarijima kvarova u kojima je porast napona praćen trajnom prekršću, osigurač će djelovati kao odgovor na prekrjenu komponentu kvarova. Za sveobuhvatnu zaštitu od pretjeranih struja i napona, osigurač treba koristiti u kombinaciji s odgovarajućim uređajima za zaštitu od prelivanja.

Koji faktori određuju ispravnu kategoriju osigurača za određenu primjenu?

Odabir ispravnog osigurač u slučaju da se sustav ne može instalirati na električnom sustavu, mora se utvrditi da je to potrebno za održavanje sustava. U visoko naponu primjene, dodatni čimbenici kao što su uređenje zauzemljivanja sustava, vrsta opterećenja koje se štiti i uvjeti okolne temperature također moraju biti uzeti u obzir. Za ispravnu selekciju ključno je savjetovati se s relevantnim standardima IEC-a ili IEEE-a i smjernicama za primjenu proizvođača osigurača.