In qualsiasi circuito elettrico in cui non sono presenti circuiti stabilizzanti e protettivi, può verificarsi un aumento indesiderato della corrente. Questo può essere il risultato di fenomeni naturali (fulmini in prossimità di una linea elettrica) o il risultato di un cortocircuito (cortocircuito) o correnti di spunto. Per evitare tutti questi casi, la soluzione corretta è installare un dispositivo di restrizione nella rete o nel circuito locale.
Cos'è un limitatore di corrente?
Un dispositivo il cui circuito è costruito in modo tale da impedire la possibilità di un aumento della potenza dell'elettricità al di sopra dei limiti di ampiezza specificati o consentiti, è chiamato limitatore di corrente. La presenza della protezione di rete con al suo interno un limitatore di corrente consente di ridurre i requisiti per quest'ultimo in termini di stabilità dinamica e termica in caso di cortocircuito.
Nelle linee ad alta tensione con tensioni fino a 35 kV, la limitazione del cortocircuito si ottiene utilizzando reattanze elettriche, in alcuni casi, fusibili realizzati con riempitivi a grana fine. Inoltre, i circuiti alimentati ad alta e bassa tensione sono protetti da circuiti assemblati sulla base:
- interruttori a tiristori;
- reattori di tipo non lineare e lineare, in derivazione con interruttori a semiconduttore ad azione rapida;
- reattori polarizzati non lineari.
Il principio del limitatore
Il principio alla base dei circuiti di limitazione della corrente è quello di estinguere la corrente in eccesso su un elemento che può convertire la sua energia in un' altra forma, come il calore. Questo è chiaramente visibile nel funzionamento del limitatore di corrente, dove un termistore o un tiristore viene utilizzato come elemento dissipante.
Un altro metodo di protezione, anch'esso spesso utilizzato, consiste nell'interrompere il carico dalla linea in cui si è verificata la sovratensione. Questi tipi di interruttori possono essere automatici, con la possibilità di ripristinarsi automaticamente dopo la scomparsa della minaccia, o richiedere la sostituzione di un elemento di protezione reattivo, come nel caso di un fusibile.
I più avanzati sono i circuiti elettronici dei limitatori che funzionano secondo il principio della chiusura del canale per il passaggio dell'elettricità quando aumenta. In questo caso vengono utilizzati speciali elementi pass-through (ad esempio transistor), che sono controllati da sensori.
I moderni sistemi combinati combinano la funzione di limitatori di corrente per determinati sovraccarichi e un'opzione di protezione con arresto del carico in caso di correnti di cortocircuito. In genere, tali sistemi funzionano in reti ad alta tensione.
Circuito limitatore di corrente
Nell'esempioCon il circuito più semplice di un limitatore di corrente, puoi capire come funziona un "fusibile elettronico". Il circuito è assemblato su due transistor bipolari e consente di regolare la potenza dell'elettricità negli alimentatori a bassa tensione.
Assegnazione dei componenti del circuito:
- VT1 - passaggio transistor;
- VT2 - passa l'amplificatore del segnale di controllo del transistor;
- Rs – sensore di livello di corrente (resistenza a bassa resistenza);
- R – resistore di limitazione della corrente.
Il flusso di corrente nel circuito di un valore accettabile è accompagnato da una caduta di tensione su Rs, il cui valore, dopo l'amplificazione su VT2, mantiene il pass transistor in uno stato completamente aperto. Non appena la potenza dell'elettricità ha superato il limite di soglia, la transizione del transistor VT1 inizia a nascondersi in proporzione all'aumento dell'elettricità. Una caratteristica distintiva di questo design del dispositivo sono le grandi perdite (caduta di tensione fino a 1,6 V) sul sensore e sull'elemento passante, che è indesiderabile per alimentare dispositivi a bassa tensione.
Un analogo del circuito sopra descritto è più perfetto, in cui si ottiene una riduzione della caduta di tensione alla giunzione sostituendo l'elemento pass da un transistor bipolare a un transistor ad effetto di campo con una bassa resistenza di giunzione. Sul campo, le perdite sono solo 0,1 V.
Limitatore di corrente di spunto
Apparecchiature di questo tipo sono progettate per proteggere carichi induttivi e capacitivi (di varie capacità) da sovratensioni aavviare. È installato nei sistemi di automazione. Soprattutto, motori asincroni, trasformatori, lampade a LED sono soggetti a tali sovraccarichi di corrente. La conseguenza dell'utilizzo di un limitatore di corrente di carico in questo caso è un aumento della durata e dell'affidabilità dei dispositivi, scaricando le reti elettriche.
Il dispositivo ROPT-20-1 può servire come esempio di un moderno modello di limitatore di corrente monofase. È universale e contiene sia un limitatore di corrente di spunto che un relè per il controllo della tensione. Il circuito è controllato da un microprocessore, che smorza automaticamente il picco di avviamento e può spegnere il carico se la tensione nella rete supera il livello consentito.
Il dispositivo è incluso nella rottura delle linee di alimentazione e carico, funziona come segue:
- Quando viene applicata la tensione, si accende il microcontrollore che verifica la presenza della tensione di fase e il suo valore.
- Se non vengono rilevati problemi per un periodo, il carico viene collegato, segnalato dal LED verde "Rete".
- Si verifica il conto alla rovescia di 40 millisecondi e il relè shunt la resistenza di smorzamento.
- Quando la tensione si discosta dalla norma o si guasta, il relè interrompe il carico, segnalato dal LED rosso "Emergenza".
- Quando i parametri di rete (corrente, tensione) vengono ripristinati, il sistema torna allo stato originale.
Limite di corrente del generatore
Nei generatori per auto, è importante controllare non solo la quantità di tensione di uscita, ma anche l'uscitanella corrente di carico. Se il superamento del primo può causare guasti alle apparecchiature di illuminazione, avvolgimenti sottili dei dispositivi e ricarica della batteria, il secondo può danneggiare l'avvolgimento del generatore stesso.
La corrente di uscita aumenta tanto più il carico è collegato all'uscita del generatore (riducendo la resistenza totale). Per evitare ciò, viene utilizzato un limitatore di corrente elettromagnetico. Il suo principio di funzionamento si basa sull'inclusione di una resistenza aggiuntiva nel circuito dell'avvolgimento eccitante del generatore in caso di aumento dell'elettricità.
Limite di corrente di cortocircuito
Per proteggere le centrali elettriche e le grandi fabbriche dalle sovracorrenti, a volte vengono utilizzati limitatori di corrente di tipo a commutazione (azione esplosiva). Sono costituiti da:
- disconnetti dispositivo;
- fusibile;
- blocco di chip;
- trasformatore.
Controllando la quantità di elettricità, il circuito logico invia un segnale al detonatore (dopo 80 microsecondi) quando si verifica un cortocircuito. Quest'ultimo fa esplodere il bus all'interno della cartuccia e la corrente viene reindirizzata al fusibile.
Caratteristiche di diversi limitatori di corrente
Ogni tipo di dispositivo di restrizione è progettato per compiti specifici e ha determinate proprietà:
- fusibile - ad azione rapida ma deve essere sostituito;
- reattori: resistono efficacemente alle correnti di cortocircuito, ma presentano perdite e cadute di tensione significative;
- circuiti elettronici e interruttori automatici ad azione rapida - hanno basse perdite ma poca protezione contro le sovracorrenti;
- relè elettromagnetici - sono costituiti da contatti mobili che si usurano nel tempo.
Pertanto, scegliendo quale circuito applicare nella tua casa, devi studiare l'intera gamma di fattori specifici di un particolare circuito elettrico.
Conclusione
Va ricordato che l'accesso alle reti elettriche richiede determinate conoscenze in ambito elettrico ed esperienza lavorativa. Pertanto, durante l'installazione di tali apparecchiature, è importante osservare le precauzioni di sicurezza. Ma è meglio, ovviamente, affidare tale lavoro a uno specialista qualificato.
