단락 보호 작동 및 작동 방식

전기 공학에서 «단락»이라는 용어는 전압원의 비상 작동을 의미합니다. 출력 단자가 작동 중인 발전기 또는 화학 원소의 단락(단락)될 때 에너지 전송의 기술적 프로세스를 위반하는 경우에 발생합니다.

이 경우 소스의 전체 전력이 즉시 단락에 적용됩니다. 막대한 전류가 흐르고 있어 장비에 화상을 입힐 수 있고 근처에 있는 사람들에게 감전 사고를 일으킬 수 있습니다. 이러한 사건의 발전을 막기 위해 특별한 보호 장치가 사용됩니다.

단락의 유형은 무엇입니까

자연적인 전기 이상

그들은 번개 방전 중에 나타납니다. 강력한 번개.

구름이 형성되는 원인은 장거리에서 바람에 의해 구름이 이동할 때 구름에 의해 축적되는 다양한 부호와 크기의 높은 정전기 전위입니다. 자연적인 냉각의 결과로 고도가 높아짐에 따라 구름의 수분이 응결되어 비를 형성합니다.

습한 환경은 전기 저항이 낮아 번개 형태의 전류 통과를 위해 공기 절연이 파괴됩니다.

전위가 다른 두 물체 사이에서 방전이 발생합니다.

• 다가오는 구름에;

• 뇌운과 땅 사이.

첫 번째 유형의 번개는 항공기에 위험하며 지상으로의 방전은 나무, 건물, 산업 시설, 가공 전력선을 파괴할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 다음 기능을 연속적으로 수행하는 피뢰침이 설치됩니다.

1. 특수 어레스터에 낙뢰 전위를 수신하고 유인합니다.

2. 수신된 전류가 도관을 통해 건물의 접지 회로로 전달됩니다.

3. 이 회로에서 접지 전위로의 고전압 방전의 방전.

직류의 단락

갈바니 전압원 또는 정류기는 출력 접점의 양전위와 음전위의 차이를 생성하여 정상적인 조건에서 아래 그림과 같이 배터리의 전구 발광과 같은 회로 작동을 보장합니다.

이 경우에 발생하는 전기적 프로세스는 수학적 표현으로 설명됩니다. 완전한 회로에 대한 옴의 법칙.

소스의 기전력은 저항 «R» 및 «r»을 극복하여 내부 및 외부 회로에 부하를 생성하도록 분배됩니다.

비상 모드에서는 배터리 단자 «+»와 «-» 사이에 전기 저항이 매우 낮은 단락이 발생하여 외부 회로의 전류 흐름을 실질적으로 차단하여 회로의 이 부분을 비활성화합니다. 따라서 공칭 모드와 관련하여 R = 0이라고 가정할 수 있습니다.

모든 전류는 저항이 작고 공식 I = E / r에 의해 결정되는 내부 회로에서만 순환합니다.

기전력의 크기가 변하지 않았기 때문에 전류의 값은 매우 급격히 증가합니다. 이러한 단락은 단락 와이어와 내부 루프를 통해 흐르며 막대한 열 발생과 그에 따른 구조적 손상을 유발합니다.

AC 회로의 단락

여기서 모든 전기적 프로세스는 옴의 법칙의 작동으로 설명되며 유사한 원리에 따라 진행됩니다. 통행의 특성에는 다음이 필요합니다.

• 구성이 다른 단상 또는 삼상 네트워크 사용;

• 접지 루프의 존재.

AC 회로의 단락 유형

단락 전류는 다음 사이에서 발생할 수 있습니다.

• 위상 및 접지;

• 두 개의 다른 단계;

• 두 개의 서로 다른 위상 및 접지;

• 3상;

• 삼상과 지구.

가공 전력선을 통한 전기 전송을 위해 전력 시스템은 다른 중립 연결 방식을 사용할 수 있습니다.

1. 고립된,

2. 귀머거리 접지.

이러한 각 경우에 단락 전류는 자체 경로를 형성하고 다른 값을 갖습니다. 따라서 전기 회로 조립에 대한 위의 모든 옵션과 단락 전류 가능성은 전류 보호 구성을 만들 때 고려됩니다.

예를 들어 전기 모터와 같은 전기 소비자에서도 단락이 발생할 수 있습니다. 단상 구조에서 위상 전위는 절연층을 통해 하우징 또는 중성 도체로 파손될 수 있습니다.3상 전기 장비에서는 2상 또는 3상 사이 또는 프레임/접지와의 조합 사이에 추가 오류가 발생할 수 있습니다.

이 모든 경우에 DC 회로의 단락의 경우와 같이 매우 큰 단락 전류가 형성된 단락과 발전기에 연결된 전체 회로를 통해 흐르고 비상 모드가 발생합니다.

이를 방지하기 위해 증가된 전류에 노출된 장비에서 전압을 자동으로 제거하는 보호 장치가 사용됩니다.

단락 보호의 작동 한계를 선택하는 방법

모든 전기 제품은 해당 전압 등급에서 일정량의 전기를 소비하도록 설계되었습니다. 전력이 아닌 전류로 부하를 평가하는 것이 허용됩니다. 이에 대한 보호를 측정, 제어 및 생성하는 것이 더 쉽습니다.

그림은 장비의 다양한 작동 모드에서 발생할 수 있는 전류 그래프를 보여줍니다. 이를 위해 보호 장치 설정 및 설정을 위한 매개변수가 선택됩니다.

갈색 그래프는 배선의 전력과 전류 보호 장치의 선택을 고려하여 전기 회로 설계에서 초기 모드로 선택된 공칭 모드의 사인파를 보여줍니다.

산업용 주파수 사인파 50헤르츠 이 모드에서는 항상 안정적이며 한 번의 완전한 진동 주기가 0.02초에 발생합니다.

작동 모드의 사인파는 그림에서 파란색으로 표시됩니다. 일반적으로 공칭 고조파보다 작습니다. 할당된 용량의 모든 비축량을 완전히 사용하는 경우는 거의 없습니다.예를 들어 팔이 다섯 개인 샹들리에가 방에 걸려 있으면 조명을 위해 종종 한 그룹의 전구가 포함됩니다. 다섯 개 모두가 아니라 두 개 또는 세 개입니다.

전기 제품이 정격 부하에서 안정적으로 작동하기 위해 보호 설정을 위한 작은 전류 예비비를 생성합니다. 트립에 맞게 조정되는 전류의 양을 설정점이라고 합니다. 도달하면 스위치가 장비에서 전압을 제거합니다.

공칭 모드와 설정점 사이의 정현파 진폭 범위에서 회로는 약간의 과부하 모드에서 작동합니다.

고장 전류의 가능한 시간 특성은 그래프에서 검은색으로 표시됩니다. 진폭이 보호 설정을 초과하고 발진 주파수가 크게 변경되었습니다. 일반적으로 본질적으로 비주기적입니다. 각 반파는 크기와 주파수가 변경됩니다.

과전류 보호 알고리즘

각 단락 보호에는 세 가지 주요 작동 단계가 포함됩니다.

1. 모니터링되는 전류 정현파의 상태를 지속적으로 모니터링하고 오작동 순간을 결정합니다.

2. 상황 분석 및 논리적 부분에서 집행 기관에 명령 내리기

3. 스위칭 장치를 통해 장비에서 전압을 방출합니다.

많은 장치에서 응답 시간 지연이라는 또 다른 요소가 사용됩니다. 복잡한 분기 회로에서 선택성의 원리를 제공하는 데 사용됩니다.

사인파는 0.005초의 시간에 진폭에 도달하므로 이 기간은 적어도 보호 장치에 의한 측정에 필요합니다. 다음 두 단계의 작업도 즉시 수행되지 않습니다.

이러한 이유로 가장 빠른 전류 보호 장치의 총 작동 시간은 0.02초의 1고조파 진동 주기보다 약간 적습니다.

단락 보호의 설계 특징

각 와이어를 통해 흐르는 전류는 다음과 같은 원인이 됩니다.

• 도체의 열 가열;

• 자기장을 지시합니다.

이 두 가지 조치는 보호 장치 설계의 기초로 사용됩니다.

현재 보호

과학자 Joule과 Lenz가 설명한 전류의 열 효과는 퓨즈를 보호하는 데 사용됩니다.

경비원

이는 공칭 부하를 최적으로 견디는 전류 경로에 퓨즈를 설치하는 것을 기반으로 하지만 초과 시 소손되어 회로를 차단합니다.

비상 전류 값이 높을수록 회로 차단이 더 빨리 생성되어 전압이 제거됩니다. 전류를 약간 초과하면 오랜 시간 후에 꺼질 수 있습니다.

퓨즈는 전자 장치, 자동차 전기 장비, 가전 제품, 최대 1000V의 산업용 장치에서 성공적으로 작동합니다. 일부 모델은 고전압 장비 회로에 사용됩니다.

전류의 전자기 영향 원리에 기반한 보호

전류가 흐르는 전선 주위에 자기장을 유도하는 원리는 트립 코일을 사용하여 엄청난 종류의 전자기 릴레이 및 스위치를 만드는 것을 가능하게 했습니다.

코일은 각 회전에서 자속이 추가되는 자기 회로인 코어에 있습니다. 가동 접점은 코어의 스윙 부분인 전기자에 기계적으로 연결됩니다. 스프링의 힘에 의해 고정 접점에 눌려집니다.

나선형 코일의 권선을 통해 흐르는 정격 전류는 스프링의 힘을 극복할 수 없는 자속을 생성합니다. 따라서 연락처가 영구적으로 닫힙니다.

비상 전류의 경우 전기자는 자기 회로의 고정 부분에 끌리고 접점에 의해 생성된 회로를 차단합니다.

보호 회로에서 전자기 전압을 제거하여 작동하는 회로 차단기 유형 중 하나가 사진에 나와 있습니다.

다음을 사용합니다.

• 비상 모드 자동 종료;

• 전기 아크 소화 시스템;

• 수동 또는 자동 시작.

디지털 단락 보호

위에서 설명한 모든 보호 기능은 아날로그 값으로 작동합니다. 이 외에도 최근 산업계, 특히 에너지 분야에서는 업무를 기반으로 디지털 기술이 활발히 도입되고 있다. 마이크로프로세서 장치 정적 릴레이. 기능이 단순화된 동일한 장치가 가정용으로 생산됩니다.

보호 회로를 통과하는 전류의 크기와 방향 측정은 높은 정확도의 내장형 강압 변류기에 의해 수행됩니다. 그것에 의해 측정된 신호는 중첩에 의해 디지털화됩니다 고주파 직사각형 펄스 진폭 변조의 원리에 따라.

그런 다음 미리 구성된 특정 알고리즘에 따라 작동하는 마이크로 프로세서 보호의 논리적 부분으로 이동합니다. 비상 상황이 발생하면 장치 로직이 네트워크에서 전압을 제거하라는 명령을 셧다운 액추에이터에 내보냅니다.

보호 작동을 위해 주전원 또는 자율 소스에서 전압을 받는 전원 공급 장치가 사용됩니다.

디지털 단락 보호에는 네트워크의 비상 상태 및 종료 모드 등록까지 많은 기능, 설정 및 기능이 있습니다.