RADIOFRIKING

Плавкий предохранитель - элемент силовой электронной техники

В последние годы существенно возрос уровень сложности силовых электронных
устройств, применяемых на объектах транспорта, добывающих и перерабатывающих
отраслей промышленности, системах генерирования и распределения электрической
энергии. Одновременно с усложнением силовых устройств, увеличением их
функциональности и улучшением экономичности, важным условием успешной работы
таковых является надежная защита силовых полупроводниковых приборов,
трансформаторов, коммутирующих, фильтровых и накопительных конденсаторов,
токоведущих устройств в условиях аварийных и перегрузочных режимов. Отсутствие или
неправильное применение должных элементов защиты существенно снижает
экономический эффект от применения современных преобразовательных устройств
большой мощности из-за высокой стоимости комплектующих и работ по их замене в
случае выхода из строя, не говоря уже об убытках, вызванных простоем технологического
оборудования, транспортных средств и т.п.
Для лучшего понимания средств и методов защиты электрических и электронных
устройств в аварийных и близких к таковым режимах, рассмотрим наиболее характерные
режимы перегрузок электрических цепей. В большинстве случаев все электрические
аварийные режимы могут быть отнесены к одной из двух категорий – перенапряжения и
экстратоки. Первые случаются при воздействии на линии электропередачи и на
оборудование грозовых разрядов, при резкой коммутации тока в линиях и устройствах со
значительной индуктивностью, при неправильном функционировании
преобразовательных систем и т.д. Вторые могут быть вызваны короткими замыканиями,
механическими перегрузками электроприводов, неисправностями в электронных силовых
блоках и т.п.
В общем случае, экстратоком называют любой ток в цепи, превосходящий по
значению ток в цепи при нормальных рабочих условиях. Существует два типа
экстратоков – токи перегрузки и токи короткого замыкания. Током перегрузки обычно
считают ток, превышающий ток в рабочих условиях, но протекающий через
проводимости элементов цепи и нагрузки, которые имеют существенную (с учетом
значения рабочего тока) величину. В большинстве случаев токи перегрузки превышают
номинальный рабочий ток в 1.5…6 раз. Обычно они вызваны пусковыми токами
электродвигателей в момент запуска, токами намагничивания сердечников
трансформаторов, зарядом конденсаторов фильтров и т.п. Такие токовые перегрузки
безопасны и называются рабочими перегрузками. Длительности рабочих перегрузок
относительно невелики, и, соответственно, перегрев устройств за их счет очень
незначителен. Перегрузки, длительные по времени, обычно происходят из-за
механических повреждений электродвигателей приводов, нагрузки на оборудование,
превышающей расчетную, подключения к одной цепи большого количества потребителей
электроэнергии. Перегрузки по току такого характера могут вызывать существенное
повышение температуры проводников, преобразователей, трансформаторов и выход их из
строя. Однако, из-за относительно небольшой величины тока в цепи (по сравнению с
коротким замыканием) повреждения оборудования носят не мгновенный характер, а
требуют достаточно длительного времени, и могут быть легко предотвращены. Током
короткого замыкания (КЗ) называют ток, протекающей в цепи, проводимость которой
существенно выше, чем проводимость в нормальных условиях. При коротком замыкании
ток в цепи может превышать рабочий ток в сотни и тысячи раз. Если цепь с таким током
не разорвать в течение разумного времени (максимально – единицы секунд, обычно –
гораздо меньше), то повреждения оборудования, вызванные столь большими токами,
могут быть фатальными – разрушение изоляторов, расплавление и испарение
проводников, дугообразование, воспламенение горючих материалов.