Protectia circuitelor electrice

Protectia circuitelor electrice

Protectia electrica a elementelor de circuit este asigurata prin doua functii:

- detectarea situatiei anormale din circuit, realizata de elemente specifice (cum sunt releele sau declansatoarele) sau de catre sigurante fuzibile (care realizeaza si deconectarea circuitului);

- intreruperea circuitului, efectuata ca urmare a unei detectii, fie prin aparatul care realizeaza detectia (cazul sigurantelor fuzibile), fie prin aparate de comutatie mecanica (contactoare, intreruptoare de putere) comandate de catre dispozitivul de protectie.

1. Protectia la suprasarcina

a. Locul protectiei:

Protectia la suprasarcina se prevede numai in circuitele in care este posibila aceasta solicitare:

- circuitele motoarelor electrice;

- circuitele bateriilor de condensatoare;

- circuitele cu receptoare amovibile, in care se poate depasi puterea de calcul (prize, iluminat cu lampi cu soclu cu filet).

De regula, nu se protejeaza la suprasarcina:

- circuitele de iluminat cu lampi fluorescente tubulare;

- circuitele receptoarelor rezistive (cuptoare electrice cu rezistoare, incalzitoare electrice);

- circuitele motoarelor electrice de putere mica (sub 1,1 kW) cu serviciu de functionare intermitent sau de scurta durata;

- coloanele de alimentare a tablourilor de distributie, daca:

- nu se intrevad posibilitati de modificari in instalatie, care sa determine
depasirea puterii de calcul;

- suprasarcinile din circuitele alimentate urmeaza a fi lichidate local, prin
prevederea unor aparate adecvate.

b. Aparate de protectie la suprasarcina

Protectia la suprasarcina se realizeaza practic prin:

- relee sau declansatoare termice conventionale sau dispozitive electronice, asociate cu sau incorporate in aparate de comutatie;

- prin sigurante fuzibile alese in mod convenabil, in anumite circuite.

2. Protectia la scurtcircuit

a. Locul protectiei

Se protejeaza impotriva scurtcircuitelor toate liniile electrice (circuite si coloane), prevazand aparate de protectie pe toate cele trei faze.

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Aparatele de protectie la scurtcircuit se monteaza in retea astfel:

- la plecarile din tablourile de distributie sau canalele de distributie;

- in toate punctele unde sectiunea conductorului descreste, daca aparatul de protectie din amonte nu asigura protectia corespunzatoare sectiunii diminuate;

- la intrarile in tablourile de distributie alimentate din coloane (canale) magistrale;

- la ramificatiile spre receptoarele individuale alimentate din aceeasi plecare din punctul de distributie, cu exceptia unor receptoare de putere mica (cazul circuitelor de iluminat, al circuitelor de prize din incaperi administrative si de locuit sau al circuitului comun pentru un grup de motoare electrice de putere totala maxim 15 kW) daca siguranta fuzibila din punctul de distributie are un curent nominal de maxim 16 A;

- pe circuitele secundare de comanda si semnalizare.

Se interzice montarea dispozitivelor de protectie:

- pe conductoarele instalatiilor de protectie (impotriva electrocutarii) prin legare la pamant sau legare la nul (PE, PEN);

- in circuitele secundare ale transformatoarelor de masura de curent;

- in circuitele de excitatie ale masinilor electrice;

- pe conductorul neutru (nul de lucru), cu exceptia tablourilor de distributie din locuinte sau din alte constructii, la care poate avea acces si personal necalificat.

b. Aparate de protectie impotriva scurtcircuitelor

Protectia impotriva scurtcircuitelor se obtine cu ajutorul sigurantelor fuzibile sau al disjunctoarelor. In cazul disjunctoarelor, detectarea scurtcircuitului si comanda de deschidere a aparatului sunt asigurate de catre declansatoarele electromagnetice incorporate.

Analiza comparativa a celor doua aparate scoate in evidenta ca fiecare prezinta atat avantaje, cat si dezavantaje, pe baza carora se pot stabili situatiile in care folosirea lor se recomanda cu precadere.

Sigurantele fuzibile prezinta urmatoarele avantaje:

- au o constructie simpla si un cost scazut;

- au efect limitator, intrerupand curentul de scurtcircuit inainte ca acesta sa atinga valoarea maxima (curentul prezumat i_p) in prima semiperioada (fig.); din acest motiv, instalatiile protejate cu sigurante fuzibile nu se verifica la stabilitatea termica, iar verificarea la stabilitatea dinamica se face la cea mai mare valoare instantanee a curentului care parcurge siguranta – curentul limitat taiat i_lt (curent de trecere);

- indeplinesc si un rol de separator, patronul cu elementul fuzibil fiind amovibil.

Ca dezavantaje ale sigurantelor fuzibile se mentioneaza:

- necesitatea inlocuirii patronului ca element fuzibil la fiecare defect, ceea ce, pe de o parte, diminueaza avantajul costului scazut si, pe de alta parte, conduce la timpi mari de repunere in functiune a instalatiei dupa eliminarea defectului;

- „imbatranirea” termica a elementului fuzibil, ca urmare a suprasarcinilor din retea sau a unor scurtcircuite care au fost eliminate prin topirea altor sigurante consecutive de curenti nominali mai mici;

- posibilitatea intreruperii unei singure faze, producand functionarea motoarelor in doua faze si, deci, suprasarcini ale acestora;

- imposibilitatea unui reglaj al curentului de actionare, realizandu-se o protectie „bruta”;

- curenti nominali limitati la maxim 630 A.

Avandu-se in vedere avantajele prezentate, precum si faptul ca o protectie „bruta” este suficienta in retele, sigurantele se recomanda in majoritatea cazurilor in portiunile de retea cu curenti de sarcina pana la 630 A, in special daca curentii de scurtcircuit sunt mari, iar suprasarcinile sunt rare.

Intreruptoarele (automate) de putere au o serie de avantaje:

- indeplinesc simultan functia de aparat de protectie (atat la suprasarcina cat si la scurtcircuit) si functia de aparat de comutatie;

- permit repunerea rapida in functiune a instalatiilor dupa defect;

- exista posibilitatea reglarii curentului de actionare (la unele intreruptoare), rezultand o protectie mai exacta, mai adaptata impotriva suprasarcinilor si scurtcircuitelor;

- asigura intreruperea simultana a celor trei faze.

Ca dezavantaje, se remarca:

- constructia complicata si mai scumpa;

- lipsa efectului de limitare a curentului de scurtcircuit de catre intreruptoarele 'clasice' (cu intreruperea curentului la trecerea naturala prin zero, spre sfarsitul celei de a doua semiperioade, cu toate consecintele care decurg din aceasta (solicitari termice si electrodinamice importante in elementele retelei). Acest dezavantaj este eliminat la intreruptoarele limitatoare, cu o constructie mai complicata, la care are loc limitarea curentului chiar in prima semiperioada (similar sigurantelor fuzibile).

Intreruptoarele automate se recomanda in urmatoarele situatii:

- pentru curenti de sarcina peste 630 A;

- cand este necesar ca instalatia sa fie repusa rapid in functiune dupa defect, sa se execute comenzi da la distanta sau sa se prevada comenzi de la alte aparate sau interblocaje;

- cand instalatiile functioneaza frecvent in regim de suprasarcina;

- cand se impune deconectarea pe toate fazele;

- in circuitele motoarelor de putere mare.

3. Protectia la scaderea tensiunii de alimentare

Deconectarea echipamentelor alimentate, in cazul disparitiei sau scaderii sub o anumita limita a tensiunii de alimentare, se realizeaza prin:

- sensibilitatea contactoarelor electromagnetice la valoarea tensiunii de alimentare a bobinei;

- relee sau declansatoare specializate.