Προστατευτικές διατάξεις έναντι υπερφόρτισης και βραχυκυκλώματος
Τεχνικά άρθρα

Προστατευτικές διατάξεις έναντι υπερφόρτισης και βραχυκυκλώματος

Προστατευτικές διατάξεις έναντι υπερφόρτισης και βραχυκυκλώματοςΜε τον όρο διάταξη προστασίας εννοείται κάθε διάταξη που παρέχει προστασία (δηλαδή προκαλεί διακοπή της τροφοδότησης όταν υπάρχει μια υπερένταση ικανή να προκαλέσει βλάβη), όπως π.χ. μια ασφάλεια (σε ένα μονοφασικό κύκλωμα) ή μια τριάδα ασφαλειών (σε ένα τριφασικό κύκλωμα) ή ένας αυτόματος διακόπτης κλπ. Στις περισσότερες περιπτώσεις στην πράξη η ίδια διάταξη προστατεύει συγχρόνως έναντι υπερφορτίσεων και έναντι βραχυκυκλωμάτων.

Σε σπανιότερες περιπτώσεις οι δύο αυτές προστασίες μπορεί να εξασφαλίζονται από χωριστές διατάξεις, οι οποίες μάλιστα είναι δυνατόν να βρίσκονται σε διαφορετικές θέσεις. Όταν η προστασία γίνεται με διαφορετικές διατάξεις, η διάταξη προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων πρέπει, εκτός από τους αγωγούς, να προστατεύει και τη διάταξη προστασίας έναντι υπερφορτίσεων. Σε αυτή την περίπτωση η ενέργεια την οποία η διάταξη προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων αφήνει να περάσει , πρέπει να μην υπερβαίνει εκείνη που η διάταξη προστασίας έναντι υπερφορτισμένων μπορεί να αντέξει χωρίς βλάβη.

Προστασία από υπερφόρτιση

Οι διατάξεις αυτές έχουν, γενικά, χαρακτηριστικά λειτουργίας αντιστρόφου χρόνου, δηλαδή ο χρόνος στον οποίο προκαλούν τη διακοπή της τροφοδότησης είναι τόσο μικρότερος, όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα της υπερφόρτισης.

Έτσι αποφεύγονται άσκοπες διακοπές της τροφοδότησης στην περίπτωση μικρών υπερφορτίσεων, αν αυτές δεν έχουν μεγάλη διάρκεια και επομένως δεν προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας των αγωγών ικανή να προξενήσει βλάβη, ενώ συγχρόνως αποτρέπεται η υπερθέρμανση των αγωγών όταν η υπερφόρτιση είναι μεγάλη ή διαρκεί επί μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οι διατάξεις που παρέχουν μόνο προστασία έναντι υπερφορτίσεων, επιτρέπεται να έχουν ικανότητα διακοπής μικρότερη από το μέγιστο αναμενόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος στη θέση εγκατάστασής τους. Μπορούν να χρησιμοποιούνται ως διατάξεις προστασίας έναντι υπερφορτίσεων:

  • ασφάλειες (στην τρέχουσα πρακτική συχνά ονομάζονται «ασφάλειες τήξεως»).
  • μικροαυτόματοι (η πλήρης ονομασία είναι «διακόπτες ισχύος για χρήση σε οικιακές ή παρόμοιες εγκαταστάσεις» και στην τρέχουσα πρακτική συχνά ονομάζονται «αυτόματες ασφάλειες»).
  • αυτόματοι διακόπτες εφοδιασμένοι με στοιχεία πτώσης από υπερφόρτιση.

Οι διακόπτες αυτοί μπορεί να είναι:

  • είτε διακόπτες φορτίου, δηλαδή διακόπτες που έχουν ικανότητα διακοπής ρευμάτων φορτίου αλλά όχι και ρευμάτων βραχυκυκλώματος
  • είτε διακόπτες ισχύος, δηλαδή διακόπτες που έχουν ικανότητα διακοπής ρευμάτων βραχυκυκλώματος (πράγμα που δεν είναι απαραίτητο στη συγκεκριμένη περίπτωση).

Τα στοιχεία πτώσης από υπερφόρτιση είναι συνήθως θερμικά στοιχεία, τα οποία, από τη φύση τους, έχουν χαρακτηριστικά λειτουργίας αντιστρόφου χρόνου.

Προστασία από βραχυκύκλωμα

Στην περίπτωση βραχυκυκλώματος η διακοπή της τροφοδότησης πρέπει να γίνεται στον συντομότερο δυνατό χρόνο. Για αυτό το λόγο οι διατάξεις προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων λειτουργούν χωρίς καμιά (ηθελημένη) χρονική καθυστέρηση. Φυσικά κάθε διάταξη προστασίας έχει ένα χρόνο λειτουργίας.

Οι διατάξεις προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων πρέπει να μπορούν να διακόπτoυν το ρεύμα του βραχυκυκλώματος χωρίς να υποστούν βλάβη. Δηλαδή η ικανότητα διακοπής της διάταξης προστασίας πρέπει να είναι ίση ή μεγαλύτερη από το μέγιστο αναμενόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος (ρεύμα στερεού βραχυκυκλώματος) στη θέση όπου είναι εγκατεστημένη αυτή η διάταξη.

Εξαίρεση: Επιτρέπεται μια διάταξη προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων να έχει ικανότητα διακοπής μικρότερη από το μέγιστο αναμενόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος στη θέση εγκατάστασής της, αν τηρούνται συγχρόνως οι δύο ακόλουθες προϋποθέσεις:

  • υπάρχει μια προηγούμενη (δηλαδή προς την πλευρά της τροφοδότησης) διάταξη που έχει την απαιτούμενη ικανότητα διακοπής.
  • οι χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας των δύο διατάξεων είναι τέτοιες, ώστε όταν το ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι μεγαλύτερο από την ικανότητα διακοπής της διάταξης, η προηγούμενη διάταξη να λειτουργεί πρώτη, διακόπτοντας το ρεύμα σε χρόνο τόσο σύντομο, ώστε να προστατεύεται η διάταξη που βρίσκεται προς την πλευρά του φορτίου.

Ως διατάξεις προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων μπορούν να χρησιμοποιούνται:

  • ασφάλειες
  • μικροαυτόματοι
  • αυτόματοι διακόπτες ισχύος εφοδιασμένοι με στοιχεία πτώσης από βραχυκύκλωμα.

Τα στοιχεία πτώσης από βραχυκύκλωμα είναι ηλεκτρομαγνητικά στοιχεία. Ονομάζονται και στοιχεία στιγμιαίας λειτουργίας ή ακαριαία στοιχεία, επειδή λειτουργούν χωρίς χρονική καθυστέρηση. Ο χρόνος διακοπής σε περίπτωση λειτουργίας αυτών των στοιχείων είναι συνήθως 0,01s έως 0,02 s.

Τοποθέτηση

Οι προστατευτικές διατάξεις υπερέντασης για την προστασία από υπερφόρτιση και/ή από βραχυκύκλωμα, θα πρέπει να εγκαθίστανται στην αρχή κάθε ηλεκτρικού κυκλώματος, καθώς και σε σημεία του κυκλώματος όπου μειώνεται η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος ή η ονομαστική τιμή βραχυκυκλώματος. Για παράδειγμα, αυτό μπορεί να εμφανιστεί σε μικρές διατομές αγωγού, ή όταν έχουν μεταβληθεί οι συνθήκες εγκατάστασης του καλωδίου και η προτασσόμενη προστατευτική διάταξη δεν μπορεί να παρέχει πια αρκετή προστασία.

Χρήση των προστατευτικών διατάξεων υπερφόρτισης

Προστατευτικές διατάξεις uπερέντασης Σύμφωνα με το πρότυπο Προστασία από υπερφόρτιση Προστασία από βραχυκύκλωμα
Ασφάλειες NEOZED/ DIAZED/l.v.h.b.c, κατηγορία χρήσης gL/gG ΕΝ 60269/lEC 60269/DIN VDE 0636 X X
Ασφάλειες μερικής-εμβέλειας για προστασία διατάξεων aM ΕΝ 60269/ IEC 60269/DIN VDE 0636 X
Μικροαυτόματοι Β, C και D ΕΝ 60898/ IEC 60898/ DIN VDE 0641-11 X X
Αυτόματοι διακόπτες ισχύος με ταχείς αποζεύκτες υπερέντασης ΕΝ 60947/ IEC 60947/ DIN VDE 0660 X X
Συσκευές ζεύξης με μόνο θερμικούς αποζεύκτες με χρονική καθυστέρηση ΕΝ 60947/ IEC 60947/ DIN VDE 0660 X
Αυτόματοι διακόπτες ισχύος με απoζεύκτες υπερέντασης ΕΝ 60947/ IEC 60947/ DIN VDE 0660 X
Προστασία κινητήρα τύπου θέρμιστορ, π.χ. για κυκλώματα κινητήρα DIN VDE 0110 και ΕΝ 60947/ IEC 60947/ DIN VDE 0660 X

πηγή: TiSoft