En cualquier circuito eléctrico donde no existan circuitos estabilizadores y protectores, puede ocurrir un aumento de corriente no deseado. Esto puede ser el resultado de fenómenos naturales (rayos cerca de una línea eléctrica) o el resultado de un cortocircuito (cortocircuito) o corrientes de irrupción. Para evitar todos estos casos, la solución correcta es instalar un dispositivo de restricción en la red o circuito local.
¿Qué es un limitador de corriente?
Un dispositivo cuyo circuito está construido de tal manera que evita la posibilidad de un aumento en la fuerza de la electricidad por encima de los límites de amplitud especificados o permisibles, se denomina limitador de corriente. La presencia de una protección de red con un limitador de corriente instalado permite reducir los requisitos de esta última en términos de estabilidad dinámica y térmica en caso de cortocircuito.
En líneas de alta tensión con tensiones de hasta 35 kV, la limitación de los cortocircuitos se logra mediante el uso de reactores eléctricos, en algunos casos, fusibles fabricados con cargas de grano fino. Además, los circuitos alimentados por alta y baja tensión están protegidos por circuitos montados en la base:
- interruptores de tiristores;
- reactores de tipo no lineal y lineal, en derivación con interruptores semiconductores de acción rápida;
- reactores polarizados no lineales.
El principio del limitador
El principio básico detrás de los circuitos limitadores de corriente es extinguir el exceso de corriente en un elemento que puede convertir su energía en otra forma, como el calor. Esto se ve claramente en el funcionamiento del limitador de corriente, donde se utiliza un termistor o tiristor como elemento disipador.
Otro método de protección, que también se usa a menudo, es cortar la carga de la línea en la que se ha producido la subida de tensión. Estos tipos de interruptores pueden ser automáticos, con la capacidad de reiniciarse automáticamente después de que desaparece la amenaza, o requieren el reemplazo de un elemento protector reactivo, como es el caso de un fusible.
Los más avanzados son los circuitos electrónicos de limitadores que funcionan según el principio de cerrar el canal para el paso de la electricidad cuando aumenta. En este caso, se utilizan elementos de paso especiales (por ejemplo, transistores), que están controlados por sensores.
Los sistemas combinados modernos combinan la función de limitadores de corriente para ciertas sobrecargas y una opción de protección con corte de carga en corrientes de cortocircuito. Por lo general, estos sistemas funcionan en redes de alta tensión.
Circuito limitador de corriente
Sobre el ejemploCon el circuito más simple de un dispositivo limitador de corriente, puede comprender cómo funciona un "fusible electrónico". El circuito está ensamblado en dos transistores bipolares y le permite ajustar la fuerza de la electricidad en fuentes de alimentación de bajo voltaje.
Asignación de los componentes del circuito:
- VT1 - transistor de paso;
- VT2 - amplificador de señal de control de transistor de paso;
- Rs – sensor de nivel de corriente (resistencia de baja resistencia);
- R – resistencia limitadora de corriente.
El flujo de corriente en el circuito de un valor aceptable va acompañado de una caída de voltaje en Rs, cuyo valor, después de la amplificación en VT2, mantiene el transistor de paso en un estado completamente abierto. Tan pronto como la fuerza de la electricidad ha excedido el límite del umbral, la transición del transistor VT1 comienza a ocultarse en proporción al aumento de la electricidad. Una característica distintiva de este diseño del dispositivo son las grandes pérdidas (caída de tensión de hasta 1,6 V) en el sensor y el elemento de paso, lo que no es deseable para alimentar dispositivos de baja tensión.
Un análogo del circuito descrito anteriormente es uno más perfecto, donde se logra una reducción en la caída de voltaje en la unión reemplazando el elemento de paso de un transistor bipolar a un transistor de efecto de campo con una resistencia de unión baja. En el campo, las pérdidas son de solo 0,1 V.
Limitador de corriente de irrupción
Equipos de este tipo están diseñados para proteger cargas inductivas y capacitivas (de varias capacidades) de sobretensiones enpuesta en marcha. Se instala en sistemas de automatización. Sobre todo, los motores asíncronos, los transformadores y las lámparas LED están sujetos a tales sobrecargas de corriente. La consecuencia de usar un limitador de corriente de carga en este caso es un aumento en la vida útil y la confiabilidad de los dispositivos, descargando redes eléctricas.
El dispositivo ROPT-20-1 puede servir como ejemplo de un modelo moderno de limitador de corriente monofásico. Es universal y contiene un limitador de corriente de irrupción y un relé para control de voltaje. El circuito está controlado por un microprocesador, que amortigua automáticamente la sobretensión inicial y puede apagar la carga si el voltaje en la red supera el nivel permitido.
El dispositivo está incluido en el corte de las líneas de potencia y carga, funciona de la siguiente manera:
- Cuando se aplica tensión, se enciende el microcontrolador, que comprueba la presencia de tensión de fase y su valor.
- Si no se detectan problemas durante un período, la carga se conecta, lo que se indica mediante el LED verde "Red".
- Se produce la cuenta regresiva de 40 milisegundos y el relé desvía la resistencia de amortiguación.
- Cuando el voltaje se desvía de la norma o falla, el relé corta la carga, lo que se indica con el LED rojo de "Emergencia".
- Cuando se restauran los parámetros de la red (corriente, tensión), el sistema vuelve a su estado original.
Límite de corriente del generador
En los generadores de automóviles, es importante controlar no solo la cantidad de voltaje de salida, sino también la salidaen la corriente de carga. Si exceder el primero puede provocar fallas en el equipo de iluminación, devanados delgados de dispositivos, así como la recarga de la batería, entonces el segundo puede dañar el devanado del generador mismo.
La corriente de salida aumenta cuanto más carga se conecta a la salida del generador (reduciendo la resistencia total). Para evitar esto, se utiliza un limitador de corriente electromagnético. Su principio de funcionamiento se basa en la inclusión de una resistencia adicional en el circuito del devanado de excitación del generador en caso de aumento de la electricidad.
Límite de corriente de cortocircuito
Para proteger las centrales eléctricas y las grandes fábricas de las sobrecorrientes, a veces se utilizan limitadores de corriente de tipo de conmutación (acción explosiva). Se componen de:
- dispositivo desconectado;
- fusible;
- bloque de fichas;
- transformador.
Al controlar la cantidad de electricidad, el circuito lógico envía una señal al detonador (después de 80 microsegundos) cuando ocurre un cortocircuito. Este último explota el bus dentro del cartucho y la corriente se redirige al fusible.
Características de los diferentes limitadores de corriente
Cada tipo de dispositivo de restricción está diseñado para tareas específicas y tiene ciertas propiedades:
- fusible - acción rápida pero necesita ser reemplazado;
- reactores: resisten eficazmente las corrientes de cortocircuito, pero tienen pérdidas y caídas de voltaje significativas;
- circuitos electrónicos y disyuntores de acción rápida: tienen bajas pérdidas pero poca protección contra sobrecorrientes;
- relés electromagnéticos: consisten en contactos móviles que se desgastan con el tiempo.
Por lo tanto, al elegir qué circuito aplicar en su hogar, debe estudiar toda la gama de factores específicos de un circuito eléctrico en particular.
Conclusión
Hay que recordar que el acceso a las redes eléctricas requiere ciertos conocimientos en electricidad y experiencia laboral. Por lo tanto, al instalar dicho equipo, es importante observar las precauciones de seguridad. Pero es mejor, por supuesto, confiar ese trabajo a un especialista calificado.
