Как реагира стандартен предпазен автомат на електрическа авария

Работа аварийната копчето за защита при дефект

Стандартното аварийно копче е важен безопасностен апарат, проектиран да прекъсва електрическия ток при дефекти като прегрузка или кратко съединение, предотвратявайки повреди на електрическата система, изгаряне на жиците и ризика от пожар. Неговата защитна дейност осигурява безопасността и надеждността на веригата.

Защита при кратко съединение

• Какво се случва: Кратко съединение възниква, когато нискоомен път (например, директен контакт между фазна и нулева жица) създаде внезапен ток, много по-висок от рейтинга на веригата.

• Отговор на копчето: Копчето засича моментния скок на тока и активира почти мигновено (в рамките на милисекунди), прекъсвайки потока, за да:

• Предотврати излишно натрупване на топлина, което може да повреди компонентите.

• Ограничи риска от пожар или електрически дъги.

Защита при прегрузка

• Какво се случва: Прегрузка възниква, когато общият ток, използван от свързаните устройства (например, множество домакински уреди или високомощни апарати), надхвърли безопасната капацитет на веригата с течение на времето.

• Отговор на копчето:

• Предотврати изгаряне на жиците и разрушаване на изолацията.

• Избегнете потенциален риск от пожар при продължителна прегрузка.

• Вътрешният термичен механизъм на копчето засича постоянния излишен ток.

• Когато токът продължи, нагревателният елемент на копчето се затопля, причинявайки дву метална лента да се изкриви постепенно.

• Когато лентата се изкриви достатъчно, копчето активира, прекъсвайки веригата, за да:

Как работи стандартното аварийно копче при електрически дефекти?

Типичното стандартно аварийно копче не може да засича дефекти в земната връзка или липса на нулева жица. Вместо това то предоставя защита само срещу кратко съединение и прегрузка. Затова Националният електрически кодекс (NEC) изисква използването на Автоматично копче за прекъсване на веригата при дефект в земната връзка (GFCI), за да се гарантира правилната защита както за устройствата, така и за персонала.

По-долу са примери на вериги, илюстриращи как стандартното копче се държи при нормални и дефектни условия:

Нормално състояние

В следния диаграма, осветителна верига е контролирана и защитена от 15-амперово копче, снабдено с 120V от главна панел 120V/240V.

Тъй като няма дефект в веригата, всички компоненти функционират нормално, и осветлението свети както трябва.

Състояние при кратко съединение / прегрузка

Сега, представете си ситуация, в която възникне кратко съединение или прегрузка – например, ако фазната жица дойде в контакт с металната обвивка на устройство (като държател на лампа). В този случай, се създава дефектен ток, който се връща обратно към източника на енергия чрез земната жица. Земната жица е свързана с нулевата жица в главната панел, формирайки нискоомен път, който завършва веригата.

Благодарение на изключително ниското съпротивление на земната жица, значителен ток (до 600 ампера) се излив в веригата при дефект, създавайки сериозна прегрузка. Вътрешният механизъм на копчето мигновено засича този излишен ток и активира. 15-амперовото копче бързо прекъсва веригата от главния източник на енергия, защитавайки както електрическото устройство, така и персонала от потенциални опасности като изгаряне, дъга или електрически шок.

Засичане на дефект и активиране

Както е показано в диаграмата по-долу, 15-амперовото копче активира веднага, когато засече дефектен ток, надхвърлящ неговата номинална капацитет. Това действие прекъсва веригата от главния източник на енергия, предлагайки силна защита срещу както прегрузки, така и кратко съединение.

Стандартни копчета и дефекти в земната връзка

Както беше споменато по-рано, стандартните аварийни копчета не защитават срещу дефекти в земната връзка – ситуации, при които електричеството се излива ненамерено към земята – или прекъснати нулеви жици, които представляват значителни рискове за безопасността. В такива случаи:

• Дефект в земната връзка: Токът се отклонява от преднамерения път на веригата и се излива към земята (например, чрез човек или дефектно устройство), създавайки опасен риск от шок.

• Прекъсната нулева жица: Разделена нулева жица може да причини несъответствие на напрежението, принуждавайки тока да търси алтернативни пътища (например, чрез обвивки на апарати или земни жици), което може да доведе до изгаряне или електрически шок.

В двете случая, дефектният ток може да завърши веригата чрез непреднамерени пътища, минавайки през механизма за защита срещу прегрузка/кратко съединение на стандартното копче. Затова се изискват специализирани устройства като Автоматично копче за прекъсване на веригата при дефект в земната връзка (GFCI) или Автоматично копче за прекъсване на веригата при дъга (AFCI) за тези специфични рискове.

Това може да доведе до ток, който се излива чрез непреднамерени пътища, включително нулеви и земни проводници. Освен това, всяко изложено метално компонент в веригата може да се зареди, носейки опасни напрежения от 72V или 120V – създавайки сериозен риск от електрически шок или пожар.

За решаване на този проблем, трябва да се използва GFCI копче вместо стандартно копче, за да се гарантира безопасността в случай на дефекти в земната връзка.