Теория цепей постоянного и переменного тока от Victron (часть 3). Предохранители, выключатели.

4.4 Предохранители и автоматические выключатели

Предохранитель - это  устройство электрической безопасности. Он защищает электрическую цепь от черезмерных токов.

Предохранитель размещается в кабеле питания к электрическому устройству. Как только ток протекает через предохранитель, превышающий его номинальное значение, в течение определенного времени, предохранитель перегорает. После того, как предохранитель перегорел, ток больше не будет течь в цепь.

Ситуация с током выше ожидаемого может возникнуть в случае неисправности электрического устройства или короткого замыкания в электрической цепи.

Предохранитель защищает от:

• Сильной перегрузки - когда в системе протекает больше тока, чем рассчитано.

• Короткое замыкание - когда один проводник случайно соприкасается с другим проводником.

Как работает предохранитель?

Есть 3 типа предохранителей:

 • Проводной предохранитель.

• Тепловой предохранитель.

• Магнитный предохранитель.

Традиционно, плавкий предохранитель содержит провод или полосу металла, которая плавится, как только через предохранитель проходит неприемлемо высокий ток. Когда провод в плавком предохранителе расплавился, электрическая цепь будет разорвана и ток больше не будет течь в цепи.

После того, как предохранитель "перегорел", его необходимо заменить новым предохранителем, чтобы снова включить цепь. Эти предохранители одноразовые. После того, как они взорвались, они не могут быть восстановлены. Их нужно заменить на новый.

Другим типом предохранителя является автоматический предохранитель, часто называемый автоматическим выключателем или миниатюрным автоматическим выключателем (CB или MCB). Эти устройства прерывают цепь при обнаружении высокого тока. Иногда они переподключаются после того, как прошел сильный ток, или их необходимо сбросить вручную. Их не нужно заменять, как традиционные предохранители.

Существует два способа работы этих предохранителей: термический, магнитный или их комбинация.

 

Тепловой выключатель содержит биметаллическую полосу, которая нагревается при протекании тока. Он нагревается при нагревании и тем самым нарушает путь тока. Магнитный выключатель содержит электромагнит, чувствительный к большому току. Когда протекает большой ток, электромагнит создает магнитную силу, которая прерывает цепь.

 

Расположение предохранителей постоянного тока

Каждый потребитель, который подключается к аккумулятору, должен быть предохранен. Предохранитель размещен в положительном кабеле. У каждого отдельного потребителя должен быть свой предохранитель. Независимо от того, насколько велика или мала номинальная мощность оборудования. Батареи могут потенциально создавать очень большие токи, которые могут стать причиной пожара. Цепь постоянного тока обычно содержит основной предохранитель батареи, после чего она разветвляется на отдельных потребителей. У каждого потребителя есть индивидуальный предохранитель.

Расположение автоматических выключателей переменного тока

Автоматические выключатели расположены вблизи точки входа в сеть общего пользования и / или генератора в распределительный щит. Выключатель переменного тока находится в проводнике под напряжением или как в проводнике под напряжением, так и в нейтрали. Используются одно- или двухполюсные автоматические выключатели.

Обычно на один источник переменного тока устанавливается один главный автоматический выключатель, после чего источник разветвляется на множество групп. Каждая группа содержит автоматический выключатель, защищающий группу потребителей переменного тока.

Расположение автоматических выключателей фотоэлектрической батареи.

Между фотоэлектрической батареей и солнечным зарядным устройством должен быть установлен предохранитель. Пожалуйста, свяжитесь с местными властями, правила для каждого приложения и страны могут отличаться.

Держатели предохранителей

Предохранители должны быть помещены в держатели предохранителей. Держатель предохранителя надежно удерживает предохранитель на месте. И в некоторых случаях они также обеспечивают электрическую изоляцию. Автоматические выключатели обычно монтируются на DIN-рейку. Предохранители и автоматические выключатели обычно расположены в распределительной плате, предпочтительно внутри корпуса.

Номинал предохранителя и как правильно выбрать предохранитель

При выборе предохранителя существует 4 критерия выбора

• Номинальный ток

• Номинальное напряжение

• Скорость

• Тип

Важно выбрать правильный предохранитель, который будет соответствовать цепи и потребляемой мощности оборудования в этой цепи. Номинальная мощность предохранителя указана на предохранителе или может быть найдена в техническом описании или его характеристиках.

Номинальный ток

Если в цепи есть только один потребитель, предохранитель должен соответствовать текущему номинальному току этого потребителя или текущему номинальному напряжению кабеля, в зависимости от того, какой из них является самым низким.

Если в цепи несколько потребителей, то предохранитель должен соответствовать номинальному току кабеля в цепи.

Номинальное напяжение

Номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или превышать ожидаемое максимальное напряжение в системе. Предохранитель должен быть специально рассчитан на требуемый тип постоянного и / или переменного тока. Большинство предохранителей постоянного тока подходят для 12 и 24 В, но они не обязательно подходят для 48 В и выше. Обратите внимание, что не все предохранители или автоматические выключатели могут использоваться как в цепях переменного, так и постоянного тока. Если предохранитель может использоваться как для переменного, так и для постоянного тока, напряжение для переменного тока часто оценивается выше, чем номинальное напряжение постоянного тока.

Также следите за тем, чтобы автоматические выключатели не были однонаправленными, так как для постоянного тока важно, каким образом они подключены к цепи.

Скорость

Скорость предохранителя - это время, необходимое для его срабатывания при возникновении тока повреждения. Это зависит от материала предохранителя, его механизма, тока и температуры.

Существуют медленные и быстроплавкие плавкие предохранители

• Медленные плавкие предохранители обычно используются в приложениях постоянного тока, которые можно найти в автомобильных и морских цепях. Эти схемы содержат потребителей с высоким пусковым током, таких как двигатели, или устройства с конденсаторами, такими как инвертор. Медленный плавкий предохранитель выдерживает высокий кратковременный начальный ток, позволяя запустить двигатель.

• Быстрые плавкие предохранители используются в приложениях переменного тока. Потребители переменного тока часто чувствительны к изменениям в токе, поэтому им нужен предохранитель, который может быстро реагировать, чтобы защитить потребителя. Но в некоторых случаях потребитель переменного тока может иметь высокий пусковой ток, это оборудование с электромоторами, такими как холодильники, кондиционеры и компрессоры. В этих приложениях потребуется более медленный предохранитель.

Диапазон скоростей плавкого предохранителя:

• FF Очень быстрое действие (Flink Flink).

• F Быстродействующий (моргание).

• M Medium Acting (Mitteltrage)

. • T Медленное действие (Trage).

• TT очень медленно действует (Trage Trage).

Маркировка предохранителей

Предохранитель содержит маркировку относительно его номинальных характеристик. Но информация может отсутствовать. Тогда хорошим источником, чтобы узнать больше, являются характеристики предохранителей. Их можно легко найти в Интернете или у вашего поставщика предохранителей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стеклянные или керамические предохранители Предохранитель Держатель

Предохранитель провода

До приблизительно 60 А

До 250 В

переменного или постоянного тока

Быстрые или медленные

Тип лезвия (автомобильный) Предохранитель Держатель

Предохранитель провода

до 120A

32 V

DC

Медленный

Midi Предохранитель Держатель

Предохранитель провода

23 - 200A

32 Vdc

Slow

Cooper Bussmann MRBF Предохранитель Держатель

Предохранитель провода

30 - 300A,

58 Vdc,

рассчитан на использование в морских условиях

CNN fuse Предохранитель Держатель

Проводной предохранитель

10 - 800 А,

48 В пост. Тока,

125 В перем. Тока

Быстрый

Mega fuse Предохранитель Держатель

Предохранитель провода

40 - 500A

32 Vdc

Slow

ANL fuse Предохранитель  

Предохранитель провода

35 - 750 A

32V DC

Fast

NH fuse    

Предохранитель провода

до 1000A

500 - 690 В перем. Тока

440 - 550 В пост. Тока

Доступно несколько скоростей

Автоматический выключатель (CB или MCB    
Переменный или постоянный ток Различное номинальное напряжение тока Различное напряжение тока Разнообразие скоростей Монтируется на DIN-рейку
     
     

4.5 Выключатели постоянного тока

Выключатель батареи может использоваться для изоляции батареи (или батареи) от остальной части электрической цепи. Или его можно использовать для изоляции источника постоянного тока или потребителя постоянного тока от электрической цепи. Возможность изолировать батарею или потребителей постоянного тока от электрической цепи полезна в том случае, если система не будет использоваться в течение определенного периода времени или для технического обслуживания системы.

При выборе разъединителя всегда проверяйте, чтобы он был рассчитан на токи, которые можно ожидать в системе при полной нагрузке.

Правила и руководящие указания по изоляции батареи различаются в разных странах, но рекомендуется, чтобы, если необходима изоляция батареи, изолировать только положительный кабель батареи.

Может даже не понадобиться добавлять разъединитель. Система постоянного тока всегда содержит главный предохранитель. Удаление предохранителя также приведет к разрыву цепи. Таким образом, когда необходимо обслуживать систему или заменить батарею, достаточно снять главный предохранитель, чтобы изолировать батарею от остальной системы.

Всегда используйте качественные разъединители. Изолирующий выключатель увеличит сопротивление цепи. У некачественного переключателя будет большее сопротивление, это может потенциально увеличить падение напряжения и вызвать проблемы в системе.

Типы разъединителей

• Выключатель батареи для мобильных систем (обычно 12 и 24 В).

• DIN автоматические выключатели, для наземных систем для батарей и фотоэлектрических систем (обычно 48 В и выше).

• Выключатель NH-предохранителя для высокоточных наземных систем для аккумуляторов и фотоэлектрических систем (обычно 48 В и выше).

Переключение "минуса" в нескольких модулях системы

Переключение в инверторной / зарядной системе выключатель аккумулятора находится только в положительном кабеле аккумулятора. Но в некоторых случаях может потребоваться переключение как положительного, так и отрицательного. Это может быть требованием местного законодательства. 

Если необходимо переключить как положительный, так и отрицательный кабели аккумулятора, это не является проблемой в одной системе инвертора / зарядного устройства Victron. Однако это может вызвать проблемы в системах с несколькими инверторами / зарядными устройствами, которые подключены к параллельной и / или трехфазной системе.

В параллельной и / или 3-фазной системе отдельные устройства в системе должны обмениваться данными друг с другом через кабель связи, который соединяет разъемы VE.Bus. Некоторые из наших моделей инверторов / зарядных устройств не имеют гальванической развязки между аккумулятором и VE.Bus. Отсутствие изоляции означает, что, если в определенных сценариях разорвано отрицательное соединение с батареей, это вызовет ток в отрицательном сигнале кабеля данных. Этот ток может повредить коммуникационный чип инвертора / зарядного устройства.

В системе с более чем одним инвертором / зарядным устройством, и если необходимо переключить отрицательный элемент, следуйте этому совету:

• Отрицательное соединение батареи каждого устройства должно быть подключено к отрицательным соединениям другого устройства.

• Только при наличии общего "отрицательного" кабели RJ45 VE.Bus могут быть подключены к блокам.

• Когда из системы извлекается один блок, все кабели RJ45 необходимо было отсоединить перед удалением этого блока.

4.6 Шунт

Шунт добавляется в систему для измерения тока. Это необходимо для мониторинга системы или для расчета уровня заряда батареи.

Шунт является резистивным элементом. При прохождении тока через шунт происходит небольшое падение напряжения. Если ток небольшой, напряжение будет низким, а если ток большим, то напряжение будет выше. Если текущий ток меняется, падение напряжения изменит полярность.

Напряжение шунта является показателем величины тока и направления тока. Эта информация может использоваться, чтобы узнать, сколько тока попадает в систему, или для расчета состояния аккумулятора при зарядном устройстве.

Шунт имеет ток и номинальное напряжение, например, 500 А, 50 мВ. Это означает, что если ток 500 А пройдет через шунт, то на шунте будет падение напряжения 50 мВ (0,05 В).

Шунт должен быть рассчитан на максимальный постоянный ток, который будет поступать в комбинированные потребители в системе.

Пример:

Инвертор подключен к аккумулятору. Максимальный ток будет пиковым номиналом инвертора. Инвертор 3000 ВА имеет пиковый ток 6000 Вт, то есть при 12 В ток 500 А.

Монитор батареи BMV поставляется с шунтом на 500 А, 50 мВ. В случае, если этот шунт недостаточно велик, вам нужно добавить шунт большего размера. Шунты Victron доступны в следующих размерах 500, 1000, 2000 и 6000 А. И они 50 мВ. При использовании большего шунта убедитесь, что вы изменили параметры шунта на мониторе батареи.

Шунт обычно расположен в отрицательном кабеле. "Минус" выбран потому, что это безопаснее.

Шунт должен быть последним элементом перед аккумуляторном или аккумуляторным парком. Все потребители постоянного тока и источники постоянного тока должны быть подключены после шунта. Смотрите справа, как подключить шунт в систему.