Пристрої захисного вимкнення класифікують:

• згідно способу монтажу: для фіксованого монтажу в розподільчих щитках та мобільного монтажу (рисунок 6.5);

• згідно функціональної залежності від напруги живлення: FI – функціонально незалежні, DI – функціонально залежні, HFI – функціонально умовно залежні;

• згідно конструкції механізму відключення: з прямим відключенням (механізм відключення є складовою пристрою захисного вимкнення) та непрямим відключенням;

• по числу полюсів: двохполюсні та чотирьохполюсні;

• по затримці часу спрацьовування: без затримки часу, з затримкою часу – тип G та селективні – тип S;

• по наявності захисту від аварійних струмів: без вбудованого максимального струмового захисту та з вбудованим максимальним струмовим захистом.

Рисунок 6.5 – Зовнішній вигляд диференційних автоматів

Структурна схема пристрою захисного вимкнення функціонально незалежного від джерела живлення FI приведена на рисунку 6.6.

1 – сумуючий трансформатор струму

2 – електронне коло затримки часу для типів G та S

3 – реле відключення

4 – чутливий механізм відключення

Рисунок 6.6 – Принципова схема диференційного автомата функціонально незалежного від джерела живлення

Акумулювання енергії необхідної для відключення даного типу диференційного реле, відбувається за допомогою розтягу пружини механізму відключення в момент включення. Реле відключення з постійним магнітом є головною складовою частиною пристрою захисного вимкнення типу FI (рисунок 6.6). Джерелом енергії для спрацювання механізму відключення виступає вторинна обмотка трансформатора струму, при наявності в захищаємому колі струму, який протікає на землю.

Пристрої захисного вимкнення, функціонально залежні від напруги живлення (тип DI), включають електронний підсилювач, який призначений для підсилення та аналізу величини напруги на вторинній обмотці трансформатора струму при виникненні диференційного струму. Структурна схема такого пристрою зображена на рисунку 6.7.

1 – сумуючий трансформатор струму

2 – електронне коло аналізу з реле

3 – реле відключення

4 – механізм відключення

Рисунок 6.7 – Принципова схема диференційного автомата функціонально залежного від джерела живлення

В даній схемі, реле яке живиться від підсилювача, може мати невелику чутливість порівняно з відключаючим реле типу FI, тому що в схемі присутній підсилювач сигналів. Пристрої захисного вимкнення даного типу ділять на дві групи:

• не відключаючі захищаєме коло при зникненні напруги живленні;

• ті що відключають коло.

Властивість пристрою захисного вимкнення, який вимикає коло при зникненні живлячої напруги іноді використовується для захисту від зниження напруги.

Більш кращі експлуатаційні характеристики мають пристрої захисного вимкнення умовно залежні від напруги живлення HFI (рисунок 6.8).

1 – сумуючий трансформатор струму

2 – електронне коло аналізу та затримки часу

3 – електромагнітний пусковий механізм

4 – механізм відключення

5 – електронне реле

Рисунок 6.8 – Принципова схема диференційного автомата умовно залежного від джерела живлення

Спрацювання механізму відключення відбувається завдяки потужного електромагнітного пускового механізму. Цей механізм буде пасивним до тих пір, поки на нього не буде діяти електронне коло, яке аналізує сигнал від трансформатору струму. Електронне коло живиться від трансформатора струму. Тому електронне коло буде отримувати живлення тільки при наявності певного струму у вторинній обмотці трансформатора струму.

В деяких випадках, в зв'язку з використанням силових схем з напівпровідниковими елементами відбувається викривлення кривої змінного струму. При використанні пристроїв захисного вимкнення в колах потужних споживачів необхідно аналізувати криву струму перед вибором відповідного типу пристрою захисного вимкнення. Частіше за все використовують пристрої захисного вимкнення призначені для змінного диференційного струму (тип АС), рідше – для змінного та пульсуючого змінного струму (тип А). Найбільш дорогим є тип В – для змінного, пульсуючого постійного та згладженого постійного диференційного струму.

При виборі пристроїв захисного вимкнення необхідно забезпечити селективність їх роботи. Для цього необхідно щоб ампер-секундні характеристики пристроїв захисного вимкнення, включених послідовно, не пересікалися (рисунок 6.9).

Рисунок 6.9 – Захисні характеристики диференційних автоматів різних типів

З захисної характеристики пристроїв захисного вимкнення видно, що розміщення пристрою типу S, з вказаними на рисунку параметрами, ближче до джерела живлення забезпечить селективну роботу (при установці пристроїв захисного вимкнення типів G та — безпосередньо у споживачів).

2 Реле мінімальної напруги

У схемах релейного захисту використовують реле які можна поділити на дві категорії: ті, що працюють на тих чи інших електричних принципах дії і ті, що працюють на неелектричних принципах.

До першої категорії належить переважна більшість сучасних реле.

Також реле поділяють по характеру зміни величини на яку вони реагують. Якщо реле реагує на збільшення електричної величини, воно називається максимальним, в іншому випадку – мінімальним.

Останнім часом, для захисту комунально-побутових споживачів від зниження напруги в мережі (особливо навантаження активно-індуктивного характеру) застосовують реле мінімальної напруги.

За принципом дії такі реле відносяться до електромагнітних. Типова схема ввімкнення такого реле зображена на рисунку 6.10.

Рисунок 6.10 – Типова схема ввімкнення реле мінімальної напруги

Реле мінімальної напруги підключається паралельно мережі. При номінальній напрузі котушка реле обтікається номінальним струмом, та утримує механізм відключення у вільному положенні. При зниженні напруги нижче певної величини (напруга спрацювання ), котушка електромагніта відпускає механічну тягу, яка під дією відключаючих пружин за допомогою механічної передачі (зв'язуючого стержня) діє на механізм розчеплення автоматичного вимикача, який у свою чергу вимикає коло навантаження від мережі.

Основними параметрами реле мінімальної напруги є:

• напруга відпускання – максимальна напруга, при які реле вимикає коло навантаження;

• напруга спрацювання – мінімальна напруги, при якій реле включає коло навантаження до мережі.

Зазвичай реле мінімальної напруги комплектується тільки до автоматичних вимикачів тієї ж фірми, що й саме реле.