UZO - namen, načelo konstrukcije, izbira

Naprave na diferenčni tok (RCD) so ena najbolj priljubljenih naprav, ki jih uporabljajo tako gradbene korporacije kot zasebni potrošniki. A kako se prepričati o pravi izbiri RCD? Upam, da vam bo ta članek olajšal krmarjenje po trgu RCD, ki je nasičen z različnimi modeli.

Naprava za diferenčni tok. Osnove

Naprave za diferenčni tok (RCD) ali z drugimi besedami diferenčne zaščitne naprave so namenjene zaščiti ljudi pred električnim udarom v primeru električnih napak ali v stiku z deli električne napeljave pod napetostjo ter za preprečevanje požarov in požarov , ki jih povzročajo uhajajoči tokovi in ​​zemeljske napake... Te funkcije niso lastne običajnim odklopnikom, ki reagirajo samo na preobremenitev ali kratek stik.

Kaj je razlog za iskanje gasilnih aparatov za te naprave?

Po statističnih podatkih je vzrok za približno 40% vseh požarov "zapiranje električnih žic".

V mnogih primerih splošna besedna zveza "kratek stik v električnih žicah" pogosto zajema električna puščanja, do katerih pride zaradi staranja ali okvare izolacije. V tem primeru lahko uhajajoči tok doseže 500 mA. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da ko teče uhajalni tok ravno takšne jakosti (in kaj je pol ampera? Niti toplotni niti elektromagnetni sprožilec na tok takšne jakosti se preprosto ne odziva - le iz razloga, ker niso zasnovani za to) največ pol ure skozi mokro žagovino, se spontano vnamejo. (In to ne velja samo za žagovino, ampak za vsak prah na splošno.)

In kako RCD zaščitijo vas in mene pred električnimi udari?

Če se oseba dotakne dela pod napetostjo, bo skozi njeno telo stekel tok, katerega vrednost je koeficient delitve fazne napetosti (220 V) z vsoto uporov žic, ozemljitve in samega človeškega telesa: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp). V tem primeru lahko zanemarimo upor ozemljitve in ožičenja v primerjavi z uporom človeškega telesa, slednjega lahko vzamemo kot enako 1000 ohmov. Zato bo zadevna vrednost toka 0,22 A ali 220 mA.

Iz normativne in referenčne literature o varstvu pri delu in varnostnih ukrepih je znano, da je najmanjši tok, katerega tok že čuti človeško telo, 5 mA. Naslednja standardizirana vrednost je tako imenovani sprožilni tok, ki je enak 10 mA. Ko gre tok takšne sile skozi človeško telo, pride do spontanega krčenja mišic. Že električni tok 30 mA lahko povzroči paralizo dihanja.Ireverzibilni procesi, povezani s krvavitvami in srčnimi aritmijami, se začnejo v človeškem telesu, ko skozi telo teče tok 50 mA. Smrtonosni izhod je možen, če je izpostavljen toku 100 mA. Očitno je, da mora biti oseba že zaščitena pred tokom, ki je enak 10 mA.

Tako pravočasen odziv avtomatizacije na tok manj kot 500 mA ščiti objekt pred ognjem, na tok manj kot 10 mA pa ščiti osebo pred posledicami nenamernega dotika delov pod napetostjo.

Znano je tudi, da lahko varno držite tokovni del, ki je pod napetostjo 220 V, 0,17 s. Če je aktivni del pod napetostjo 380 V, se čas varnega dotika zmanjša na 0,08 s.

Težava je v tem, da tako majhen tok, pa še to za zanemarljivo kratek čas, ne more popraviti (in seveda izklopiti) običajnih zaščitnih naprav.

Zato se je rodila takšna tehnična rešitev kot feromagnetno jedro s tremi navitji: — "tokovni tok", "tokovni vodnik", "krmiljenje". Tok, ki ustreza fazni napetosti, ki se uporablja za obremenitev, in tok, ki teče iz obremenitve v nevtralnem vodniku, inducirata v jedru magnetne tokove nasprotnih znakov. Če v tovoru in v zaščitenem delu ožičenja ni puščanja, bo skupni tok enak nič. V nasprotnem primeru (dotik, okvara izolacije itd.) postane vsota obeh tokov različna od nič.

Tok, ki nastane v jedru, povzroči elektromotorno silo v krmilni tuljavi. Rele je povezan s krmilno tuljavo prek natančne filtrirne naprave za morebitne motnje. Pod vplivom EMF, ki se pojavi v krmilni tuljavi, rele prekine fazno in nevtralno vezje.

V mnogih državah je uporaba RCD v električnih inštalacijah urejena z normami in standardi.Na primer, v Ruski federaciji - sprejet leta 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95 itd. V skladu z GOST R 50669-94 je RCD brez težav nameščen v napajalnem omrežju mobilnih stavb iz kovine ali s kovinskim okvirjem za ulično trgovino in gospodinjske storitve. V zadnjih letih so uprave velikih mest v skladu z državnimi standardi in priporočili Glavgosenergonadzorja sprejele odločitve za opremljanje stanovanjskih in javnih zgradb s temi napravami (v Moskvi — Odredba vlade Moskve št. 868 -RP z dne 20.05.94 .).

UZO so različni ... Trofazni in enofazni...

Toda delitev RCD na podrazrede se tu ne konča ...

Trenutno sta na ruskem trgu dve radikalno različni kategoriji RCD.

1. Elektromehanski (neodvisen od omrežja)

2. Elektronski (odvisno od omrežja)

Oglejmo si načelo delovanja vsake kategorije posebej:

Elektromehanski RCD

Ustanovitelji RCD so elektromehanski. Temelji na principu finomehanike, tj. Če pogledamo v notranjost takega RCD, ne boste videli primerjalnikov operacijskih ojačevalcev, logike in podobnega.

Sestavljen je iz več glavnih komponent:

1) Tako imenovani tokovni transformator ničelnega zaporedja, njegov namen je slediti uhajajočemu toku in ga prenašati z določenim Ktr v sekundarno navitje (I 2), I ut = I 2 * Ktr (zelo idealizirana formula, vendar ki odraža bistvo procesa).

2) Občutljiv magnetoelektrični element (ki ga je mogoče zakleniti, tj. ko se sproži brez zunanjega posega, se ne more vrniti v začetno stanje - ključavnica) - igra vlogo elementa praga.

3) Rele - zagotavlja sprožitev, če je ključavnica aktivirana.

Ta vrsta RCD zahteva zelo natančno mehaniko za občutljiv magnetoelektrični element.Trenutno le nekaj svetovnih podjetij prodaja elektromehanske RCD. Njihova cena je veliko višja od cene elektronskih RCD.

Zakaj so elektromehanski RCD postali razširjeni v večini držav sveta? Vse je zelo preprosto - ta vrsta RCD bo delovala, če se zazna tok uhajanja na kateri koli napetostni ravni v omrežju.

Zakaj je ta dejavnik (ne glede na nivo omrežne napetosti) tako pomemben?

To je posledica dejstva, da pri uporabi delujočega (servisiranega) elektromehanskega RCD zagotavljamo 100% časa, da se bo rele sprožil in da bo porabnik ustrezno prekinjen.

V elektronskih RCD je ta parameter tudi velik, vendar ni enak 100% (kot bo prikazano spodaj, je to posledica dejstva, da pri določeni ravni omrežne napetosti elektronsko RCD vezje ne bo delovalo) in v našem vsakem odstotku je možno človeško življenje (bodisi neposredna nevarnost za človeško življenje, ko se dotakne žic, bodisi posredno, v primeru požara zaradi gorenja izolacije).

V večini tako imenovanih "razvitih" držav so elektromehanski RCD standard in naprava, ki je obvezna za široko uporabo.Pri nas postopoma poteka prehod na obvezno uporabo RCD, vendar je v večini primerov uporabnik niso podane informacije o vrsti RCD, kar vodi do uporabe poceni elektronskih RCD.

Elektronski RCD

Vsak gradbeni trg je preplavljen s takimi RCD. Stroški elektronskih RCD so ponekod do 10-krat nižji kot pri elektromehanskih.

Pomanjkljivost takšnih RCD, kot je že omenjeno zgoraj, ni 100-odstotno jamstvo, če je RCD v dobrem stanju, da se bo sprožil zaradi pojava toka uhajanja. Prednost je poceni in dostopnost.

Načeloma je elektronski RCD zgrajen na enak način kot elektromehanski (slika 1). Razlika je v tem, da mesto občutljivega magnetoelektričnega elementa prevzame primerjalni element (komparator, zener dioda). Za delovanje takšne sheme boste potrebovali usmernik, majhen filter (verjetno celo KREN). Ker je tokovni transformator ničelnega zaporedja korak navzdol (desetkrat), je potrebno tudi vezje za ojačanje signala, ki bo poleg uporabnega signala ojačalo tudi motnje (ali signal neuravnoteženosti, ki je prisoten pri ničelnem uhajalnem toku) ) . Iz zgoraj navedenega je očitno, da trenutek, ko se rele sproži v tej vrsti RCD, določa ne le tok uhajanja, temveč tudi omrežna napetost.

Če si ne morete privoščiti elektromehanskega RCD, je še vedno vredno kupiti elektronski RCD, ker v večini primerov deluje.

Obstajajo tudi primeri, ko ni smiselno kupiti dragega elektromehanskega RCD. Eden od teh primerov je uporaba stabilizatorja ali neprekinjenega napajanja (UPS) pri napajanju stanovanja / hiše. V tem primeru ni smiselno vzeti elektromehanskega RCD.

Takoj ugotavljam, da govorim o kategorijah RCD, njihovih prednostih in slabostih, ne pa o posebnih modelih. Lahko kupite nizkokakovostne RCD elektromehanske in elektronske vrste. Pri nakupu zahtevajte potrdilo o skladnosti, saj veliko elektronskih RCD na našem trgu ni certificiranih.

Tokovni transformator ničelnega zaporedja (TTNP)

Običajno je to feritni obroč, skozi katerega (znotraj) potekajo fazne in ničelne žice, igrajo vlogo primarnega navitja. Sekundarno navitje je enakomerno navito na površino obroča.

popolno:

Naj bo tok uhajanja enak nič.Tok, ki teče skozi fazni vodnik, ustvarja magnetno polje po velikosti enako magnetnemu polju, ki ga ustvari tok, ki teče skozi nevtralno žico, in v nasprotni smeri. Tako je skupni sklopni tok enak nič in tok, induciran v sekundarnem navitju, je enak nič.

V trenutku, ko uhajajoči tok teče skozi vodnike (nič, faza), pride do tokovnega neravnovesja, kot posledica pojava fluksa iz sklopke in indukcije toka, ki je sorazmeren uhajalnemu toku v sekundarno navitje.

V praksi obstaja tok neuravnoteženosti, ki teče skozi sekundarno navitje in je določen z uporabljenim transformatorjem. Zahteva za TTNP je naslednja: neuravnoteženi tok mora biti znatno manjši od toka uhajanja, zmanjšanega na sekundarno navitje.

Izbira RCD

Recimo, da ste se odločili za vrsto RCD (elektromehanski, elektronski). Toda kaj izbrati na ogromnem seznamu izdelkov v ponudbi?

RCD lahko izberete z zadostno natančnostjo z uporabo dveh parametrov:

Nazivni tok in tok uhajanja (prekinitveni tok).

Nazivni tok je največji tok, ki bo tekel skozi fazni vodnik. Ta tok je enostavno najti, če poznamo največjo porabo energije. Preprosto delite porabo energije v najslabšem primeru (največja moč pri minimalnem Cos (?)) s fazno napetostjo. Nobenega smisla ni postaviti RCD za tok, ki je večji od nazivnega toka stroja pred RCD. V idealnem primeru z rezervo vzamemo RCD za nazivni tok, ki je enak nazivnemu toku stroja.

Pogosto najdemo RCD z nazivnimi tokovi 10,16,25,40 (A).

Uhajajoči tok (sprožilni tok) je običajno 10 mA, če je RCD nameščen v stanovanju / hiši za zaščito človeških življenj, in 100-300 mA v podjetju za preprečevanje požarov, če so žice zgorele.

Obstajajo tudi drugi parametri RCD, vendar so specifični in navadnim uporabnikom niso zanimivi.

Izhod

Ta članek zajema osnove razumevanja principov RCD in metode konstruiranja različnih vrst naprav na diferenčni tok. Elektromehanski in elektronski RCD imajo seveda pravico do obstoja, saj imajo svoje posebne prednosti in slabosti.