UZO — formål, konstruktionsprincip, valg

Reststrømsenheder (RCD'er) er en af ​​de mest populære enheder, der bruges af både byggefirmaer og private forbrugere. Men hvordan sikrer man sig det rigtige valg RCD? Jeg håber, at denne artikel vil gøre det lettere for dig at navigere på RCD-markedet mættet med forskellige modeller.

Fejlstrømsenhed. Det grundlæggende

Fejlstrømsanordninger (RCD) eller med andre ord differentielle beskyttelsesanordninger, er designet til at beskytte mennesker mod elektrisk stød i tilfælde af elektriske fejl eller i kontakt med strømførende dele af en elektrisk installation, samt at forhindre brand og brand , forårsaget af lækstrømme og jordfejl... Disse funktioner er ikke iboende i konventionelle afbrydere, som kun reagerer på overbelastning eller kortslutning.

Hvad er grunden til at søge ildslukkere til disse enheder?

Ifølge statistikker er årsagen til omkring 40% af alle brande, der opstår, "lukning af elektriske ledninger".

I mange tilfælde dækker den generelle sætning "kortslutning i elektriske ledninger" ofte over elektriske utætheder, der opstår på grund af ældning eller isolationsfejl. I dette tilfælde kan lækstrømmen nå 500mA. Det blev eksperimentelt fundet ud af, at når en lækstrøm af netop en sådan styrke løber (og hvad er en halv ampere? Hverken termisk eller elektromagnetisk frigivelse til en strøm af en sådan styrke reagerer simpelthen ikke - kun af den grund, at de ikke er designet til dette) i højst en halv time gennem vådt savsmuld, antændes de spontant. (Og dette gælder ikke kun for savsmuld, men for alt støv generelt.)

Og hvordan beskytter RCD'er dig og mig mod elektrisk stød?

Hvis en person rører en strømførende del, vil en strøm strømme gennem hans krop, hvis værdi er divisionskoefficienten af ​​fasespændingen (220 V) med summen af ​​modstandene af ledningerne, jording og selve menneskekroppen: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp). I dette tilfælde kan jord- og ledningsmodstanden sammenlignet med modstanden af ​​den menneskelige krop forsømmes, sidstnævnte kan tages som lig med 1000 ohm. Derfor vil den aktuelle værdi være 0,22 A eller 220 mA.

Fra den normative og referencelitteratur om arbejdsbeskyttelse og sikkerhedsforanstaltninger er det kendt, at minimumsstrømmen, hvis flow allerede mærkes af menneskekroppen, er 5 mA. Den næste standardiserede værdi er den såkaldte frigivelsesstrøm svarende til 10 mA. Når en strøm af en sådan kraft passerer gennem den menneskelige krop, sker der spontan muskelsammentrækning. En elektrisk strøm på 30 mA kan allerede forårsage åndedrætslammelse.Irreversible processer forbundet med blødning og hjertearytmier begynder i den menneskelige krop, efter at en strøm på 50 mA flyder gennem kroppen. Dødelig udgang er mulig, når den udsættes for en strøm på 100 mA. Det er indlysende, at en person allerede skal være beskyttet mod en strøm svarende til 10 mA.

Så den rettidige reaktion fra automatiseringen på en strøm på mindre end 500 mA beskytter objektet mod brand og til en strøm på mindre end 10 mA - beskytter en person mod konsekvenserne af utilsigtet berøring af strømførende dele.

Det er også kendt, at du sikkert kan holde den strømførende del, som er under en spænding på 220 V, i 0,17 s. Hvis den aktive del aktiveres ved 380 V, reduceres den sikre berøringstid til 0,08 s.

Problemet er, at en så lille strøm, og selv i en ubetydelig kort tid, ikke er i stand til at reparere (og selvfølgelig slukke) konventionelle beskyttelsesanordninger.

Derfor blev en sådan teknisk løsning født som en ferromagnetisk kerne med tre viklinger: — "strømforsyning", "strømleder", "kontrol". Den strøm, der svarer til fasespændingen, der påføres belastningen, og strømmen, der strømmer fra belastningen i den neutrale leder, inducerer magnetiske flux af modsatte fortegn i kernen. Hvis der ikke er utætheder i belastningen og i den beskyttede del af ledningerne, vil den samlede flux være nul. Ellers (berøring, isolationsfejl osv.) bliver summen af ​​de to strømme ikke-nul.

Fluxen, der opstår i kernen, inducerer en elektromotorisk kraft i styrespolen. Et relæ er forbundet til kontrolspolen gennem en præcisionsfiltreringsanordning for enhver interferens. Under påvirkning af den EMF, der forekommer i styrespolen, bryder relæet fase- og neutralkredsløbene.

I mange lande er brugen af ​​fejlstrømsafbrydere i elektriske installationer reguleret af normer og standarder.For eksempel i Den Russiske Føderation - vedtaget i 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95 osv. Ifølge GOST R 50669-94 er RCD installeret uden problemer i strømforsyningsnetværket af mobile bygninger lavet af metal eller med en metalramme til gadehandel og husholdningstjenester. I de seneste år har administrationerne i store byer i overensstemmelse med Glavgosenergonadzors statsstandarder og anbefalinger truffet beslutninger om at udstyre beholdningen af ​​boliger og offentlige bygninger med disse enheder (i Moskva — Moskvas regerings orden nr. 868 -RP dateret 20.05.94).

UZO er forskellige... Trefaset og enkeltfaset...

Men opdelingen af ​​RCD i underklasser slutter ikke der...

I øjeblikket er der 2 radikalt forskellige kategorier af RCD'er på det russiske marked.

1. Elektromekanisk (uafhængig af lysnettet)

2. Elektronisk (afhænger af netværk)

Lad os overveje handlingsprincippet for hver af kategorierne separat:

Elektromekaniske fejlstrømsafbrydere

RCD-grundlæggere er elektromekaniske. Den er baseret på princippet om finmekanik, dvs. ser du inde i sådan en fejlstrømsafbryder, vil du ikke se op amp komparatorer, logik og lignende.

Den består af flere hovedkomponenter:

1) Den såkaldte nul-sekvens strømtransformator, dens formål er at spore lækstrømmen og overføre den med en vis Ktr til sekundærviklingen (I 2), I ut = I 2 * Ktr (en meget idealiseret formel, men afspejler essensen af ​​processen).

2) Et følsomt magnetoelektrisk element (låsbart, dvs. når det udløses uden ekstern indgriben, kan det ikke vende tilbage til sin oprindelige tilstand - en lås) - spiller rollen som et tærskelelement.

3) Relæ - giver udløsning, hvis låsen er tilkoblet.

Denne type RCD kræver meget præcis mekanik til det følsomme magnetoelektriske element.I øjeblikket sælger kun få globale virksomheder elektromekaniske fejlstrømsafbrydere. Deres pris er meget højere end prisen på elektroniske RCD'er.

Hvorfor er elektromekaniske fejlstrømsafbrydere blevet udbredt i de fleste lande i verden? Alt er meget enkelt - denne type RCD vil fungere, hvis en lækstrøm detekteres på ethvert spændingsniveau i netværket.

Hvorfor er denne faktor (uanset netspændingsniveauet) så vigtig?

Dette skyldes, at når vi bruger en fungerende (serviceret) elektromekanisk RCD, garanterer vi 100 % af tiden, at relæet vil udløse, og forbrugerens strøm afbrydes tilsvarende.

I elektroniske RCD'er er denne parameter også stor, men den er ikke lig med 100% (som det vil blive vist nedenfor, dette skyldes det faktum, at det elektroniske RCD-kredsløb ved et vist niveau af netværksspænding ikke fungerer), og i vores hver procent er et muligt menneskeliv (enten en direkte trussel mod menneskeliv, når det rører ledningerne, eller indirekte, i tilfælde af en brand fra afbrænding af isoleringen).

I de fleste af de såkaldte "udviklede" lande er elektromekaniske fejlstrømsafbrydere en standard og en anordning, der er obligatorisk til udbredt brug. I vores land er der en gradvis overgang til obligatorisk brug af fejlstrømsafbrydere, men i de fleste tilfælde er brugeren ikke givet oplysninger om typen af ​​fejlstrømsafbrydere, hvilket fører til brug af billige elektroniske fejlstrømsafbrydere.

Elektroniske fejlstrømsafbrydere

Ethvert byggemarked er oversvømmet med sådanne fejlstrømsafbrydere. Omkostningerne ved elektroniske fejlstrømsafbrydere er nogle steder lavere end for elektromekaniske op til 10 gange.

Ulempen ved sådanne fejlstrømsafbrydere, som allerede nævnt ovenfor, er ikke en 100% garanti, hvis fejlstrømsafbryderen er i god stand, at den vil blive udløst som følge af forekomsten af ​​lækstrøm. Fordelen er billighed og tilgængelighed.

I princippet er den elektroniske RCD bygget på samme måde som den elektromekaniske (fig. 1). Forskellen ligger i det faktum, at stedet for det følsomme magnetoelektriske element tages af et sammenlignende element (komparator, zenerdiode). For at en sådan ordning skal fungere, skal du bruge en ensretter, et lille filter (sandsynligvis endda en KREN). Fordi nul-sekvens strømtransformatoren er et trin ned (tivis af gange), så er der også brug for et signalforstærkningskredsløb, som ud over det nyttige signal også vil forstærke interferensen (eller ubalancesignalet til stede ved nul lækstrøm) ) . Det er indlysende fra ovenstående, at det øjeblik, hvor relæet udløses i denne type RCD, bestemmes ikke kun af lækstrømmen, men også af netspændingen.

Hvis du ikke har råd til en elektromekanisk RCD, så er det stadig værd at få en elektronisk RCD, fordi det virker i de fleste tilfælde.

Der er også tilfælde, hvor det ikke giver mening at købe en dyr elektromekanisk RCD. Et af disse tilfælde er brugen af ​​en stabilisator eller uninterruptible power supply (UPS) ved strømforsyning til en lejlighed/hus. I dette tilfælde giver det ingen mening at tage en elektromekanisk RCD.

Jeg bemærker med det samme, at jeg taler om RCD-kategorier, deres fordele og ulemper, og ikke om specifikke modeller. Du kan købe RCD'er af lav kvalitet af elektromekaniske og elektroniske typer. Når du køber, skal du bede om et overensstemmelsescertifikat, fordi mange elektroniske fejlstrømsafbrydere på vores marked ikke er certificerede.

Zero Sequence Current Transformer (TTNP)

Normalt er dette en ferritring, gennem hvilken (inde i) fase- og neutralledningerne passerer, de spiller rollen som primærviklingen. Den sekundære vikling er ensartet viklet på ringens overflade.

Perfekt:

Lad lækstrømmen være nul.Strømmen, der løber gennem faselederen, skaber magnetfelt lig i størrelse med det magnetiske felt, der skabes af strømmen, der løber gennem den neutrale ledning og i modsat retning. Den totale koblingsflux er således nul, og strømmen induceret i sekundærviklingen er nul.

I det øjeblik, hvor lækstrømmen løber gennem lederne (nul, fase), opstår der en strømubalance som følge af forekomsten af ​​en flux fra koblingen og induktionen af ​​en strøm, der er proportional med lækstrømmen til sekundærviklingen.

I praksis er der en ubalancestrøm, der løber gennem sekundærviklingen og bestemmes af den anvendte transformer. Kravet til TTNP er som følger: ubalancestrømmen skal være væsentligt mindre end lækstrømmen reduceret til sekundærviklingen.

Udvalg af fejlstrømsafbrydere

Antag, at du har besluttet dig for typen af ​​RCD (elektromekanisk, elektronisk). Men hvad skal man vælge fra den enorme liste over produkter, der tilbydes?

Du kan vælge en RCD med tilstrækkelig nøjagtighed ved hjælp af to parametre:

Nominel strøm og lækstrøm (brudstrøm).

Den nominelle strøm er den maksimale strøm, der vil strømme gennem faselederen. Det er nemt at finde denne strøm ved at kende det maksimale strømforbrug. Bare divider det værste tilfælde strømforbrug (maksimal effekt ved minimum Cos (?)) med fasespændingen. Det nytter ikke at placere en RCD for en strøm, der er større end maskinens mærkestrøm foran RCD'en. Ideelt set tager vi med en margin RCD'en for en nominel strøm svarende til maskinens nominelle strøm.

RCD'er med mærkestrøm på 10,16,25,40 (A) findes ofte.

Lækstrømmen (triggerstrømmen) er normalt 10 mA, hvis RCD'en er installeret i en lejlighed/hus for at beskytte menneskeliv, og 100-300mA i en virksomhed for at forhindre brand, hvis ledningerne brændes.

Der er andre RCD-parametre, men de er specifikke og ikke interessante for almindelige brugere.

Afslut

Denne artikel dækker det grundlæggende i at forstå RCD-principper samt metoder til at konstruere forskellige typer fejlstrømsenheder. Elektromekaniske og elektroniske RCD'er har selvfølgelig ret til at eksistere, fordi de har deres egne særskilte fordele og ulemper.