Σχετικά με τις συσκευές ηλεκτρικής προστασίας για τα "ανδρείκελα": συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος (RCD)

Φανταστείτε τα εξής - ένα πλυντήριο είναι εγκατεστημένο στο μπάνιο σας. Όποια και αν είναι η γνωστή μάρκα, οι συσκευές οποιουδήποτε κατασκευαστή υποβαθμίζονται και, ας πούμε, το πιο κοινότοπο συμβαίνει - η μόνωση στο καλώδιο τροφοδοσίας είναι κατεστραμμένη και το δυναμικό του δικτύου εμφανίζεται στο σώμα του μηχανήματος. Και αυτό δεν είναι ούτε μια βλάβη, το αυτοκίνητο συνεχίζει να λειτουργεί, αλλά ήδη γίνεται πηγή αυξημένου κινδύνου. Μετά από όλα, αν ακουμπήσουμε ταυτόχρονα τόσο το σώμα του αυτοκινήτου όσο και το σωλήνα νερού, θα κλείσουμε το ηλεκτρικό κύκλωμα μέσα από τον εαυτό μας. Και στις περισσότερες περιπτώσεις θα είναι θανατηφόρα.

Για να αποφευχθούν αυτές οι τρομερές συνέπειες, εφευρέθηκαν RCD - διακόπτες κυκλώματος υπολειμμάτων ρεύματος.

RCD - Πρόκειται για έναν προστατευτικό διακόπτη υψηλής ταχύτητας που ανταποκρίνεται στο διαφορικό ρεύμα στους αγωγούς που τροφοδοτούν με ηλεκτρική ενέργεια την προστατευόμενη ηλεκτρική εγκατάσταση - αυτός είναι ο "επίσημος" ορισμός. Σε μια πιο κατανοητή γλώσσα, η συσκευή θα αποσυνδέει τον καταναλωτή από το δίκτυο εάν υπάρχει διαρροή ρεύματος στον αγωγό PE (γείωσης).

Ας εξετάσουμε την αρχή της λειτουργίας του RCD. Για μεγαλύτερη σαφήνεια, η εικόνα δείχνει το "εσωτερικό" διάγραμμα κυκλωμάτων της:

Ο κύριος κόμβος του RCD είναι μετασχηματιστή διαφορικού ρεύματος. Με άλλο τρόπο, καλείται μετασχηματιστής ρεύματος μηδενικής ακολουθίας. Για να είναι ευκολότερο για εμάς και να μην συγχέεται με όρους, ας ονομάσουμε αυτή τη μονάδα μόνο ένα μετασχηματιστή ρεύματος.

Όπως μπορεί να φανεί από το σχήμα, στην περίπτωση αυτή έχει τρία τυλίγματα. Οι πρωτογενείς και δευτερεύουσες περιελίξεις περιλαμβάνονται στα φάση και τα ουδέτερα σύρματα, αντίστοιχα, και η τρίτη περιέλιξη συνδέεται με το στοιχείο εκκίνησης, η οποία εκτελείται σε ευαίσθητους ηλεκτρονόμους ή ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Ανάλογα με αυτόδιάκριση μεταξύ ηλεκτρομηχανικού και ηλεκτρονικού RCD.  

Η συσκευή εκκίνησης συνδέεται με μια συσκευή ελέγχου ελέγχου, η οποία περιλαμβάνει μια ομάδα επαφής ισχύος με μηχανισμό κίνησης. Το κουμπί δοκιμής χρησιμοποιείται για τον έλεγχο και την παρακολούθηση της υγείας του RCD. Τώρα φανταστείτε ότι ένα φορτίο συνδέεται με την έξοδο του κυκλώματός μας. Φυσικά, ένα ρεύμα θα εμφανιστεί αμέσως στο κύκλωμα, το οποίο θα ρέει μέσω των περιελίξεων Ι και ΙΙ. Για να εξετάσουμε περαιτέρω την αρχή της λειτουργίας του RCD, θα προχωρήσουμε σε ένα πιο οπτικό σύστημα:

Σε κανονική λειτουργία, απουσία ρεύματος διαρροής, στο κύκλωμα κατά μήκος των αγωγών που διέρχονται από το παράθυρο του μαγνητικού κυκλώματος των ροών του μετασχηματιστή ρεύματος ρεύμα εργασίας φορτίο. Αυτοί οι αγωγοί σχηματίζουν τις πρωτογενείς και δευτερεύουσες περιελίξεις του μετασχηματιστή ρεύματος που είναι αντίθετες προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Αυτά τα ρεύματα θα είναι ίσα σε μέγεθος και αντίθετα στην κατεύθυνση: I1 = I2. Προκαλούν στον μαγνητικό πυρήνα του μετασχηματιστή ρεύματος ίσες, αλλά αντίθετες κατευθυνόμενες μαγνητικές ροές F1 και F2. Αποδεικνύεται ότι η προκύπτουσα μαγνητική ροή είναι ίση με μηδέν, το ρεύμα στην τρίτη (εκτελεστική) περιέλιξη του διαφορικού μετασχηματιστή είναι επίσης μηδέν και το στοιχείο έναρξης 2 βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας και το RCD λειτουργεί σε κανονική λειτουργία.

Όταν ένα άτομο αγγίξει ανοικτά αγώγιμα εξαρτήματα ή στο σώμα μιας ηλεκτρικής συσκευής στην οποία έχει προκύψει βλάβη μόνωσης στην πρωτεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή ρεύματος, επιπλέον του ρεύματος φορτίου I1, ένα επιπλέον ρεύμα ρέει - ρεύμα διαρροής (Το ΙΔ υποδεικνύεται στο διάγραμμα), το οποίο είναι για μετασχηματιστή ρεύματος διαφορά (διαφορά: I1-I2 = ΙΔ).

Αποδεικνύεται ότι τα ρεύματά μας είναι άνισα, επομένως, οι μαγνητικές ροές είναι επίσης άνισες, οι οποίες δεν αλληλοαναιρούνται πλέον. Εξαιτίας αυτού, εμφανίζεται ένα ρεύμα στην τρίτη περιέλιξη.Εάν το ρεύμα αυτό υπερβεί την καθορισμένη τιμή, ενεργοποιείται το στοιχείο έναρξης, ενεργοποιεί τον ενεργοποιητή 3.

Ο ενεργοποιητής, που αποτελείται από ένα ελατήριο, έναν μηχανισμό σκανδάλης και μια ομάδα επαφών ισχύος, ανοίγει το ηλεκτρικό κύκλωμα, με αποτέλεσμα η μονάδα να αποσυνδεθεί από το δίκτυο. Για την περιοδική παρακολούθηση της λειτουργικότητας του RCD, παρέχεται ένα κουμπί δοκιμής 4. Συνδέεται σε σειρά με την αντίσταση. Η τιμή του αντιστάτη επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε το διαφορικό ρεύμα να είναι ίσο με το ονομαστικό ρεύμα του υπολειπόμενου ρεύματος του ταξιδιού RCD (αργότερα θα μιλήσουμε για τις παραμέτρους του RCD). Εάν ενεργοποιηθεί το RCD πατώντας αυτό το κουμπί, αυτό σημαίνει ότι λειτουργεί σωστά. Συνήθως, αυτό το κουμπί υποδεικνύεται με την ένδειξη "TEST".

Διακόπτες τριφασικού υπολειμματικού ρεύματος λειτουργεί περίπου η ίδια αρχή με την μονοφασική. Σε τρεις φάσεις RCD, τέσσερα σύρματα περνούν από το παράθυρο πυρήνα - τριών φάσεων και μηδέν. Διάγραμμα κυκλώματος το απλούστερο τριφασικό RCD εμφανίζεται στο σχήμα:

Ένα τριφασικό RCD περιλαμβάνει έναν διακόπτη 1, ο οποίος ελέγχεται από ένα στοιχείο 2, το οποίο δέχεται ένα σήμα διέλευσης από το δευτερεύον τύλιγμα 3 ενός μετασχηματιστή ρεύματος 4 μέσω του παραθύρου του οποίου διέρχεται ένα ουδέτερο σύρμα εργασίας Ν και σύρματα φάσης L1, L2 και L3.

Εάν το φορτίο είναι ίσο με τα καλώδια μηδέν και φάσης (ή τριών φάσεων), το γεωμετρικό τους άθροισμα είναι ίσο με το μηδέν (το ρεύμα στο καλώδιο φάσης ενός μονοφασικού RCD ρέει προς μία κατεύθυνση και το ρεύμα στο ουδέτερο σύρμα ρέει ακριβώς την ίδια τιμή στην αντίθετη κατεύθυνση). Συνεπώς, δεν υπάρχει ρεύμα στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή ρεύματος.

Σε περίπτωση διαρροής ρεύματος στη γειωμένη θήκη του δέκτη ισχύος καθώς επίσης και όταν κάποιος που στέκεται στο έδαφος ή στο αγώγιμο πάτωμα ακουμπά τυχαία στο καλώδιο φάσης του ηλεκτρικού δικτύου, θα παραβιαστεί η ισότητα των ρευμάτων στην πρωτογενή περιέλιξη του μετασχηματιστή ρεύματος, καθώς το ρεύμα διαρροής θα περάσει κατά μήκος του καλωδίου φάσης, και ένα ρεύμα θα εμφανιστεί στη δευτερεύουσα περιέλιξη του - όπως στην παραπάνω περιγραφή της λειτουργίας ενός μονοφασικού RCD. Το ρεύμα που ρέει στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή δρα επί του στοιχείου ελέγχου 2, το οποίο, μέσω του διακόπτη 1, αποσυνδέει τον καταναλωτή από το δίκτυο. Η εμφάνιση ενός τριφασικού RCD φαίνεται στο σχήμα:

Ας εξετάσουμε τα πρακτικά σχήματα ενσωμάτωσης των RCD σε πίνακες.
Κύκλωμα εναλλαγής RCD για μονοφασική είσοδο. Εδώ εφαρμόζουμε ένα κύκλωμα μεταγωγής με ξεχωριστά λεωφορεία μηδέν (N) και γείωσης (PE). Όπως φαίνεται στο σχήμα, ο RCD (5) εγκαθίσταται μετά τον ασφαλειοδιακόπτη εισόδου και μετά από αυτό εγκαθίστανται οι αυτόματοι διακόπτες για την προστασία και την εναλλαγή των επιμέρους βρόχων. Κοιτάζοντας μπροστά, θα ήθελα να σημειώσω ότι η παρουσία μιας αυτόματης σύνδεσης RCD είναι υποχρεωτική, αφού το RCD δεν παρέχει τρέχουσα προστασία, τόσο θερμική όσο και βραχυκύκλωμα. Αντί αυτού του "συνδυασμού" - αυτόματου - RCD, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια καθολική συσκευή. Ωστόσο, περισσότερο σε αυτό αργότερα.

Το κύκλωμα του RCD με τριφασική είσοδο. Σε αντίθεση με το προηγούμενο σύστημα, παρέχεται προστασία τόσο για μονοφασικούς όσο και για τριφασικούς καταναλωτές. Επιπλέον, χρησιμοποιείται ο συνδυασμός εισόδου μηδενικών και "εδαφικών" ελαστικών (PEN). Η συσκευή μέτρησης ηλεκτρικού ρεύματος - ένας ηλεκτρικός μετρητής - συνδέεται μεταξύ του διακόπτη εισόδου και του RCD. Όπως θυμάστε από τις κριτικές σχετικά με τα συστήματα μέτρησης, όλες οι συσκευές μεταγωγής που είναι εγκατεστημένες πριν από τη συσκευή μέτρησης πρέπει να σφραγίζονται με έναν φορέα παροχής ενέργειας. Συνεπώς, ο σχεδιασμός του διακόπτη ανοίγματος πρέπει να επιτρέπει αυτό.

Πριν από αυτό, μιλήσαμε μόνο για ηλεκτρομηχανικά RCDs. Αλλά αν θυμάστε, ανέφερα ότι μερικές φορές υπάρχουν ηλεκτρονικές συσκευές. Κατ 'αρχήν, ένα ηλεκτρονικό σύστημα RCD κατασκευάζεται με τον ίδιο τρόπο όπως ένα ηλεκτρομηχανικό.

Αντί ενός ευαίσθητου μαγνητοηλεκτρικού στοιχείου, χρησιμοποιείται μια συσκευή σύγκρισης (για παράδειγμα, το πιο συνηθισμένο παράδειγμα είναι ένας συγκριτής).Για ένα τέτοιο κύκλωμα, χρειάζεστε τη δική σας ενσωματωμένη παροχή ρεύματος, επειδή πρέπει να τροφοδοτήσετε το ηλεκτρονικό κύκλωμα με κάτι.

Το διαφορικό ρεύμα είναι πολύ μικρό, επομένως, πρέπει να ενισχυθεί και να μετατραπεί σε επίπεδο τάσης, το οποίο τροφοδοτείται συσκευή σύγκρισης - συγκριτής. Όλα αυτά, φυσικά, μειώνουν τη συνολική αξιοπιστία της συσκευής, σε σύγκριση με την ηλεκτρομηχανική, εδώ είναι ακριβώς η περίπτωση - τόσο απλούστερη όσο καλύτερα. Και για να είμαι ειλικρινής, δεν έχω συναντήσει τα πιστοποιημένα ηλεκτρονικά RCD καθόλου. Επομένως, δεν μπορώ να πω κάτι καλό ή κακό γι 'αυτούς. Ως εκ τούτου, ας αφήσουμε τα ηλεκτρονικά RCDs στην άκρη και να σταθώ σε ένα από τα κύρια σημεία για την εξέταση των ηλεκτρομηχανολογικών συσκευών διακοπής προστασίας - τις παραμέτρους τους:

Τα RCDs έχουν τις ακόλουθες κύριες παραμέτρους:

τύπος δικτύου - μονοφασικό (τριών καλωδίων) ή τριφασικό (πεντάκτινο)

ονομαστική τάση -220/230 - 380/400 V

ονομαστικό ρεύμα φορτίου - 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A

ονομαστικό διαφορικό ρεύμα θραύσης - 10, 30, 100, 300 mA

τύπος διαφορικού ρεύματος - AC (εναλλασσόμενο ημιτονοειδές ρεύμα που αναδύεται ξαφνικά ή αργά αυξάνεται), Α (όπως AC, προσθετικά διορθωμένο ρεύμα κυματισμού), B (εναλλασσόμενο και σταθερό), S (καθυστερημένος χρόνος απόκρισης, επιλεκτικός) επιλεκτικός, ο χρόνος καθυστέρησης είναι μικρότερος).

Θέλω να σημειώσω ένα σημαντικό σημείο σχετικά με τις παραμέτρους των RCD. Πολλοί παραπλανούνται από το ονομαστικό ρεύμα φορτίου που κατατίθεται στο σώμα της συσκευής και λαμβάνεται για την ίδια παράμετρο όπως στον διακόπτη κυκλώματος. Ωστόσο, αυτή η παράμετρος στα RCDs χαρακτηρίζει μόνο τη "χωρητικότητα της τρέχουσας ροής" της, ίσως αυτή η έκφραση δεν είναι αρκετά σωστή, αλλά την παρουσίασα για την προσβασιμότητα της έννοιας "ονομαστικό ρεύμα φορτίου RCD".

Το ρεύμα φορτίου UZO δεν μπορεί να περιοριστεί και είναι απαραίτητο να προστατεύεται από υπερφόρτωση ρεύματος και ρεύματα βραχυκυκλώματος από διακόπτες κυκλώματος, οι οποίοι παρέχουν προστασία έναντι ρεύματος υπερφόρτισης και βραχυκυκλώματος. Το ρεύμα φορτίου του RCD θα πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε να είναι ένα βήμα (το ονομαστικό εύρος ρεύματος) μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα του διακόπτη προστασίας της προστατευμένης γραμμής. Δηλαδή, εάν υπάρχει ένα φορτίο προστατευμένο από ένα διακόπτη κυκλώματος για ένα ρεύμα 16 Amps, τότε το RCD πρέπει να επιλεγεί για ρεύμα φορτίου 25 Amps.

Αυτό εγείρει το λογικό ερώτημα - γιατί δεν συνδυάζεται τόσο ο διακόπτης κυκλώματος όσο και το RCD σε μία περίπτωση, ειδικά όταν το RCD χρησιμοποιείται για την προστασία μόνο ενός βρόχου ισχύος; Πράγματι, σε αυτή την περίπτωση, εξακολουθούν να λειτουργούν «παράλληλα». Αυτό το σημείο άγγιξε λίγο στο προηγούμενο άρθρο. Λοιπόν, το ερώτημα είναι αρκετά λογικό και φυσικά υπάρχουν τέτοιες συσκευές. Ονομάζονται διαφορικοί διακόπτες κυκλώματος ή απλά διαφράγματα.

Στο σχήμα βλέπετε ακριβώς μια τέτοια συσκευή. Πρόκειται για έναν τριφασικό διαφορικό διακόπτη. Όπως και στο τριφασικό RCD, έχει τέσσερις σφιγκτήρες - φάση και μηδέν, και ένα κουμπί TEST. Αν ασχολείται με την εσωτερική του δομή, τότε είναι κάτι το καινούριο δύσκολο να πούμε εδώ. Αυτός είναι ένας διακόπτης κυκλώματος και ένα RCD σε μία φιάλη.

Το κόστος των diffavomats είναι αρκετά υψηλό. Για παράδειγμα, τα τριφασικά μοντέλα των γνωστών ξένων κατασκευαστών έχουν κόστος περίπου 100 ευρώ. Σχετικά δαπανηρή ευχαρίστηση. Ωστόσο, μια δέσμη των AB + RCD θα έχει περίπου συγκρίσιμο κόστος και αντί για τέσσερα πρότυπα μονάδες 17,5 mm σε μια ράγα DIN (με τριφασική έκδοση), θα χρειαστούν οκτώ. Έτσι, σε ορισμένες περιπτώσεις, οι διαφωμομάτες είναι ακόμα προτιμότερες, ειδικά εάν υπάρχει πρόβλημα ελεύθερου χώρου στον πίνακα διανομής.

Πώς να ελέγξετε την απόδοση ενός RCD ή ενός αυτόματου διαφορικού Αναφέρθηκε ήδη το κουμπί TEST. Ωστόσο, ένας τέτοιος έλεγχος είναι πολύ επιφανειακός και δεν αντανακλά πάντα την πραγματική ουσία των πραγμάτων. Επομένως, για αντικειμενική επαλήθευση, χρησιμοποιούνται κυκλώματα δοκιμών ή εξειδικευμένες συσκευές.

Μιχαήλ Τικοντσούκ