Tietoja "nuken" sähkösuojalaitteista: jäännösvirtalaite (RCD)

Kuvittele seuraavaa - pesukone on asennettu kylpyhuoneeseesi. Mikä tahansa tunnettu tuotemerkki on, minkä tahansa valmistajan laitteet rikkoutuvat, ja sanotaan, että banaalisinta asia tapahtuu - virtajohdon eristys on vaurioitunut ja verkkopotentiaali näkyy koneen rungossa. Ja tämä ei ole edes hajoamista, auto toimii edelleen, mutta siitä on jo tulossa lisääntyneen vaaran lähde. Loppujen lopuksi, jos kosketat sekä auton runkoa että vesiputkea samanaikaisesti, suljemme sähköpiirin itsemme kautta. Ja useimmissa tapauksissa se on kohtalokasta.

Näiden kauheiden seurausten välttämiseksi ne keksittiin RCD - jäännösvirtakatkaisijat.

RCD - Tämä on nopea suojakytkin, joka vastaa erotettuun virtaan johtimissa, jotka toimittavat sähköä suojattuun sähkölaitteistoon - tämä on ”virallinen” määritelmä. Ymmärrettävällä kielellä laite irrottaa kuluttajan sähköverkosta, jos virta vuotaa PE (maadoitus) johtimeen.

Katsotaanpa RCD: n toimintaperiaatetta. Selvyyden vuoksi kuvassa näkyy sen "sisäinen" piirikaavio:

RCD: n pääsolmu on tasavirran muuntaja. Muutoin sitä kutsutaan nollajaksovirran muuntajaksi. Jotta meistä olisi helpompaa ja ei sekoitettaisi, kutsutaan tätä yksikköä vain nykyiseksi muuntajaksi.

Kuten kuvasta voidaan nähdä, siinä on tässä tapauksessa kolme käämiä. Ensisijainen ja toissijainen käämi sisältyvät vastaavasti vaihe- ja nollajohtimiin, ja kolmas käämi on kytketty lähtöelementtiin, joka suoritetaan herkille releille tai elektronisille komponenteille.

Tästä riippuenerottaa sähkömekaaninen ja elektroninen RCD.  

Käynnistyslaite on kytketty toimeenpanevaan ohjauslaitteeseen, joka sisältää käyttökontaktiryhmän, jolla on käyttömekanismi. Testipainiketta käytetään tarkistamaan ja seuraamaan RCD: n terveyttä. Kuvittele nyt, että piiri on kytketty kuormaan. Luonnollisesti piiriin ilmestyy heti virta, joka virtaa käämien I ja II läpi. Jotta voimme harkita edelleen RCD: n toimintaperiaatetta, siirrymme visuaalisempaan järjestelmään:

Normaalitilassa, vuotovirran puuttuessa, virta muuntajan magneettisen piirin ikkunan läpi kulkevissa johtimissa virtaa käyttövirta lataaminen. Juuri nämä johtimet muodostavat vastapäivään kytketyn virtamuuntajan ensiö- ja toisiokäämit. Nämä virrat ovat suuruudeltaan yhtä suuria ja suunnan vastakkaisia: I1 = I2. Ne indusoivat virtamuuntajan magneettisessa ytimessä yhtä suuria, mutta vastakkain suunnattuja magneettivuoja F1 ja F2. Osoittautuu, että tuloksena oleva magneettinen virtaus on yhtä suuri kuin nolla, differentiaalimuuntajan kolmannessa (johtokunnan) käämissä oleva virta on myös nolla, ja käynnistuselementti 2 on tässä tilassa levossa ja RCD toimii normaalitilassa.

Kun henkilö koskettaa avoimia johtavia osia tai sähkölaitteen runkoa, johon virta muuntajan vaihe (ensiö) käämissä on tapahtunut eristysvaurio, kuormavirran I1 lisäksi virtaa lisävirta - vuotovirta (IA on merkitty kaaviossa), joka on virtamuuntajalle ero (differentiaali: I1-I2 = I A).

Osoittautuu, että virrat ovat epätasa-arvoisia, joten myös magneettivuot ovat epätasa-arvoisia, jotka eivät enää poista toisiaan. Tämän vuoksi kolmanteen käämiin tulee virta.Jos tämä virta ylittää asetetun arvon, käynnistuselementti laukeaa, toimii toimilaitteessa 3.

Toimilaite, joka koostuu jousitoimilaitteesta, laukaisumekanismista ja ryhmästä virtakoskettimia, avaa sähköpiirin, jonka seurauksena yksikkö irroitetaan verkosta. RCD: n terveyden (toimivuuden) säännöllisen seurannan suorittamiseksi on varustettu testipainike 4. Se on kytketty sarjaan vastuksen kanssa. Vastuksen arvo valitaan siten, että erovirta on yhtä suuri kuin RCD-laukaisun jäännösvirran nimellisvirta (puhumme RCD-parametrista myöhemmin). Jos RCD laukeaa painamalla tätä painiketta, se toimii oikein. Tyypillisesti tämä painike ilmaistaan ​​”TEST”.

Kolmivaiheiset jäännösvirtakatkaisijat toimivat suunnilleen samalla periaatteella kuin yksivaiheiset. Kolmivaiheisissa RCD-levyissä neljä johtoa kulkee ydinikkunan läpi - kolmivaiheinen ja nolla. Kytkentäkaavio yksinkertaisin kolmivaiheinen RCD on esitetty kuvassa:

Kolmivaiheisessa RCD: ssä on katkaisija 1, jota ohjataan elementillä 2, joka vastaanottaa sammutussignaalin virtamuuntajan 4 toisiokäämiltä 3, jonka ikkunan läpi kulkee nollatyöjohdin N ja vaihejohdot L1, L2 ja L3 (5).

Jos kuorma on yhtä suuri nolla- ja vaihejohdoissa (tai kolmevaiheisissa) johdoissa, niiden geometrinen summa on yhtä suuri kuin nolla (yksivaiheisen RCD: n vaihejohtimen virta kulkee yhteen suuntaan, ja nollajohtimen virta virtaa täsmälleen saman arvon vastakkaiseen suuntaan). Siksi virtamuuntajan toisiokäämissä ei ole virtaa.

Mikäli virtavuotoja tapahtuu viritinvahvistimen maadoitettuun koteloon samoin kuin silloin, kun maassa tai sähköä johtavassa kerroksessa seisova henkilö koskettaa vahingossa sähköverkon vaihejohtoa, virran yhtäläisyyttä virtamuuntajan ensiökäämissä loukataan, koska vuotovirta kulkee vaihevirtaa pitkin kuormavirran lisäksi, ja sekundaarikäämiinsä tulee virta - aivan kuten yllä olevassa yksivaiheisen RCD: n toiminnan kuvauksessa. Muuntajan sekundaarikäämössä virtaava virta vaikuttaa ohjauselementtiin 2, joka kytkimen 1 kautta irrottaa kuluttajan sähköverkosta. Kolmivaiheisen RCD: n ulkonäkö on esitetty kuvassa:

Tarkastellaan käytännöllisiä kaavioita RCD: n sisällyttämiseksi kytkintauluihin.
RCD-kytkentäpiiri yksivaiheista tuloa varten. Tässä käytetään kytkentäpiiriä erillisillä nolla- (N) ja maadoitus (PE) -väylillä. Kuten kuvasta voi nähdä, RCD (5) asennetaan tulojohdinkatkaisijan jälkeen ja sen jälkeen, kun katkaisijat on asennettu yksittäisten silmukoiden suojaamiseksi ja vaihtamiseksi. Tulevaisuuteen haluan huomata, että automaattinen RCD-yhteys on pakollinen, koska RCD ei tarjoa virhesuojausta, sekä lämpö- että oikosulkua. Tämän automaattisen RCD-yhdistelmän sijasta voit käyttää yhtä yleislaitetta. Lisää siitä myöhemmin.

RCD-piirin piiri kolmivaiheisella tulolla. Toisin kuin aikaisemmassa järjestelmässä, suojaa tarjotaan sekä yksivaiheisille että kolmivaiheisille kuluttajille. Lisäksi käytetään nolla- ja "maarenkaiden" (PEN) tulon yhdistelmää. Sähkönmittauslaite - sähkömittari - on kytketty tulon katkaisijan ja RCD: n väliin. Kuten muistat mittausmenetelmien arvosteluista, kaikki kytkimet, jotka on asennettu ennen mittauslaitetta, on suljettava energiaa toimittavalla organisaatiolla. Näin ollen avautuvan virrankatkaisijan suunnittelun tulisi voida ottaa tämä huomioon.

Ennen sitä puhuimme vain sähkömekaanisista RCD-levyistä. Mutta jos muistat, mainitsin, että joskus on olemassa elektronisia laitteita. Periaatteessa elektroninen RCD on rakennettu samalla tavalla kuin sähkömekaaninen.

Herkän magnetoelektrisen elementin sijasta käytetään vertailulaitetta (esimerkiksi yleisin esimerkki on vertailulaite).Tällaiselle piirille tarvitaan oma sisäänrakennettu virtalähde, koska sinun on syötettävä elektroninen piiri jollain.

Erotusvirta on hyvin pieni, joten se on vahvistettava ja muunnettava jännitetasolle, joka syötetään vertailulaite - vertailu. Kaikki tämä tietysti heikentää laitteen yleistä luotettavuutta verrattuna sähkömekaaniseen, tässä on vain tapaus - mitä yksinkertaisempi, sitä parempi. Ja ollakseni rehellinen, en ole tavannut sertifioituja elektronisia RCD-levyjä ollenkaan. Siksi en voi sanoa niistä hyvää tai pahaa. Joten jätämme siis elektroniset RCD-levyt sivuun ja asumme yhdessä pääpisteissä harkitsemalla sähkömekaanisia suojaavia sammutuslaitteita - niiden parametreja:

RCD-levyillä on seuraavat pääparametrit:

verkkotyyppi - yksivaiheinen (kolmijohtoinen) tai kolmivaiheinen (viiden johdin)

nimellisjännite -220/230 - 380/400 V

nimelliskuormavirta - 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A

nimellinen murtoerovirta - 10, 30, 100, 300 mA

erotusvirran tyyppi - AC (vaihtuva sinimuotoinen virta, joka syntyy yhtäkkiä tai hitaasti kasvava), A (kuten vaihtovirta, lisäksi tasasuuntainen aaltovirta), B (vaihtuva ja vakio), S (viivästynyt vasteaika, selektiivinen), G (kuten valikoiva, vain viive on lyhyempi).

Haluan huomata yhden tärkeän seikan RCD-parametrien suhteen. Laitteen runkoon laskeutunut nimellinen kuormavirta johtaa harhaan monia, ja se otetaan samaan parametriin kuin katkaisijassa. Tämä parametri RCD: ssä kuvaa kuitenkin vain sen ”läpivirtakapasiteettia”, ehkä tämä lauseke ei ole aivan oikea, mutta esittelin sen käsitteen ”nimellinen RCD-kuormavirta” saavutettavuuden vuoksi.

UZO-kuormavirtaa ei voida rajoittaa, ja se on välttämätöntä suojata virran ylikuormituksilta ja oikosulkuvirroilta katkaisimilla, jotka tarjoavat suojan virran ylikuormitukselta ja oikosulkuvirroilta. RCD: n kuormavirta tulisi valita siten, että se on yhden askeleen (nimellisvirta-alue) enemmän kuin suojatun linjan katkaisijan nimellisvirta. Eli jos katkaisijan suojaama kuorma on 16 ampeerin virralle, RCD tulisi valita 25 ampeerin kuormitusvirralle.

Tämä herättää loogisen kysymyksen - miksi yhdistämättä sekä katkaisija että RCD yhdessä tapauksessa, varsinkin kun RCD: tä käytetään vain yhden virtasilmukan suojaamiseen? Itse asiassa tässä tapauksessa he työskentelevät edelleen "samanaikaisesti". Tätä asiaa käsiteltiin vähän edellisessä artikkelissa. No, kysymys on melko looginen, ja sellaisia ​​laitteita on tietysti olemassa. Niitä kutsutaan differentiaalisuojakatkaisijoiksi tai vain diffavtomaateiksi.

Kuvassa näet vain tällaisen laitteen. Tämä on kolmivaiheinen differentiaalinen katkaisija. Kuten kolmivaiheisessa RCD: ssä, siinä on neljä puristinta - vaiheen ja nolla sekä TEST-painike. Jos se asettuu sisäiseen rakenteeseensa, jotain uutta on tässä vaikea sanoa. Tämä on katkaisija ja RCD yhdessä pullossa.

Diffavoottien kustannukset ovat melko korkeat. Esimerkiksi tunnettujen ulkomaisten valmistajien kolmivaiheisten mallien kustannukset ovat noin 100 euroa. Suhteellisen kallis ilo. Joukolla AB + RCD: tä on kuitenkin suunnilleen vertailukelpoiset kustannukset, ja sen sijaan, että DIN-kiskoon asennetaan neljä standardi 17,5 mm: n moduulia (kolmivaiheinen versio), kuluu kahdeksan. Joten joissain tapauksissa diffomaatit ovat edelleen edullisia, varsinkin jos jakelupaneelissa on vapaan tilan ongelma.

Kuinka tarkistaa RCD: n tai differentiaaliautomaatin suorituskyky? Mainitsimme jo TESTI-painikkeen. Tällainen tarkistus on kuitenkin erittäin pinnallinen, eikä se aina kuvasta asioiden todellista olemusta. Siksi objektiiviseen todentamiseen käytetään testipiirejä tai erikoislaitteita.

Mikhail Tikhonchuk