UZO - tarkoitus, rakennusperiaate, valinta

Vikavirtalaitteet (RCD) ovat yksi suosituimmista laitteista sekä rakennusyhtiöissä että yksityisissä kuluttajissa. Mutta kuinka varmistaa oikea valinta RCD? Toivon, että tämä artikkeli helpottaa navigointia eri mallien kyllästetyillä RCD-markkinoilla.

VIKAVIRTASUOJAKYTKIN. Perusteet

Jäännösvirtalaitteet (RCD) tai toisin sanoen differentiaalisuojalaitteet on suunniteltu suojaamaan ihmisiä sähköiskuilta sähkövikojen sattuessa tai kosketuksissa sähköasennuksen jännitteisten osien kanssa sekä estämään tulipalot ja tulipalot. vuotovirtojen ja maasulkujen aiheuttamia... Nämä toiminnot eivät ole luontaisia ​​tavanomaisille katkaisimille, jotka reagoivat vain ylikuormitukseen tai oikosulku.

Mikä on syynä sammuttimien etsimiseen näihin laitteisiin?

Tilastojen mukaan noin 40 % kaikista tapahtuvista tulipaloista johtuu "sähköjohtojen sulkemisesta".

Monissa tapauksissa yleinen ilmaus "oikosulku sähköjohdoissa" kattaa usein sähkövuodot, jotka johtuvat ikääntymisestä tai eristysvirheestä. Tässä tapauksessa vuotovirta voi olla 500 mA. Kokeellisesti todettiin, että kun virtaa juuri tällaisen voimakkuuden omaava vuotovirta (ja mikä on puoli ampeeria? Lämpö- tai sähkömagneettinen vapautuminen sellaisen voimakkuuden omaavaan virtaan ei yksinkertaisesti reagoi - vain siitä syystä, että niitä ei ole suunniteltu tämä) enintään puoli tuntia märän sahanpurun läpi, ne syttyvät itsestään. (Ja tämä ei koske vain sahanpurua, vaan mitä tahansa pölyä yleensä.)

Ja kuinka vikavirtasuojat suojaavat sinua ja minua sähköiskuilta?

Jos henkilö koskettaa jännitteistä osaa, hänen kehonsa läpi kulkee virta, jonka arvo on vaihejännitteen (220 V) jakokerroin johtojen, maadoituksen ja itse ihmiskehon vastusten summalla: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp). Tässä tapauksessa maadoitus- ja johdotusvastukset verrattuna ihmiskehon resistanssiin voidaan jättää huomiotta, jälkimmäisen voidaan katsoa olevan 1000 ohmia. Siksi kyseessä oleva virta-arvo on 0,22 A tai 220 mA.

Työsuojelua ja turvatoimenpiteitä koskevasta normatiivisesta ja viitekirjallisuudesta tiedetään, että vähimmäisvirta, jonka virtaus jo ihmiskeho tuntee, on 5 mA. Seuraava standardoitu arvo on ns. vapautusvirta, joka on 10 mA. Kun tällaisen voiman virtaus kulkee ihmiskehon läpi, tapahtuu spontaani lihasten supistuminen. 30 mA:n sähkövirta voi jo aiheuttaa hengityshalvauksen.Verenvuotoon ja sydämen rytmihäiriöihin liittyvät peruuttamattomat prosessit alkavat ihmiskehossa, kun kehon läpi kulkee 50 mA:n virta. Tappava ulostulo on mahdollista, kun se altistetaan 100 mA:n virralle. On selvää, että henkilö on jo suojattava 10 mA:n virralta.

Joten automaation oikea-aikainen vastaus alle 500 mA:n virtaan suojaa kohdetta tulipalolta ja alle 10 mA:n virralle - suojaa henkilöä seurauksilta, jos vahingossa kosketetaan jännitteisiä osia.

Tiedetään myös, että virtaa kuljettavaa osaa, joka on alle 220 V:n jännitteen, voi turvallisesti pitää 0,17 s. Jos aktiivinen osa on jännitteellä 380 V, turvallinen kosketusaika lyhenee 0,08 sekuntiin.

Ongelmana on, että niin pieni virta, ja edes mitättömän lyhyen ajan, ei pysty korjaamaan (ja tietysti sammuttamaan) tavanomaisia ​​suojalaitteita.

Siksi tällainen tekninen ratkaisu syntyi ferromagneettisena ytimenä, jossa on kolme käämiä: — "virransyöttö", "virtajohto", "ohjaus". Kuormaan kohdistettua vaihejännitettä vastaava virta ja kuormasta virtaava virta nollajohtimessa indusoivat ytimessä vastakkaisia ​​magneettivuoja. Jos kuormassa ja suojatussa johdotuksen osassa ei ole vuotoja, kokonaisvuo on nolla. Muussa tapauksessa (kosketus, eristysvika jne.) näiden kahden virran summasta tulee nollasta poikkeava.

Sydämessä nouseva vuo indusoi sähkömotorisen voiman ohjauskelaan. Rele on kytketty ohjauskelaan tarkkuussuodatuslaitteen kautta mahdollisia häiriöitä varten. Ohjauskelassa esiintyvän EMF:n vaikutuksesta rele katkaisee vaihe- ja nollapiirit.

Monissa maissa vikavirtasuojakytkimien käyttöä sähköasennuksissa säätelevät normit ja standardit.Esimerkiksi Venäjän federaatiossa - hyväksytty vuosina 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95 jne. GOST R 50669-94:n mukaan RCD asennetaan ilman ongelmia liikkuvien rakennusten sähköverkkoon, joka on valmistettu metallista tai metallirungosta katukauppaa ja kotitalouspalveluita varten. Viime vuosina suurten kaupunkien hallinnot ovat Glavgosenergonadzorin valtion standardien ja suositusten mukaisesti tehneet päätöksiä asuin- ja julkisten rakennusten varustamisesta näillä laitteilla (Moskovassa - Moskovan hallituksen määräys nro 868 -RP päivätty 20.5.94.).

UZO:t ovat erilaisia... Kolmivaiheinen ja yksivaiheinen...

Mutta RCD: n jako alaluokkiin ei lopu tähän ...

Tällä hetkellä Venäjän markkinoilla on 2 radikaalisti erilaista RCD-luokkaa.

1. Sähkömekaaninen (verkosta riippumaton)

2. Sähköinen (riippuu verkosta)

Tarkastellaan kunkin luokan toimintaperiaatetta erikseen:

Sähkömekaaniset RCD:t

RCD-perustajat ovat sähkömekaanisia. Se perustuu tarkkuusmekaniikan periaatteeseen, ts. Kun katsot tällaisen RCD:n sisällä, et näe operaatiovahvistinvertajia, logiikkaa ja muuta vastaavaa.

Se koostuu useista pääkomponenteista:

1) Ns. nollasekvenssivirtamuuntaja, jonka tarkoituksena on seurata vuotovirtaa ja välittää se tietyllä Ktr:llä toisiokäämiin (I 2), I ut = I 2 * Ktr (erittäin idealisoitu kaava, mutta heijastaa prosessin ydintä ).

2) Herkkä magnetosähköinen elementti (lukittava, ts. laukaistuna ilman ulkoista puuttumista ei voi palata alkutilaansa - lukko) - toimii kynnyselementtinä.

3) Rele - laukaisee, jos lukko on kytkettynä.

Tämän tyyppinen RCD vaatii erittäin tarkkaa mekaniikkaa herkälle magnetosähköiselle elementille.Tällä hetkellä vain harvat maailmanlaajuiset yritykset myyvät sähkömekaanisia RCD:itä. Niiden hinta on paljon korkeampi kuin elektronisten RCD-levyjen hinta.

Miksi sähkömekaaniset RCD:t ovat yleistyneet useimmissa maailman maissa? Kaikki on hyvin yksinkertaista - tämän tyyppinen RCD toimii, jos vuotovirta havaitaan millä tahansa verkon jännitetasolla.

Miksi tämä tekijä (verkkojännitetasosta riippumatta) on niin tärkeä?

Tämä johtuu siitä, että kun käytämme toimivaa (huollettua) sähkömekaanista vikavirtasuojakytkintä, takaamme 100 % ajasta, että rele laukeaa ja kuluttajan virta katkeaa vastaavasti.

Elektronisissa RCD-levyissä tämä parametri on myös suuri, mutta se ei ole 100% (kuten alla näytetään, tämä johtuu siitä, että tietyllä verkkojännitteen tasolla elektroninen RCD-piiri ei toimi), ja jokaisessa prosentissamme on mahdollinen ihmishenki (joko suora uhka ihmishengelle, kun se koskettaa johtoja, tai epäsuora, jos eristeen palamisesta syttyy tulipalo).

Suurimmassa osassa niin sanotuista "kehittyneistä" maista sähkömekaaniset vikavirtasuojat ovat standardi ja pakollinen laite laajaan käyttöön.Meillämme on asteittain siirtymässä vikavirtasuojakytkimien pakolliseen käyttöön, mutta useimmissa tapauksissa käyttäjä on ei anneta tietoa RCD-tyypistä, mikä johtaa halpojen elektronisten RCD-laitteiden käyttöön.

Elektroniset RCD:t

Kaikki rakennusmarkkinat ovat täynnä tällaisia ​​RCD-laitteita. Elektronisten vikavirtasuojaimien kustannukset ovat paikoin jopa 10 kertaa alhaisemmat kuin sähkömekaanisten.

Tällaisten vikavirtasuojakytkimien haittana, kuten jo edellä mainittiin, ei ole 100%:n takuu, jos vikavirtasuojakytkin on hyvässä kunnossa, että se laukeaa vuotovirran esiintymisen seurauksena. Etuna on halpa ja saatavuus.

Periaatteessa elektroninen RCD on rakennettu samalla tavalla kuin sähkömekaaninen (kuva 1). Ero on siinä, että herkän magnetosähköisen elementin paikan ottaa vertailuelementti (vertailija, zener-diodi). Jotta tällainen järjestelmä toimisi, tarvitset tasasuuntaajan, pienen suodattimen (luultavasti jopa KREN). Koska nollasekvenssivirtamuuntaja on askel alaspäin (kymmeniä kertoja), tarvitaan myös signaalinvahvistuspiiri, joka hyödyllisen signaalin lisäksi myös vahvistaa häiriötä (tai nollavuotovirralla esiintyvää epäsymmetriasignaalia) ) . Yllä olevasta on selvää, että tämän tyyppisessä vikavirtasuojakytkimessä releen laukaisuhetki määräytyy paitsi vuotovirran, myös verkkojännitteen perusteella.

Jos sinulla ei ole varaa sähkömekaaniseen RCD:hen, kannattaa silti hankkia sähköinen RCD, koska se toimii useimmissa tapauksissa.

On myös tapauksia, joissa ei ole järkevää ostaa kallis sähkömekaaninen RCD. Yksi näistä tapauksista on stabilisaattorin tai keskeytymättömän virtalähteen (UPS) käyttö asunnon/talon virransyötössä. Tässä tapauksessa ei ole järkevää ottaa sähkömekaanista RCD:tä.

Huomaan heti, että puhun RCD-luokista, niiden eduista ja haitoista, en tietyistä malleista. Voit ostaa heikkolaatuisia sähkömekaanisia ja elektronisia RCD-levyjä. Ostaessasi pyydä vaatimustenmukaisuustodistusta, koska monet markkinoillamme olevat elektroniset RCD:t eivät ole sertifioituja.

Nollasekvenssivirtamuuntaja (TTNP)

Yleensä tämä on ferriittirengas, jonka läpi (sisällä) vaihe- ja nollajohtimet kulkevat, ne toimivat ensiökääminä. Toisiokäämi kierretään tasaisesti renkaan pinnalle.

Täydellinen:

Olkoon vuotovirta nolla.Vaihejohtimen läpi kulkeva virta luo magneettikenttä suuruudeltaan yhtä suuri kuin nollajohtimen läpi kulkevan virran synnyttämä magneettikenttä ja vastakkainen suunta. Näin ollen kokonaiskytkentävirta on nolla ja toisiokäämitykseen indusoitunut virta on nolla.

Sillä hetkellä, kun vuotovirta virtaa johtimien läpi (nolla, vaihe), syntyy virran epätasapaino, joka johtuu vuon esiintymisestä kytkimestä ja vuotovirtaan verrannollisen virran induktiosta toisiokäämiin.

Käytännössä toisiokäämin läpi kulkeva epäsymmetriavirta määräytyy käytetyn muuntajan mukaan. Vaatimus TTNP:lle on seuraava: epäsymmetriavirran on oltava huomattavasti pienempi kuin toisiokäämiin vähennetty vuotovirta.

RCD-levyjen valinta

Oletetaan, että olet päättänyt RCD-tyypin (sähkömekaaninen, elektroninen). Mutta mitä valita valtavasta tuotevalikoimasta?

Voit valita RCD:n riittävän tarkasti kahdella parametrilla:

Nimellisvirta ja vuotovirta (katkosvirta).

Nimellisvirta on suurin vaihe, joka virtaa vaihejohtimen läpi. Tämä virta on helppo löytää, kun tietää maksimaalisen virrankulutuksen. Jaa vain pahimman tapauksen virrankulutus (maksimiteho minimi Cos (?)) vaihejännitteellä. Ei ole mitään järkeä sijoittaa vikavirtasuojakytkintä virralle, joka on suurempi kuin koneen nimellisvirta, RCD:n eteen. Ihannetapauksessa marginaalilla otamme RCD:n nimellisvirralle, joka on yhtä suuri kuin koneen nimellisvirta.

Usein löytyy vikavirtasuojalaitteita, joiden nimellisvirta on 10,16,25,40 (A).

Vuotovirta (liipaisuvirta) on yleensä 10 mA, jos vikavirtasuoja on asennettu asuntoon/taloon ihmishenkien suojelemiseksi, ja 100-300 mA yrityksessä tulipalojen estämiseksi, jos johdot palavat.

On muitakin RCD-parametreja, mutta ne ovat erityisiä eivätkä kiinnosta tavallisia käyttäjiä.

Poistu

Tämä artikkeli kattaa RCD-periaatteiden ymmärtämisen perusteet sekä erityyppisten vikavirtasuojalaitteiden rakentamismenetelmät. Sähkömekaanisilla ja elektronisilla RCD:illä on tietysti oikeus olemassaoloon, koska niillä on omat selkeät etunsa ja haittansa.