Принципът на действие на RCD в еднофазна или трифазна мрежа. Принципът на действие на схемата за окабеляване и окабеляване

UZO е отделен тип защитен електрически апарат заедно с автоматични превключватели (AB). Въпреки че тяхната цел е точно електрическа защита, както при AV, но техните принципи на работа са различни.

Защо RCDs, ако има AB?

С течение на времето електрическата изолация на тоководещи части на електрически уреди, включително нагревателни елементи, проводници, захранващи кабели и кабели, неизбежно остарява. И след това от тях през проводящите заграждения на различни електрически уреди, така наречените течове токове започват да текат в земята, вариращи в магнитуд от няколко десетки microamps до единици на милиампери.

Редовните АВ не реагират на появата на токове на утечка - в крайна сметка те представляват незначителни дялове от номиналните токове на електрическите консуматори. Въпреки това външният им вид (по-точно ток, надвишаващ определен допустим лимит) е алармен сигнал. Това е предупреждение за настъпване на аварийна ситуация и за да се предотврати това, се нуждаете от специално защитно електрическо устройство - RCD.

Освен това, както е добре известно, токът, който не освобождава (конвулсивно), което представлява смъртна опасност за дадено лице (в определено време на експозиция), е само 10 mA. Ето защо, необходимостта от създаване устройства за безопасност реагирайки на изтичащи токове в този диапазон от стойности, се усеща от самото начало на широко проникване на електроенергия в ежедневието.

Обяснение на устройството

Нека се опитаме да обясним принципа на действие на RCD, използвайки хидравличната аналогия. Предполагаме, че водата преминава през затворена верига за загряване на водата, както и през електрически ток през проводниците. Ако някъде в отоплителната тръба има отвор, водата изтича през нея. Следователно, неговият поток (аналог на електрически ток) през две секции от тръби, единият от които е на входа на веригата, а другият на неговия изход, ще бъдат различни. По същия начин, с утечки в уреда. Можете да сравните колко ток е включен в уреда и колко е то. В еднофазно електрическо устройство токът преминава през фазовия проводник и излиза на нула, така че е достатъчно да се сравнят токовете в тези два проводника. Това е принципът на работа на RCD в еднофазна мрежа. Ако текущите стойности на входа и на изхода на уреда не са еднакви, то ще го изключите от мрежата за време от порядъка на няколко милисекунди. Такова кратко време за реакция е необходимо, тъй като токът на утечка, който надвишава стойността на тока на повреда на RCD, може да е причинен точно от лицето, което докосва проводящия случай на устройството.

Ток на изключване

Но отнема много време, докато операцията на КОД се превърне в ефективна във вътрешната среда. На първо място, беше необходимо точно да се определи величината на тока на утечка, която би била безопасна за хората по време на реакцията на устройството. Опитите за проектиране на RCD за токове на утечки по-малки от 10 mA доведоха до създаването на големи, сложни и скъпи устройства и освен това подложени на фалшиви положителни резултати от различни електромагнитни пикапи.

В началото на 80-те години на ХХ век. въз основа на експерименти с доброволци, токът на тяхната работа беше избран като 30 mA, а също така бяха създадени и малки трансформатори с феритни пръстени (наречени диференциални), които станаха токови сензори течове. Продава се електромеханичен диференциал UZO-DM с ток от 20 до 30 mA, който днес е най-популярният в ежедневието. Обикновено DM буквите се понижават и устройството се нарича RCD.

Принципът на действие на схемата за окабеляване и окабеляване

Токовете, протичащи през фазовите и нулевите проводници в различни посоки възбуждат два идентични магнитни потока F1 и F2 в пръстеновидното ядро ​​на трансформатора, но магнитните индукционни вектори, съответстващи на тези потоци, са насочени един към друг и взаимно се компенсират. Следователно общият магнитен поток в ядрото е нула, както и ЕМП във вторичната намотка на трансформатора.

Ако ток на утечка близо до тока на задействане се появи в резултат на изолационен дефект, тогава F1 F2, магнитен поток се появява в сърцевината, което води до ЕДС в изходната намотка, която може да генерира достатъчен ток, за да задейства прага на RCD. Освен това, издърпва се фиксаторът на контактната група за захранване и контактите му се отварят. Това е принципът на действие на всички видове RCD.

Във всички типове такива устройства е осигурен бутонът "Тест", когато се натисне, създава се изкуствена текуща ситуация за проверка на работата на устройството. Полето за отметка или бутонът със самостоятелно заключване служи за повторно активиране на RCD след тестовата операция.

Типове RCD

Известни са електромеханични и електронни типове такива защитни устройства. Принципът на функциониране на RCD и електрическата схема на двата вида са едни и същи, но устройствата от първия тип не се нуждаят от захранване и имат опростена и надеждна конструкция. За тяхната работа има достатъчно ток на утечка в защитеното електрическо устройство.

Електронният RCD изисква захранващо напрежение, тъй като праговият елемент е конструиран като електронна схема, която усилва малък ток в изходната намотка на трансформатора и създава импулс за изпълнителното реле.

В тази връзка самият трансформатор и електронният RCD на по-малък размер, размер и мощност. Модулът на праговия елемент с усилвател се захранва от контролирана верига и ако проводникът е счупен в захранващата му верига, такова устройство ще загуби своята функционалност. Има и други рискове при използване на електронни RCD. Например, повреда на електронните му компоненти по време на пренапрежение в мрежата.

Тъй като надеждността на електронните RCDs е по-ниска от тази на електромеханичните, цената им също е по-ниска.

Трифазен RCD

Трифазният апарат, за разлика от еднофазен, има четири полюса вместо два, тъй като неутралният проводник преминава през двата типа устройства. Принципът на работа на трифазен RCD е същият като този на еднофазен.

Ядрото на трансформатора му обхваща четири проводника - трифазни и една нулева. Общият ток в трифазните проводници (така нареченият ток с нулева последователност) винаги е равен на величината на тока в неутралния проводник и срещу него в посока (вътре в RCD). В този случай, ядрото на трансформатора не е намагнетизирано, няма ток в неговата изходна намотка. Ако в устройството, което е защитено, се появи изтичащ ток, в ядрото се появява променлив магнитен поток, което предполага едн. Ток, пропорционален на тока на утечка, започва да тече през него, и ако токът на утечка надвишава тока на реакция, RCD изключва уреда. Балансът на токове в контролния орган на РДУ е нарушен и той работи.

Трифазен RCD без неутрален проводник

За да се предпази от токове на утечка асинхронни двигатели, намотките на които са свързани в триъгълник или в звезда с неутрален изход, се използва връзката на 4-полюсен RCD с празен нулев извод. При липса на токове на утечка в фазите на двигателя, сумата от токовете във фазовите проводници е много малка и не може да задейства защитата. Появата на ток на утечка от фазовите проводници през корпуса на двигателя в земята предизвиква циркулиране на ток с нулева последователност през UZO трансформатора, към който реагира електрическият апарат. Общият принцип на действие на RCD в този случай не се променя.

Характеристики на приложението на едно- и трифазни RCDs

Трифазните 4-полюсни устройства имат доста големи токове на реакция, което позволява използването им само за противопожарна защита, както и АВ с термични разединители. Защитата на груповите линии от изходите в помещения, кухня и баня, или защита на индивидуални електропроводи на мощни електрически уреди (перални, съдомиялни, електрически печки, електрически бойлери) трябва да се извършва на двуполюсни еднофазни RCD с номинални токове на утечка от 20 mA до 30 mA ,

За да бъде безопасната работа на RCD в еднофазна мрежа, тя трябва да бъде защитена от свръхток (при продължителна непрекъсната работа на работещ електрически уред), монтиран от AB с термично освобождаване пред него.

RCD работа без заземяване

Както знаете, в старите къщи, построени от Съветския съюз, кабелите на апартаментите не са имали отделен защитен проводник, свързан със заземяването. Предполага се, че неговата функция се изпълнява от нулевия работен проводник (т.нар захранваща система TN-C с обикновен нулев работен и защитен проводник). И тъй като във всички издания на PUE има забрана за инсталиране в защитни проводници на защитни апарати, 2-полюсни RCDs, които едновременно прекъсват фазата и нулата, също попадат под забраната. Дори последното 7-то текущо издание на OES в точка 7.1.80 потвърди недопустимостта на инсталирането на RCD в мрежи, използващи системата TN-C. Факт е, че са регистрирани случаи на токов удар по време на експлоатацията им.

Причината за това е разликата в времето за реакция на контактите на устройството, което е единица милисекунди. Но ако първият контакт е бил изключен в неутралния проводник, тогава по време на разрушаването на изолацията на корпуса на домакинския електроуред, потребителят е бил под пълнофазно напрежение, така че тези няколко милисекунди бяха достатъчни за смъртоносно поражение.

За апартаменти без нулеви защитни проводници е неприемливо да се инсталира общ UZD, но отделни такива устройства могат да бъдат монтирани в групови изходни линии с общ защитен проводник или в линията на захранване на отделни електрически уреди, ако защитните проводници на изходните групи или изходи са свързани към техните нулеви изводи по най-късия път.

В този случай, междина в RCD на неутралния работен проводник преди фазата не води до прекъсване на защитния проводник на електрическото устройство, тъй като частта от защитния проводник от входния нулев извод през гнездото и захранващият кабел на електрическото устройство ще останат непокътнати.