UZO — mērķis, uzbūves princips, izvēle
Atlikušās strāvas ierīces (RCD) ir viena no populārākajām ierīcēm, ko izmanto gan ēku korporācijas, gan privātie patērētāji. Bet kā pārliecināties par pareizo izvēli RCD? Es ceru, ka šis raksts ļaus jums vieglāk orientēties RCD tirgū, kas ir piesātināts ar dažādiem modeļiem.
Atlikušās strāvas ierīce. Pamati
Atlikušās strāvas ierīces (RCD) jeb, citiem vārdiem sakot, diferenciālās aizsardzības ierīces ir paredzētas, lai aizsargātu cilvēkus no elektriskās strāvas trieciena elektrisko bojājumu gadījumā vai saskarē ar elektroinstalācijas zemsprieguma daļām, kā arī lai novērstu ugunsgrēkus un ugunsgrēkus. ko izraisa noplūdes strāvas un zemējuma defekti... Šīs funkcijas nav raksturīgas parastajiem automātiskiem slēdžiem, kas reaģē tikai uz pārslodzi vai īssavienojums.
Kāds ir iemesls, kāpēc šīm ierīcēm jāmeklē ugunsdzēšamie aparāti?
Saskaņā ar statistiku, aptuveni 40% visu ugunsgrēku cēlonis ir "elektrības vadu aizvēršana".
Daudzos gadījumos vispārīgā frāze "elektrisko vadu īssavienojums" bieži aptver elektriskās noplūdes, kas rodas novecošanas vai izolācijas kļūmes dēļ. Šajā gadījumā noplūdes strāva var sasniegt 500 mA. Eksperimentāli tika konstatēts, ka, plūstot tieši tāda stipruma noplūdes strāvai (un kas ir pusampērs? Ne termiskā, ne elektromagnētiskā izlaišana uz tādas stiprības strāvu vienkārši nereaģē - tikai tāpēc, ka tās nav paredzētas šis) ne ilgāk kā pusstundu caur mitrām zāģu skaidām tās spontāni aizdegas. (Un tas attiecas ne tikai uz zāģu skaidām, bet arī uz visiem putekļiem kopumā.)
Un kā RCD aizsargā jūs un mani no elektriskās strāvas trieciena?
Ja cilvēks pieskaras strāvai, caur viņa ķermeni plūdīs strāva, kuras vērtība ir fāzes sprieguma (220 V) dalījuma koeficients ar vadu, zemējuma un paša cilvēka ķermeņa pretestību summu: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp ). Šajā gadījumā zemējuma un vadu pretestības salīdzinājumā ar cilvēka ķermeņa pretestību var neņemt vērā, pēdējo var pieņemt kā vienādu ar 1000 omi. Tāpēc attiecīgā pašreizējā vērtība būs 0,22 A vai 220 mA.
No normatīvās un uzziņu literatūras par darba aizsardzības un drošības pasākumiem zināms, ka minimālā strāva, kuras plūsmu jau jūt cilvēka ķermenis, ir 5 mA. Nākamā standartizētā vērtība ir tā sauktā atbrīvošanas strāva, kas vienāda ar 10 mA. Kad šāda spēka plūsma iet caur cilvēka ķermeni, notiek spontāna muskuļu kontrakcija. 30 mA elektriskā strāva jau var izraisīt elpošanas paralīzi.Neatgriezeniski procesi, kas saistīti ar asiņošanu un sirds aritmijām, cilvēka organismā sākas pēc tam, kad caur ķermeni plūst 50 mA strāva. Ir iespējama letāla izeja, ja tiek pakļauta 100 mA strāvai. Ir skaidrs, ka cilvēks jau tagad ir jāaizsargā no strāvas, kas vienāda ar 10 mA.
Tātad automatizācijas savlaicīga reakcija uz strāvu, kas ir mazāka par 500 mA, aizsargā objektu no ugunsgrēka, savukārt strāva, kas ir mazāka par 10 mA, pasargā cilvēku no sekām, kas rodas, nejauši pieskaroties strāvai esošajām daļām.
Ir arī zināms, ka jūs varat droši turēt strāvu nesošo daļu, kas ir zem 220 V sprieguma, 0,17 s. Ja aktīvā daļa tiek pieslēgta pie 380 V, drošais pieskāriena laiks tiek samazināts līdz 0,08 s.
Problēma ir tāda, ka tik maza strāva un pat niecīgi īsu laiku nespēj salabot (un, protams, arī izslēgt) parastās aizsargierīces.
Tāpēc šāds tehniskais risinājums radās kā feromagnētisks serdenis ar trīs tinumiem: — “strāvas padeve”, “strāvas vadītājs”, “vadība”. Strāva, kas atbilst slodzei pieliktajam fāzes spriegumam, un strāva, kas plūst no slodzes neitrālajā vadā, serdē inducē pretējas zīmes magnētiskās plūsmas. Ja slodzē un vadu aizsargātajā daļā nav noplūdes, kopējā plūsma būs nulle. Pretējā gadījumā (pieskāriens, izolācijas kļūme utt.) abu strāvu summa nav vienāda ar nulli.
Kodolā rodas plūsma vadības spolē inducē elektromotora spēku. Relejs ir savienots ar vadības spoli, izmantojot precīzu filtrēšanas ierīci jebkuriem traucējumiem. Vadības spolē esošā EML ietekmē relejs pārtrauc fāzes un nulles ķēdes.
Daudzās valstīs RCD izmantošanu elektroinstalācijās regulē normas un standarti.Piemēram, Krievijas Federācijā - pieņemts 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95 utt. Saskaņā ar GOST R 50669-94 RCD bez problēmām tiek uzstādīts mobilo ēku, kas izgatavotas no metāla vai ar metāla rāmi, elektroapgādes tīklā ielu tirdzniecībai un mājsaimniecības pakalpojumiem. Pēdējos gados lielo pilsētu administrācijas saskaņā ar valsts standartiem un Glavgosenergonadzor ieteikumiem ir pieņēmušas lēmumus aprīkot dzīvojamo un sabiedrisko ēku fondu ar šīm ierīcēm (Maskavā — Maskavas valdības rīkojums Nr. 868 -RP datēts ar 20.05.94.).
UZO ir dažādi... Trīsfāzu un vienfāzes...
Bet ar to RCD sadalīšana apakšklasēs nebeidzas...
Pašlaik Krievijas tirgū ir 2 radikāli atšķirīgas RCD kategorijas.
1. Elektromehānisks (neatkarīgs no elektrotīkla)
2. Elektroniskais (atkarīgs no tīkla)
Apskatīsim katras kategorijas darbības principu atsevišķi:
Elektromehāniskie RCD
RCD dibinātāji ir elektromehāniski. Tas ir balstīts uz precīzās mehānikas principu, t.i. paskatoties iekšā tādā RCD, neredzēsi op amp komparatorus, loģiku un tamlīdzīgi.
Tas sastāv no vairākiem galvenajiem komponentiem:
1) Tā sauktais nulles secības strāvas transformators, tā mērķis ir izsekot noplūdes strāvai un ar noteiktu Ktr pārraidīt to uz sekundāro tinumu (I 2), I ut = I 2 * Ktr (ļoti idealizēta formula, bet atspoguļojot procesa būtību).
2) Sliekšņa elementa lomu spēlē jutīgs magnetoelektrisks elements (bloķējams, t.i., iedarbinot bez ārējas iejaukšanās, tas nevar atgriezties sākotnējā stāvoklī - slēdzenē).
3) Relejs - nodrošina atslēgšanu, ja ir ieslēgta slēdzene.
Šāda veida RCD ir nepieciešama ļoti precīza jutīgā magnetoelektriskā elementa mehānika.Pašlaik tikai daži pasaules uzņēmumi pārdod elektromehāniskos RCD. To cena ir daudz augstāka nekā elektronisko RCD cena.
Kāpēc elektromehāniskie RCD ir kļuvuši plaši izplatīti lielākajā daļā pasaules valstu? Viss ir ļoti vienkārši - šāda veida RCD darbosies, ja jebkurā tīkla sprieguma līmenī tiks konstatēta noplūdes strāva.
Kāpēc šis faktors (neatkarīgi no tīkla sprieguma līmeņa) ir tik svarīgs?
Tas ir saistīts ar to, ka, izmantojot strādājošu (apkoptu) elektromehānisko RCD, mēs garantējam 100% gadījumu, ka relejs nostrādās un patērētāja strāva tiks attiecīgi atslēgta.
Elektroniskajos RCD šis parametrs arī ir liels, taču tas nav vienāds ar 100% (kā tiks parādīts zemāk, tas ir saistīts ar faktu, ka noteiktā tīkla sprieguma līmenī elektroniskā RCD ķēde nedarbosies), un mūsu katrs procents ir iespējama cilvēka dzīvība (vai nu tiešs drauds cilvēka dzīvībai, kad tas pieskaras vadiem, vai netiešs, ugunsgrēka gadījumā, sadedzinot izolāciju).
Lielākajā daļā tā saukto "attīstīto" valstu elektromehāniskie RCD ir standarts un ierīce, kas ir obligāta plašai lietošanai.Mūsu valstī notiek pakāpeniska pāreja uz obligātu RCD lietošanu, taču vairumā gadījumu lietotājs ir nav sniegta informācija par RCD veidu, kā rezultātā tiek izmantoti lēti elektroniskie RCD.
Elektroniskie RCD
Katrs būvniecības tirgus ir pārpludināts ar šādiem RCD. Elektronisko RCD izmaksas dažviet ir zemākas nekā elektromehāniskajām līdz pat 10 reizēm.
Šādu RCD trūkums, kā jau minēts iepriekš, nav 100% garantija, ja RCD ir labā stāvoklī, ka tas tiks iedarbināts noplūdes strāvas rašanās rezultātā. Priekšrocība ir lētums un pieejamība.
Principā elektroniskais RCD ir uzbūvēts tāpat kā elektromehāniskais (1. att.). Atšķirība slēpjas faktā, ka jutīgā magnetoelektriskā elementa vietu ieņem salīdzinošais elements (komparators, zenera diode). Lai šāda shēma darbotos, jums būs nepieciešams taisngriezis, neliels filtrs (iespējams, pat KREN). Tā kā nulles secības strāvas transformators ir solis uz leju (desmitiem reižu), tad ir nepieciešama arī signāla pastiprināšanas ķēde, kas papildus noderīgajam signālam pastiprinās arī traucējumus (vai disbalansa signālu, kas atrodas pie nulles noplūdes strāvas) ) . No iepriekš minētā ir acīmredzams, ka brīdi, kad relejs tiek iedarbināts šāda veida RCD, nosaka ne tikai noplūdes strāva, bet arī tīkla spriegums.
Ja jūs nevarat atļauties elektromehānisko RCD, tad joprojām ir vērts iegūt elektronisko RCD, jo tas darbojas vairumā gadījumu.
Ir arī gadījumi, kad nav jēgas pirkt dārgu elektromehānisko RCD. Viens no šiem gadījumiem ir stabilizatora vai nepārtrauktās barošanas avota (UPS) izmantošana, barojot dzīvokli / māju. Šajā gadījumā nav jēgas ņemt elektromehānisko RCD.
Uzreiz atzīmēju, ka es runāju par RCD kategorijām, to plusiem un mīnusiem, nevis konkrētiem modeļiem. Jūs varat iegādāties zemas kvalitātes elektromehānisko un elektronisko veidu RCD. Pērkot, lūdziet atbilstības sertifikātu, jo daudzi elektroniskie RCD mūsu tirgū nav sertificēti.
Nulles secības strāvas transformators (TTNP)
Parasti tas ir ferīta gredzens, caur kuru (iekšpusē) iziet fāzes un nulles vadi, tie spēlē primārā tinuma lomu. Sekundārais tinums ir vienmērīgi uztīts uz gredzena virsmas.
Perfekti:
Ļaujiet noplūdes strāvai būt nullei.Strāva, kas plūst caur fāzes vadītāju, rada magnētiskais lauks pēc lieluma ir vienāds ar magnētisko lauku, ko rada strāva, kas plūst caur neitrālu vadu, un pretējā virzienā. Tādējādi kopējā savienojuma plūsma ir nulle, un sekundārajā tinumā inducētā strāva ir nulle.
Brīdī, kad noplūdes strāva plūst caur vadītājiem (nulle, fāze), rodas strāvas nelīdzsvarotība, kas rodas plūsmas rašanās no savienojuma un strāvas indukcijas, kas ir proporcionāla noplūdes strāvai uz sekundāro tinumu.
Praksē pastāv nelīdzsvarotības strāva, kas plūst caur sekundāro tinumu un ko nosaka izmantotais transformators. TTNP prasība ir šāda: nelīdzsvarotības strāvai jābūt ievērojami mazākai par noplūdes strāvu, kas samazināta līdz sekundārajam tinumam.
RCD izvēle
Pieņemsim, ka esat izlēmis par RCD veidu (elektromehānisko, elektronisko). Bet ko izvēlēties no milzīgā piedāvāto produktu saraksta?
Jūs varat izvēlēties RCD ar pietiekamu precizitāti, izmantojot divus parametrus:
Nominālā strāva un noplūdes strāva (pārtraukuma strāva).
Nominālā strāva ir maksimālā strāva, kas plūst caur fāzes vadu. Šo strāvu ir viegli atrast, zinot maksimālo enerģijas patēriņu. Vienkārši sadaliet sliktākā gadījuma jaudas patēriņu (maksimālā jauda pie minimālā Cos (?)) ar fāzes spriegumu. Nav jēgas novietot RCD, ja strāva ir lielāka par iekārtas nominālo strāvu pirms RCD. Ideālā gadījumā ar rezervi mēs ņemam RCD nominālajai strāvai, kas ir vienāda ar iekārtas nominālo strāvu.
Bieži tiek atrasti RCD ar nominālo strāvu 10,16,25,40 (A).
Noplūdes strāva (sprūda strāva) parasti ir 10 mA, ja RCD ir uzstādīts dzīvoklī/mājā, lai aizsargātu cilvēka dzīvību, un 100-300 mA uzņēmumā, lai novērstu ugunsgrēkus, ja vadi tiek sadedzināti.
Ir arī citi RCD parametri, taču tie ir specifiski un nav interesanti parastajiem lietotājiem.
Izeja
Šajā rakstā ir apskatīti RCD principu izpratnes pamati, kā arī dažādu veidu atlikušās strāvas ierīču konstruēšanas metodes. Elektromehāniskajiem un elektroniskajiem RCD, protams, ir tiesības pastāvēt, jo tiem ir savas atšķirīgas priekšrocības un trūkumi.