UZO — scop, principiu de construcție, alegere

Dispozitivele de curent rezidual (RCD) sunt unul dintre cele mai populare dispozitive utilizate atât de corporațiile de construcții, cât și de consumatorii privați. Dar cum să te asiguri de alegerea corectă RCD? Sper că acest articol vă va face mai ușor să navigați pe piața RCD saturată cu diferite modele.

Dispozitiv de curent rezidual. Cele elementare

Dispozitivele de curent rezidual (RCD) sau, cu alte cuvinte, dispozitivele de protecție diferențială, sunt concepute pentru a proteja oamenii împotriva șocurilor electrice în cazul apariției defecțiunilor electrice sau în contact cu părțile sub tensiune ale unei instalații electrice, precum și pentru a preveni incendiile și incendiile, cauzate de curenți de scurgere și defecțiuni la pământ... Aceste funcții nu sunt inerente întreruptoarelor convenționale care reacționează doar la suprasarcină sau scurt circuit.

Care este motivul pentru care se caută stingătoare pentru aceste dispozitive?

Potrivit statisticilor, cauza a aproximativ 40% din toate incendiile care au loc este „închiderea cablurilor electrice”.

În multe cazuri, expresia generală „scurtcircuit în firele electrice” acoperă adesea scurgerile electrice care apar din cauza îmbătrânirii sau a defecțiunii izolației. În acest caz, curentul de scurgere poate ajunge la 500mA. S-a descoperit experimental că atunci când curge un curent de scurgere cu o astfel de putere (și ce este jumătate de amper? Nici eliberarea termică, nici electromagnetică la un curent cu o astfel de putere pur și simplu nu răspunde - doar din motivul că nu sunt proiectate pentru aceasta) maxim o jumatate de ora prin rumegus umed se aprind spontan. (Și acest lucru se aplică nu numai rumegușului, ci și oricărui praf în general.)

Și cum ne protejează RCD-urile pe tine și pe mine de șocuri electrice?

Dacă o persoană atinge o parte sub tensiune, un curent va curge prin corpul său, a cărui valoare este coeficientul de împărțire a tensiunii de fază (220 V) prin suma rezistențelor firelor, împământare și corpul uman însuși: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp ). În acest caz, rezistențele de împământare și cablare în comparație cu rezistența corpului uman pot fi neglijate, aceasta din urmă putând fi considerată egală cu 1000 ohmi. Prin urmare, valoarea curentului în cauză va fi 0,22 A sau 220 mA.

Din literatura normativă și de referință privind măsurile de protecție și siguranță a muncii, se știe că curentul minim, al cărui flux este deja resimțit de corpul uman, este de 5 mA. Următoarea valoare standardizată este așa-numitul curent de eliberare, egal cu 10 mA. Când un flux de o astfel de forță trece prin corpul uman, are loc contracția musculară spontană. Un curent electric de 30 mA poate provoca deja paralizie respiratorie.Procesele ireversibile asociate cu sângerarea și aritmiile cardiace încep în corpul uman după ce un curent de 50 mA curge prin corp. Ieșirea letală este posibilă atunci când este expus la un curent de 100 mA. Este evident că o persoană ar trebui să fie deja protejată de un curent egal cu 10 mA.

Deci, răspunsul în timp util al automatizării la un curent mai mic de 500 mA protejează obiectul de foc și la un curent mai mic de 10 mA - protejează o persoană de consecințele atingerii accidentale a părților sub tensiune.

De asemenea, se știe că puteți ține în siguranță partea care poartă curent, care este sub o tensiune de 220 V, timp de 0,17 s. Dacă partea activă este alimentată la 380 V, timpul de atingere sigur este redus la 0,08 s.

Problema este că un curent atât de mic, și chiar și pentru o perioadă scurtă de timp neglijabilă, nu este capabil să repare (și, desigur, să oprească) dispozitivele de protecție convenționale.

Prin urmare, o astfel de soluție tehnică a luat naștere ca un miez feromagnetic cu trei înfășurări: — „alimentare curent”, „conductor de curent”, „control”. Curentul corespunzător tensiunii de fază aplicată sarcinii și curentul care curge din sarcină în conductorul neutru induc fluxuri magnetice de semne opuse în miez. Dacă nu există scurgeri în sarcină și în partea protejată a cablajului, fluxul total va fi zero. În caz contrar (atingere, defecțiune a izolației etc.), suma celor doi curenți devine diferită de zero.

Fluxul care apare în miez induce o forță electromotoare în bobina de control. Un releu este conectat la bobina de control printr-un dispozitiv de filtrare de precizie pentru orice interferență. Sub influența EMF care apare în bobina de control, releul întrerupe circuitele de fază și neutru.

În multe țări, utilizarea RCD-urilor în instalațiile electrice este reglementată de norme și standarde.De exemplu, în Federația Rusă - adoptat în 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95 etc. Conform GOST R 50669-94, RCD este instalat fără probleme în rețeaua de alimentare a clădirilor mobile din metal sau cu un cadru metalic pentru comerțul stradal și servicii casnice. În ultimii ani, administrațiile orașelor mari, în conformitate cu standardele și recomandările de stat ale Glavgosenergonadzor, au luat decizii de a dota stocul de clădiri rezidențiale și publice cu aceste dispozitive (la Moscova - Ordinul Guvernului Moscovei nr. 868 -RP din data de 20.05.94 .).

UZO sunt diferite... Trifazat și monofazat...

Dar împărțirea RCD în subclase nu se termină aici...

În prezent, pe piața rusă există 2 categorii radical diferite de RCD.

1. Electromecanic (independent de rețea)

2. Electronic (depinde de rețea)

Să luăm în considerare principiul de acțiune al fiecăreia dintre categorii separat:

RCD-uri electromecanice

Fondatorii RCD sunt electromecanici. Se bazează pe principiul mecanicii de precizie, adică. Privind în interiorul unui astfel de RCD, nu veți vedea comparatoare de amplificatoare operaționale, logica și altele asemenea.

Este format din mai multe componente principale:

1) Așa-numitul transformator de curent cu secvență zero, scopul său este de a urmări curentul de scurgere și de a-l transmite cu un anumit Ktr la înfășurarea secundară (I 2), I ut = I 2 * Ktr (o formulă foarte idealizată, dar reflectând esența procesului).

2) Un element magnetoelectric sensibil (blocabil, adică atunci când este declanșat fără intervenție externă, nu poate reveni la starea inițială - o blocare) - joacă rolul unui element de prag.

3) Releu - asigură declanșarea dacă blocarea este cuplată.

Acest tip de RCD necesită o mecanică foarte precisă pentru elementul magnetoelectric sensibil.În prezent, doar câteva companii globale vând RCD-uri electromecanice. Prețul lor este mult mai mare decât prețul RCD-urilor electronice.

De ce s-au răspândit RCD-urile electromecanice în majoritatea țărilor lumii? Totul este foarte simplu - acest tip de RCD va funcționa dacă este detectat un curent de scurgere la orice nivel de tensiune din rețea.

De ce este acest factor (indiferent de nivelul tensiunii rețelei) atât de important?

Acest lucru se datorează faptului că atunci când folosim un RCD electromecanic care funcționează (deservit), garantăm 100% din timp că releul se va declanșa și alimentarea consumatorului va fi întreruptă corespunzător.

În RCD-urile electronice, acest parametru este, de asemenea, mare, dar nu este egal cu 100% (așa cum va fi arătat mai jos, acest lucru se datorează faptului că, la un anumit nivel de tensiune al rețelei, circuitul electronic RCD nu va funcționa) și în fiecare procent al nostru este o posibilă viață umană (fie o amenințare directă la adresa vieții umane atunci când atinge firele, fie indirectă, în cazul unui incendiu de la arderea izolației).

În majoritatea țărilor așa-numite „dezvoltate”, DDR-urile electromecanice sunt un standard și un dispozitiv care este obligatoriu pentru utilizarea pe scară largă. În țara noastră, are loc o tranziție treptată la utilizarea obligatorie a RCD-urilor, dar în majoritatea cazurilor utilizatorul este nu au fost furnizate informații despre tipul de RCD, ceea ce duce la utilizarea de RCD electronice ieftine.

RCD-uri electronice

Fiecare piață a construcțiilor este inundată cu astfel de DDR-uri. Costurile RCD-urilor electronice sunt pe alocuri mai mici decât cele electromecanice de până la 10 ori.

Dezavantajul unor astfel de DDR, așa cum sa menționat deja mai sus, nu este o garanție de 100%, dacă RCD este în stare bună, că va fi declanșat ca urmare a apariției curentului de scurgere. Avantajul este ieftinitatea și disponibilitatea.

În principiu, RCD-ul electronic este construit în același mod ca și cel electromecanic (Fig. 1). Diferența constă în faptul că locul elementului magnetoelectric sensibil este luat de un element comparativ (comparator, diodă zener). Pentru ca o astfel de schemă să funcționeze, veți avea nevoie de un redresor, un filtru mic (probabil chiar și un KREN). Deoarece transformatorul de curent cu secvență zero este un pas în jos (de zeci de ori), atunci este necesar și un circuit de amplificare a semnalului, care, pe lângă semnalul util, va amplifica și interferența (sau semnalul de dezechilibru prezent la curent de scurgere zero) ) . Din cele de mai sus este evident că momentul în care releul este declanșat în acest tip de RCD este determinat nu numai de curentul de scurgere, ci și de tensiunea rețelei.

Dacă nu vă puteți permite un RCD electromecanic, atunci merită totuși să obțineți un RCD electronic pentru că funcționează în majoritatea cazurilor.

Există, de asemenea, cazuri când nu are sens să cumperi un RCD electromecanic scump. Unul dintre aceste cazuri este utilizarea unui stabilizator sau a unei surse de alimentare neîntreruptibilă (UPS) atunci când alimentați un apartament/casă. În acest caz, nu are sens să luați un RCD electromecanic.

Observ imediat că vorbesc despre categoriile RCD, avantajele și dezavantajele lor, și nu despre modele specifice. Puteți cumpăra RCD-uri de calitate scăzută de tipuri electromecanice și electronice. La cumpărare, cereți un certificat de conformitate, deoarece multe RCD-uri electronice de pe piața noastră nu sunt certificate.

Transformator de curent cu secvență zero (TTNP)

De obicei, acesta este un inel de ferită prin care (în interior) trec firele de fază și neutru, acestea joacă rolul înfășurării primare. Înfășurarea secundară este înfășurată uniform pe suprafața inelului.

Perfect:

Fie ca curentul de scurgere să fie zero.Curentul care circulă prin conductorul de fază creează camp magnetic egală ca mărime cu câmpul magnetic creat de curentul care curge prin firul neutru și opus în direcție. Astfel, fluxul total de cuplare este zero și curentul indus în înfășurarea secundară este zero.

În momentul în care curentul de scurgere trece prin conductori (zero, fază), apare un dezechilibru de curent, ca urmare a apariției unui flux de la cuplare și a inducerii unui curent proporțional cu curentul de scurgere la înfășurarea secundară.

În practică, există un curent de dezechilibru care circulă prin înfășurarea secundară și este determinat de transformatorul utilizat. Cerința pentru TTNP este următoarea: curentul de dezechilibru trebuie să fie semnificativ mai mic decât curentul de scurgere redus la înfășurarea secundară.

Selectarea RCD-urilor

Să presupunem că v-ați hotărât asupra tipului de RCD (electromecanic, electronic). Dar ce să alegi din lista imensă de produse oferite?

Puteți alege un RCD cu suficientă precizie folosind doi parametri:

Curent nominal și curent de scurgere (curent de întrerupere).

Curentul nominal este curentul maxim care va curge prin conductorul de fază. Este ușor de găsit acest curent cunoscând consumul maxim de energie. Doar împărțiți consumul de energie din cel mai rău caz (puterea maximă la Cos minim (?)) la tensiunea de fază. Nu are rost să plasați un RCD pentru un curent mai mare decât curentul nominal al mașinii în fața RCD. În mod ideal, cu o marjă, luăm RCD pentru un curent nominal egal cu curentul nominal al mașinii.

Deseori se găsesc RCD-uri cu curenți nominali de 10,16,25,40 (A).

Curentul de scurgere (curent de declanșare) este de obicei de 10 mA dacă RCD este instalat într-un apartament/casă pentru a proteja viața umană și 100-300mA într-o întreprindere pentru a preveni incendiile dacă firele sunt arse.

Există și alți parametri RCD, dar sunt specifici și nu sunt interesanți pentru utilizatorii obișnuiți.

Ieșire

Acest articol acoperă elementele de bază ale înțelegerii principiilor RCD, precum și metodele de construire a diferitelor tipuri de dispozitive de curent rezidual. RCD-urile electromecanice și electronice, desigur, au dreptul de a exista, deoarece au propriile lor avantaje și dezavantaje distincte.