Par elektriskajām manekenu aizsardzības ierīcēm: atlikušās strāvas ierīce (RCD)

Iedomājieties sekojošo - jūsu vannas istabā ir uzstādīta veļas mašīna. Neatkarīgi no tā, kas ir plaši pazīstamais zīmols, jebkura ražotāja ierīces tiek pakļautas sabrukšanai, un, teiksim, notiek visbanālākā lieta - tiek sabojāta strāvas vada izolācija un tīkla potenciāls parādās uz mašīnas korpusa. Un tas nav pat sabrukums, automašīna turpina strādāt, bet tā jau kļūst par paaugstinātas bīstamības avotu. Galu galā, ja mēs vienlaikus pieskaramies gan automašīnas virsbūvei, gan ūdensvadam, mēs slēgsim elektrisko ķēdi caur sevi. Un vairumā gadījumu tas būs letāls.

Lai izvairītos no šīm briesmīgajām sekām, tie tika izgudroti RCD - atlikušās strāvas slēdži.

RCD - Tas ir ātrgaitas aizsardzības slēdzis, kas reaģē uz diferenciālo strāvu vadītājos, kas piegādā elektroenerģiju aizsargātajai elektriskajai instalācijai - tā ir “oficiālā” definīcija. Saprotamākā valodā ierīce atvienos patērētāju no elektrotīkla, ja PE (zemes) vadītājam rodas strāvas noplūde.

Apskatīsim RCD darbības principu. Lai iegūtu lielāku skaidrību, attēlā parādīta tā "iekšējā" shēma:

RCD galvenais mezgls ir diferenciālās strāvas transformators. Citā veidā to sauc par nulles secības strāvas transformatoru. Lai mums būtu vieglāk un nesajuktu ziņā, sauksim šo vienību tikai par strāvas transformatoru.

Kā redzams attēlā, šajā gadījumā tam ir trīs tinumi. Primārie un sekundārie tinumi ir attiecīgi iekļauti fāzes un neitrālajos vados, un trešais tinums ir savienots ar sākuma elementu, kas tiek veikts jutīgiem relejiem vai elektroniskām sastāvdaļām.

Atkarībā no tāatšķirt elektromehānisko un elektronisko RCD.  

Iedarbināšanas ierīce ir savienota ar izpildvadības ierīci, kurā ietilpst barošanas kontaktu grupa ar piedziņas mehānismu. Pārbaudes pogu izmanto, lai pārbaudītu un uzraudzītu RCD veselību. Tagad iedomājieties, ka slodze ir savienota ar mūsu shēmas izeju. Protams, ķēdē nekavējoties parādīsies strāva, kas plūdīs caur I un II tinumu. Lai sīkāk apsvērtu RCD darbības principu, mēs pāriesim pie vizuālākas shēmas:

Normālā režīmā, ja nav noplūdes strāvas, ķēdē gar vadītājiem, kas iet caur strāvas transformatora magnētiskās ķēdes logu darba strāva slodze. Tieši šie vadītāji veido pretējā virzienā savienotā strāvas transformatora primāro un sekundāro tinumu. Šīs strāvas būs vienādas pēc lieluma un pretējas virzienam: I1 = I2. Strāvas transformatora magnētiskajā kodolā tie rada vienlīdzīgas, bet pretēji vērstas magnētiskās plūsmas F1 un F2. Izrādās, ka iegūtā magnētiskā plūsma ir vienāda ar nulli, diferenciāļa transformatora trešajā (izpildvaras) tinumā strāva ir arī vienāda ar nulli, un starta elements 2 atrodas šajā stāvoklī miera stāvoklī, un RCD darbojas normālā režīmā.

Kad cilvēks pieskaras atvērtām vadošām detaļām vai elektriskās ierīces korpusam, kuram ir noticis izolācijas sabrukums strāvas transformatora fāzes (primārajā) tinumā, papildus slodzes strāvai I1 plūst papildu strāva - noplūdes strāva (IΔ ir norādīts diagrammā), kas paredzēts strāvas transformatoram diferenciālis (diferenciālis: I1-I2 = IΔ).

Izrādās, ka mūsu straumes ir nevienlīdzīgas, tāpēc arī magnētiskās plūsmas ir nevienlīdzīgas, kas vairs neatceļ viena otru. Sakarā ar to trešajā tinumā parādās strāva.Ja šī strāva pārsniedz iestatīto vērtību, tad tiek iedarbināts sākuma elements, darbojas uz pievada 3.

Pievads, kas sastāv no atsperes piedziņas, sprūda mehānisma un strāvas kontaktu grupas, atver elektrisko ķēdi, kā rezultātā iekārta tiek atvienota no tīkla. Lai periodiski veiktu RCD izmantojamības (darbības) uzraudzību, ir paredzēta testa poga 4. Tā ir virknē savienota ar rezistoru. Rezistora vērtība tiek izvēlēta tādā veidā, ka diferenciālā strāva ir vienāda ar RCD noplūdes nominālo strāvu (par RCD parametriem mēs runāsim vēlāk). Ja RCD tiek iedarbināts, nospiežot šo pogu, tas darbojas pareizi. Parasti šo pogu apzīmē ar “TEST”.

Trīsfāzu atlikušās strāvas slēdži darbojas aptuveni tāds pats princips kā vienfāzes. Trīsfāzu RCD četros vados iziet caur serdeņa logu - trīsfāzu un nulles. Shēmas shēma vienkāršākais trīsfāžu RCD ir parādīts attēlā:

Trīsfāzu RCD ietver ķēdes pārtraucēju 1, ko kontrolē elements 2, kas saņem izslēgšanas signālu no strāvas transformatora 4 sekundārā tinuma 3, caur kuru logu iziet nulles darba vads N un fāzes vadi L1, L2 un L3 (5).

Ja slodze ir vienāda nulles un fāzes (vai trīsfāžu) vados, tad to ģeometriskā summa ir vienāda ar nulli (vienfāzes RCD fāzes vadā strāva plūst vienā virzienā, un strāva neitrālajā vadā plūst tieši tādā pašā vērtībā pretējā virzienā). Tāpēc strāvas transformatora sekundārajā tinumā nav strāvas.

Pašreizējās noplūdes gadījumā uz strāvas uztvērēja iezemēto korpusu, kā arī tad, ja uz zemes vai uz vadošas grīdas stāvoša persona nejauši pieskaras elektriskā tīkla fāzes vadam, tiek pārkāpta pašreizējā vienādība strāvas transformatora primārajā tinumā, jo noplūdes strāva papildus slodzes strāvai iet arī pa fāzes vadu, un tā sekundārajā tinumā parādīsies strāva - tāpat kā iepriekš aprakstītajā vienfāzes RCD darbības aprakstā. Strāva, kas plūst transformatora sekundārajā tinumā, iedarbojas uz vadības elementu 2, kas caur slēdzi 1 atvieno patērētāju no elektrotīkla. Trīsfāzu RCD izskats ir parādīts attēlā:

Apsvērsim praktiskas shēmas RCD iekļaušanai sadales skapjos.
RCD komutācijas shēma vienfāzes ieejai. Šeit mēs piemērojam pārslēgšanas ķēdi ar atsevišķām nulles (N) un zemes (PE) kopnēm. Kā redzat attēlā, RCD (5) tiek uzstādīts pēc ievades ķēdes pārtraucēja, un pēc tam ir uzstādīti slēdži, lai aizsargātu un pārslēgtu atsevišķas cilpas. Raugoties nākotnē, es gribu atzīmēt, ka automātiska-RCD savienojuma klātbūtne ir obligāta, jo RCD nenodrošina pašreizējo aizsardzību - gan termisko, gan īssavienojumu. Šīs “automātiskās - RCD” kombinācijas vietā varat izmantot vienu universālu ierīci. Tomēr par to vēlāk.

RCD ķēde ar trīsfāzu ievadi. Pretstatā iepriekšējai shēmai, aizsardzība tiek nodrošināta gan vienfāzes, gan trīsfāžu patērētājiem. Turklāt tiek izmantota nulles un “zemes” riepu (PEN) ieejas kombinācija. Elektroenerģijas mērīšanas ierīce - elektrības skaitītājs - ir savienota starp ieejas ķēdes pārtraucēju un RCD. Kā jūs atceraties no pārskatiem par mērīšanas shēmām, visas komutācijas ierīces, kas ir uzstādītas pirms mērīšanas ierīces, ir jāaizzīmogo ar enerģijas piegādes organizāciju. Līdz ar to atvēruma ķēdes pārtraucēja konstrukcijai tas būtu jāņem vērā.

Pirms tam mēs runājām tikai par elektromehāniskajiem RCD. Bet, ja jūs atceraties, es minēju, ka dažreiz ir elektroniskas ierīces. Principā elektronisko RCD veido tāpat kā elektromehānisko.

Jutīga magnetoelektriskā elementa vietā tiek izmantota salīdzināšanas ierīce (piemēram, visizplatītākais piemērs ir salīdzināšanas ierīce).Šādai shēmai jums ir nepieciešams savs iebūvētais barošanas avots - galu galā elektroniskā shēma ir jāuzsāk ar kaut ko.

Diferenciālā strāva ir ļoti maza, tāpēc tā ir jāpastiprina un jāpārvērš sprieguma līmenī, kas tiek piegādāts līdz salīdzināšanas ierīce - salīdzinātājs. Tas viss, protams, samazina ierīces vispārējo uzticamību, salīdzinot ar elektromehānisko, šeit ir tikai gadījums - jo vienkāršāks, jo labāk. Un, godīgi sakot, es vispār neesmu saskāries ar sertificētiem elektroniskiem RCD. Tāpēc es nevaru par viņiem pateikt kaut ko labu vai sliktu. Tāpēc atstāsim elektronisko UZO malā un pakavēsimies pie viena no galvenajiem punktiem, apsverot elektromehāniskās aizsargājošās izslēgšanas ierīces - to parametrus:

RCD ir šādi galvenie parametri:

tīkla tips - vienfāzes (trīs vadu) vai trīsfāzu (piecu vadu)

nominālais spriegums -220/230 - 380/400 V

nominālā slodzes strāva - 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A

nominālā sadalīšanas diferenciālā strāva - 10, 30, 100, 300 mA

diferenciālās strāvas tips - maiņstrāva (mainīga sinusoidāla strāva, kas pēkšņi vai lēnām palielinās), A (piemēram, maiņstrāva, papildus rektificēta pulsācijas strāva), B (mainīga un konstanta), S (aizkavēts reakcijas laiks, selektīvs), G (piemēram selektīvs, tikai kavēšanās laiks ir īsāks).

Es gribu atzīmēt vienu svarīgu punktu attiecībā uz RCD parametriem. Daudzus maldina nominālā slodzes strāva, kas nogulsnējas uz ierīces korpusa, un tas tiek ņemts par tādu pašu parametru kā ķēdes pārtraucējā. Tomēr šis parametrs RCD raksturo tikai tā “caurlaides strāvas jaudu”, varbūt šī izteiksme nav gluži pareiza, bet es to ieviesu jēdziena “nominālā RCD slodzes strāva” pieejamībai.

UZO slodzes strāvu nevar ierobežot, un tas ir jāaizsargā no ķēdes pārtraucējiem, kas nodrošina aizsardzību pret strāvas pārslodzi un īssavienojuma strāvu, pārslodzēm un īssavienojuma strāvām. RCD slodzes strāva jāizvēlas tā, lai tā būtu par vienu soli (nominālo strāvas diapazonu) lielāka nekā aizsargājamās līnijas ķēdes pārtraucēja nominālā strāva. Tas ir, ja ir slodze, ko aizsargā slēdža strāva 16 ampēriem, tad RCD jāizvēlas slodzes strāvai 25 ampēri.

Tas rada loģisku jautājumu - kāpēc vienā gadījumā ne apvienot slēdžu un RCD, it īpaši, ja RCD izmanto tikai vienas strāvas cilpas aizsardzībai? Patiešām, šajā gadījumā viņi joprojām strādā "tandēmā". Šis punkts tika mazliet skarts iepriekšējā rakstā. Nu, jautājums ir diezgan loģisks, un šādas ierīces, protams, pastāv. Tos sauc par diferenciāliem slēdžiem vai vienkārši diffavtomātiem.

Attēlā jūs vienkārši redzat šādu ierīci. Tas ir trīsfāzu diferenciālais ķēdes pārtraucējs. Tāpat kā trīsfāzu RCD, tam ir četras skavas - fāzes un nulles, kā arī poga TEST. Ja tas pakavējas pie savas iekšējās struktūras, tad šeit ir grūti pateikt kaut ko jaunu. Tas ir jaudas pārtraucējs un RCD vienā pudelē.

Diffavomatu izmaksas ir diezgan augstas. Piemēram, pazīstamu ārzemju ražotāju trīsfāžu modeļi maksā apmēram 100 eiro. Salīdzinoši dārgs prieks. Tomēr ķekaram AB + RCD būs aptuveni salīdzināmas izmaksas, un četru standarta 17,5 mm moduļu vietā uz DIN sliedes (ar trīsfāžu versiju) būs nepieciešami astoņi. Tātad dažos gadījumos diffavomati joprojām ir vēlami, it īpaši, ja izplatīšanas panelī ir problēma ar brīvu vietu.

Kā pārbaudīt RCD vai diferenciāļa automātiku? Mēs jau pieminējām TEST pogu. Tomēr šāda pārbaude ir ļoti virspusēja un ne vienmēr atspoguļo lietu patieso būtību. Tāpēc objektīvai pārbaudei tiek izmantotas testa shēmas vai specializētas ierīces.

Mihails Tikhončuks