Принципът на действие на RCD

Съкращението RCD е създадено от израза „Устройство с остатъчен ток“, което определя предназначението на устройството, което се състои в премахване на напрежение от свързаната към него верига в случай на случайни повреди на изолацията и образуване на токове на утечка през тях.

Принцип на действие

За работата на RCD се използва принципът на сравняване на токовете, влизащи в управляваната част на веригата, и токовете, които я напускат въз основа на диференциален трансформатор, който преобразува първичните стойности на всеки вектор във вторични стойности, строго пропорционални по ъгъл и посока за геометрично събиране.

Методът за сравнение може да бъде представен с обикновен баланс или салдо.

Когато балансът се спазва, тогава всичко работи нормално, а когато е нарушено, качественото състояние на цялата система се променя.

В еднофазна верига се сравнява векторът на фазовия ток, приближаващ се към измервателния елемент, и нулата, която го напуска. По време на нормална работа с надеждна интегрална изолация, те са равни, балансират помежду си. Когато възникне неизправност във веригата и се появи ток на утечка, тогава балансът между разглежданите вектори се нарушава от неговата стойност, която се измерва от една от намотките на трансформатора и се предава към логическия блок.

Сравнението на токовете в трифазна верига се извършва по същия принцип, само токове от трите фази преминават през диференциален трансформатор и се създава дисбаланс въз основа на тяхното сравнение. При нормална работа токовете на трите фази са балансирани в геометрично събиране, а в случай на изолационни повреди във всяка фаза, в нея възниква ток на утечка. Стойността му се определя чрез сумиране на векторите в трансформатора.

Структурна схема

Опростената работа на устройството за остатъчен ток може да бъде представена с блокове в блокова диаграма.

Дисбалансът на токовете от измервателното устройство е насочен към логическата част, която работи на принципа на реле:

1. електромеханичен;

2. или електронни.

Важно е да се разбере разликата между двете. Електронните системи сега процъфтяват и стават все по -популярни по много причини. Те имат широка функционалност, големи възможности, но изискват електрическо захранване, за да работят логиката и изпълнителният елемент, което се осигурява от специален блок, който е свързан към основната верига. Ако електричеството изчезне по различни причини, тогава такъв RCD, като правило, няма да работи. Изключение правят редките електронни модели, оборудвани с тази функция.

Електромеханичните релета използват механичната енергия на заредена пружина, която по принцип прилича на обикновена капан за мишки. За да работи релето, минималната механична сила е достатъчна върху задействания задвижващ механизъм.

Когато мишката докосне примамката на подготвената мишоловка, токът на изтичане, възникнал в случай на дисбаланс в диференциалния трансформатор, води до задействане на задвижването и прекъсване на напрежението от веригата. За това релето има вградени захранващи контакти във всяка фаза и контакт за подготовка на тестера.

Всеки тип реле има определени предимства и недостатъци. Електромеханичните конструкции работят надеждно в продължение на много десетилетия и са се доказали добре. Те не изискват външно захранване и електронните модели са напълно зависими от него.

Понастоящем е общоприето, че най -ефективната мярка за защита срещу токов удар в електрически инсталации с напрежение до 1000 V е устройство за остатъчен ток (RCD) за тока на утечка.

Без да се противопоставят на важността на тази мярка за защита, повечето експерти в продължение на много години спорят за стойностите на основните параметри на УЗО — ток на инсталация, време за реакция и надеждност.Това се обяснява с факта, че параметрите на RCD са тясно свързани с неговата цена и условията на работа.

Всъщност, колкото по -нисък е токът на настройка и по -краткото време за реакция, толкова по -висока е надеждността на RCD, толкова по -скъпа е неговата цена.

Освен това, колкото по -малък е токът на настройка и по -краткото време на работа на RCD, толкова по -строги са изискванията за изолация на защитената зона, тъй като дори леко влошаване при експлоатационни условия може да доведе до чести, а в някои случаи и дълги, фалшиви изключвания на електрическата инсталация, което прави невъзможно нормалната работа.

От друга страна, колкото по -висок е токът на настройка на RCD и колкото по -дълго е времето за реакция, толкова по -лоши са неговите защитни свойства.

RCD дизайн

Оформлението на еднофазен RCD е показано на снимката по-долу.

В него напрежението се подава към входните клеми, а към изходните клеми е свързана управлявана верига.

Трифазното устройство за остатъчен ток е направено по същия начин, но в него се наблюдават токове на всички фази.

Показаната фигура показва четирижилен RCD, въпреки че трипроводен дизайн се предлага в търговската мрежа.

Как да проверите RCD

Функционалната проверка е вградена във всеки дизайнерски модел. За това се използва блокът «Tester», който е отворен контакт-пружинен бутон за самонастройване и ограничаващ тока резистор R. Стойността му е избрана, за да създаде минимален достатъчен ток, който изкуствено симулира изтичане.

При натискане на бутона «Тест», свързаният с операцията RCD трябва да се изключи. Ако това не се случи, то трябва да се отхвърли, да се потърси повреда и да се поправи или замени с изправност. Тестването на устройството за остатъчен ток (RCD) на месечна база увеличава надеждността на неговата работа.

Между другото, изправността на електромеханични и отделни електронни конструкции е лесна за проверка в магазин преди покупка. За тази цел е достатъчно, когато релето е включено, да подаде за кратко ток във фазовата или нулева верига от батерията с всякаква полярност на връзката съгласно опции 1 и 2.

Работещ RCD с електромеханично реле ще работи и в по -голямата част от случаите електронните продукти не могат да бъдат проверени. Те се нуждаят от мощност, за да работи логиката.

Как да свържете RCD към товар

Устройствата за остатъчен ток са предназначени за използване в захранващи вериги, използващи системата TN-S или TN-C-S със свързването на защитната нулева PE шина в окабеляването, към която са свързани корпусите на всички електрически устройства.

В тази ситуация, ако изолацията е нарушена, потенциалът, възникващ върху тялото, веднага преминава през PE проводника към земята и компараторът изчислява неизправността.

В нормален режим на захранване, RCD не изключва товара, така че всички електрически уреди работят оптимално. От тока на всяка фаза в магнитната верига на трансформатора се индуцира собствен магнитен поток F. Тъй като те са равни по величина, но противоположно насочени, те взаимно се унищожават. Няма общ магнитен поток и не може да предизвика ЕМП в намотката на релето.

В случай на изтичане, опасният потенциал тече към земята през PE шината. В намотката на релето се предизвиква ЕМП от получения дисбаланс на магнитните потоци (токове във фаза и нула).

Устройството за остатъчен ток незабавно изчислява неизправността по този начин и за част от секундата изключва веригата с контакти за захранване.

Характеристики на RCD с електромеханично реле

Използването на механичната енергия на заредената пружина в някои случаи може да бъде по -изгодно от използването на специален блок за електрозахранване на логическата верига. Помислете за това с пример, когато нулата на захранващата мрежа е прекъсната и фазата настъпва.

В такава ситуация статичните електронни релета няма да получат захранване и следователно няма да могат да работят. В същото време в тази ситуация трифазна система има фазов дисбаланс и увеличаване на напрежението.

Ако повреда на изолацията настъпи на отслабено място, тогава потенциалът ще се появи на корпуса и ще напусне през PE проводника.

В УЗО с реле за електромеханична защита те работят нормално от енергията на заредената пружина.

Как работи RCD в двупроводна верига

Безспорните предимства на защитата срещу токове на утечка в електрическо оборудване, направено съгласно системата TN-S чрез използването на RCD, доведоха до тяхната популярност и желанието на отделните собственици на апартаменти да инсталират RCD в двупроводен, който не е оборудван с PE проводник.

В тази ситуация корпусът на електрическия уред е изолиран от земята, не комуникира с него. Ако възникне повреда на изолацията, фазовият потенциал се появява върху корпуса, а не се оттича от него. Човек, който има контакт със земята и случайно докосне устройството, се повлиява от тока на утечка по същия начин, както в ситуация без RCD.

Въпреки това, във верига без устройство за остатъчен ток, токът може да премине през тялото за дълго време. Когато RCD е инсталиран, той ще усети неизправност и ще прекъсне напрежението по време на настройката в рамките на части от секундата, което ще намали увреждащ ефект на тока и степента на електрическо нараняване.

По този начин защитата улеснява спасяването на човек при захранване в сгради, оборудвани с TN-C схема.

Много домашни занаятчии се опитват да инсталират самостоятелно RCD в стари къщи, които очакват реконструкция, за да преминат към системата TN-C-S. В същото време в най-добрия случай те изпълняват самостоятелно направен заземен контур или просто свързват кутиите на електрически уреди към водопроводната мрежа, отоплителните батерии и железните части на основата.

Такива връзки могат да създадат критични ситуации, когато възникнат неизправности и да причинят сериозни щети. Работата по създаването на земния контур трябва да се извършва ефективно и да се контролира чрез електрически измервания. Следователно те се извършват от обучени специалисти.

Видове монтаж

Повечето УЗО са направени в стационарен дизайн за монтаж на обща Din-шина в разпределителното табло. В продажба обаче можете да намерите преносими конструкции, които са свързани към обикновен електрически контакт, а защитеното устройство се захранва допълнително от тях. Те струват малко повече.