UZO — propòsit, principi de construcció, elecció

Els dispositius de corrent residual (RCD) són un dels dispositius més populars utilitzats tant per les empreses de construcció com per als consumidors privats. Però com assegurar-se de l'elecció correcta RCD? Espero que aquest article us sigui més fàcil navegar pel mercat de RCD saturat de diferents models.

Dispositiu de corrent residual. Els bàsics

Els dispositius de corrent residual (RCD) o, en altres paraules, els dispositius de protecció diferencial, estan dissenyats per protegir les persones de les descàrregues elèctriques en cas de fallades elèctriques o en contacte amb parts actives d'una instal·lació elèctrica, així com per prevenir incendis i incendis. causades per corrents de fuga i fallades a terra... Aquestes funcions no són inherents als interruptors automàtics convencionals que només reaccionen a sobrecàrregues o curtcircuit.

Quin és el motiu per buscar extintors per a aquests dispositius?

Segons les estadístiques, la causa d'aproximadament el 40% de tots els incendis que es produeixen és "el tancament de cables elèctrics".

En molts casos, la frase general "curtcircuit als cables elèctrics" sovint cobreix les fuites elèctriques que es produeixen a causa de l'envelliment o una fallada d'aïllament. En aquest cas, el corrent de fuga pot arribar als 500 mA. Es va trobar experimentalment que quan flueix un corrent de fuga d'aquesta força (i què és mig ampere? Ni l'alliberament tèrmic ni electromagnètic a un corrent d'aquesta força simplement no respon, només pel motiu que no estan dissenyats per a això) durant un màxim de mitja hora a través de serradures humides, s'encenen espontàniament. (I això s'aplica no només a la serradures, sinó a qualsevol pols en general.)

I com ens protegeixen els RCD a tu i a mi de les descàrregues elèctriques?

Si una persona toca una part activa, un corrent fluirà pel seu cos, el valor del qual és el coeficient de divisió de la tensió de fase (220 V) per la suma de les resistències dels cables, la presa de terra i el propi cos humà: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp ). En aquest cas, les resistències de connexió a terra i cablejat en comparació amb la resistència del cos humà es poden descuidar, aquesta última es pot considerar igual a 1000 ohms. Per tant, el valor actual en qüestió serà de 0,22 A o 220 mA.

A partir de la literatura normativa i de referència sobre mesures de protecció i seguretat laboral, se sap que el corrent mínim, el flux del qual ja sent el cos humà, és de 5 mA. El següent valor estandarditzat és l'anomenat corrent d'alliberament, igual a 10 mA. Quan un flux d'aquesta força travessa el cos humà, es produeix una contracció muscular espontània. Un corrent elèctric de 30 mA ja pot provocar paràlisi respiratòria.Els processos irreversibles associats a l'hemorràgia i les arítmies cardíaques comencen al cos humà després que un corrent de 50 mA flueixi pel cos. La sortida letal és possible quan s'exposa a un corrent de 100 mA. És obvi que una persona ja hauria d'estar protegida d'un corrent igual a 10 mA.

Així, la resposta oportuna de l'automatització a un corrent de menys de 500 mA protegeix l'objecte del foc, i a un corrent de menys de 10 mA, protegeix una persona de les conseqüències de tocar accidentalment les parts actives.

També se sap que podeu subjectar amb seguretat la part que porta corrent, que està sota una tensió de 220 V, durant 0,17 s. Si la part activa s'activa a 380 V, el temps de contacte segur es redueix a 0,08 s.

El problema és que un corrent tan petit, i fins i tot durant un temps insignificant, no és capaç d'arreglar (i, per descomptat, desactivar) els dispositius de protecció convencionals.

Per tant, aquesta solució tècnica va néixer com un nucli ferromagnètic amb tres bobinatges: — "alimentació de corrent", "conductor de corrent", "control". El corrent corresponent a la tensió de fase aplicada a la càrrega i el corrent que flueix de la càrrega al conductor neutre indueixen fluxos magnètics de signes oposats al nucli. Si no hi ha fuites a la càrrega i a la part protegida del cablejat, el flux total serà zero. En cas contrari (tacte, fallada d'aïllament, etc.), la suma dels dos corrents es converteix en diferent de zero.

El flux que sorgeix al nucli indueix una força electromotriu a la bobina de control. Un relé està connectat a la bobina de control mitjançant un dispositiu de filtrat de precisió per a qualsevol interferència. Sota la influència de l'EMF que es produeix a la bobina de control, el relé trenca els circuits de fase i neutre.

En molts països, l'ús de RCD en instal·lacions elèctriques està regulat per normes i estàndards.Per exemple, a la Federació Russa, adoptat el 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95, etc. Segons GOST R 50669-94, el RCD s'instal·la sense problemes a la xarxa d'alimentació d'edificis mòbils fets de metall o amb un marc metàl·lic per al comerç al carrer i els serveis domèstics. En els darrers anys, les administracions de les grans ciutats, d'acord amb les normes i recomanacions estatals de Glavgosenergonadzor, van prendre decisions per equipar el parc d'edificis residencials i públics amb aquests dispositius (a Moscou - Ordre del Govern de Moscou núm. 868 -RP). amb data 20.05.94).

UZO són ​​diferents... Trifàsic i monofàsic...

Però la divisió de RCD en subclasses no acaba aquí...

Actualment, hi ha 2 categories radicalment diferents de RCD al mercat rus.

1. Electromecànic (independent de la xarxa elèctrica)

2. Electrònic (depèn de la xarxa)

Considerem el principi d'acció de cadascuna de les categories per separat:

RCD electromecànics

Els fundadors de RCD són electromecànics. Es basa en el principi de la mecànica de precisió, és a dir. Mirant dins d'aquest RCD, no veureu comparadors d'amplificadors operacionals, lògica i similars.

Consta de diversos components principals:

1) L'anomenat transformador de corrent de seqüència zero, el seu propòsit és fer un seguiment del corrent de fuga i transmetre-lo amb un cert Ktr al bobinatge secundari (I 2), I ut = I 2 * Ktr (una fórmula molt idealitzada, però reflectint l'essència del procés).

2) Un element magnetoelèctric sensible (bloquejable, és a dir, quan s'activa sense intervenció externa, no pot tornar al seu estat inicial, un bloqueig), fa el paper d'element llindar.

3) Relé: proporciona un dispar si el bloqueig està activat.

Aquest tipus de RCD requereix una mecànica altament precisa per a l'element magnetoelèctric sensible.Actualment, només unes poques empreses mundials venen RCD electromecànics. El seu preu és molt superior al preu dels RCD electrònics.

Per què s'han generalitzat els RCD electromecànics a la majoria de països del món? Tot és molt senzill: aquest tipus de RCD funcionarà si es detecta un corrent de fuga a qualsevol nivell de tensió de la xarxa.

Per què aquest factor (independentment del nivell de tensió de la xarxa) és tan important?

Això es deu al fet que quan utilitzem un RCD electromecànic en funcionament (revisat), garantim el 100% del temps que el relé es dispararà i l'alimentació del consumidor es tallarà en conseqüència.

En els RCD electrònics, aquest paràmetre també és gran, però no és igual al 100% (com es mostrarà a continuació, això es deu al fet que a un cert nivell de tensió de xarxa, el circuit RCD electrònic no funcionarà) i en el nostre cada percentatge és una possible vida humana (ja sigui una amenaça directa per a la vida humana quan toca els cables, o indirecta, en el cas d'un incendi per cremar l'aïllament).

A la majoria dels països anomenats "desenvolupats", els RCD electromecànics són un estàndard i un dispositiu que és obligatori per a un ús generalitzat. Al nostre país, hi ha una transició gradual cap a l'ús obligatori dels RCD, però en la majoria dels casos l'usuari és no es dóna informació sobre el tipus de RCD, la qual cosa fa que s'utilitzin RCD electrònics barats.

RCD electrònics

Tots els mercats de la construcció estan inundats amb aquests RCD. Els costos dels RCD electrònics són en alguns llocs més baixos que els electromecànics fins a 10 vegades.

El desavantatge d'aquests RCD, com ja s'ha esmentat anteriorment, no és una garantia del 100%, si el RCD està en bones condicions, que s'activarà com a conseqüència de l'aparició de corrent de fuga. L'avantatge és el preu i la disponibilitat.

En principi, el RCD electrònic es construeix de la mateixa manera que l'electromecànic (Fig. 1). La diferència rau en el fet que el lloc de l'element magnetoelèctric sensible el pren un element comparatiu (comparador, díode zener). Perquè aquest esquema funcioni, necessitareu un rectificador, un filtre petit (probablement fins i tot un KREN). Com que el transformador de corrent de seqüència zero és un reducció (desenes de vegades), també es necessita un circuit d'amplificació del senyal, que a més del senyal útil també amplificarà la interferència (o el senyal de desequilibri present amb un corrent de fuga zero) ) . A partir de l'anterior, és obvi que el moment en què s'activa el relé en aquest tipus de RCD està determinat no només pel corrent de fuga, sinó també per la tensió de la xarxa.

Si no us podeu permetre un RCD electromecànic, val la pena aconseguir un RCD electrònic perquè funciona en la majoria dels casos.

També hi ha casos en què no té sentit comprar un RCD electromecànic car. Un d'aquests casos és l'ús d'un estabilitzador o font d'alimentació ininterrompuda (UPS) quan s'alimenta un apartament/casa. En aquest cas, no té sentit prendre un RCD electromecànic.

Observo de seguida que parlo de categories RCD, els seus pros i contres, i no de models concrets. Podeu comprar RCD de baixa qualitat de tipus electromecànics i electrònics. En comprar, demaneu un certificat de conformitat, perquè molts RCD electrònics del nostre mercat no estan certificats.

Transformador de corrent de seqüència zero (TTNP)

En general, es tracta d'un anell de ferrita a través del qual (a l'interior) passen els cables de fase i neutre, juguen el paper del bobinatge primari. El bobinatge secundari s'enrotlla uniformement a la superfície de l'anell.

Perfecte:

Sigui zero el corrent de fuga.Es crea el corrent que circula pel conductor de fase camp magnètic igual en magnitud al camp magnètic creat pel corrent que flueix pel cable neutre i en sentit contrari. Així, el flux total d'acoblament és zero i el corrent induït al bobinatge secundari és zero.

En el moment en què el corrent de fuga flueix pels conductors (zero, fase), es produeix un desequilibri de corrent, com a conseqüència de l'aparició d'un flux de l'acoblament i la inducció d'un corrent proporcional al corrent de fuga al bobinatge secundari.

A la pràctica, hi ha un corrent de desequilibri que flueix pel bobinatge secundari i està determinat pel transformador utilitzat. El requisit per a TTNP és el següent: el corrent de desequilibri ha de ser significativament menor que el corrent de fuga reduït al bobinatge secundari.

Selecció de RCD

Suposem que heu decidit el tipus de RCD (electromecànic, electrònic). Però, què triar de l'enorme llista de productes que s'ofereixen?

Podeu triar un RCD amb prou precisió mitjançant dos paràmetres:

Corrent nominal i corrent de fuga (corrent de ruptura).

El corrent nominal és el corrent màxim que circularà pel conductor de fase. És fàcil trobar aquest corrent coneixent el consum màxim d'energia. Només heu de dividir el consum d'energia del pitjor cas (potència màxima a Cos mínim (?)) per la tensió de fase. No té sentit col·locar un RCD per a un corrent superior al corrent nominal de la màquina davant del RCD. Idealment, amb un marge, prenem el RCD per a un corrent nominal igual al corrent nominal de la màquina.

Sovint es troben RCD amb corrents nominals de 10,16,25,40 (A).

El corrent de fuga (corrent de disparador) sol ser de 10 mA si el RCD s'instal·la en un apartament / casa per protegir la vida humana, i de 100-300 mA en una empresa per evitar incendis si es cremen els cables.

Hi ha altres paràmetres RCD, però són específics i no són interessants per als usuaris normals.

Sortida

Aquest article cobreix els conceptes bàsics per entendre els principis de RCD, així com els mètodes per construir diferents tipus de dispositius de corrent residual. Els RCD electromecànics i electrònics, per descomptat, tenen dret a existir, perquè tenen els seus avantatges i desavantatges diferents.