UZO — amaç, yapım ilkesi, seçim

Artık akım cihazları (RCD'ler), hem inşaat şirketleri hem de özel tüketiciler tarafından kullanılan en popüler cihazlardan biridir. Ancak doğru seçimden nasıl emin olunur? RCD? Umarım bu makale, farklı modellerle dolu RCD pazarında gezinmenizi kolaylaştırır.

Artık akım cihazı. Temeller

Artık akım cihazları (RCD) veya diğer bir deyişle diferansiyel koruma cihazları, elektrik arızalarında veya bir elektrik tesisatının canlı bölümleriyle temas halinde insanları elektrik çarpmasından korumak, ayrıca yangınları ve yangınları önlemek için tasarlanmıştır. kaçak akımlar ve toprak arızalarından kaynaklanır... Bu işlevler, yalnızca aşırı yüke veya aşırı yüke tepki veren geleneksel devre kesicilerin doğasında yoktur. kısa devre.

Bu cihazlar için yangın söndürücü aranmasının sebebi nedir?

İstatistiklere göre meydana gelen tüm yangınların yaklaşık %40'ının nedeni "elektrik kablolarının kapanması".

Çoğu durumda, "elektrik kablolarında kısa devre" genel ifadesi genellikle eskime veya yalıtım arızası nedeniyle oluşan elektrik kaçaklarını kapsar. Bu durumda kaçak akım 500mA'ya ulaşabilir. Deneysel olarak, tam da böyle bir güçte bir kaçak akım aktığında (ve yarım amper nedir? Böyle bir güçte bir akıma ne termal ne de elektromanyetik salınımın basitçe yanıt vermediği - yalnızca bunun için tasarlanmadıkları için) bulundu. bu) maksimum yarım saat boyunca ıslak talaşta kendiliğinden tutuşurlar. (Ve bu sadece talaş için değil, genel olarak herhangi bir toz için geçerlidir.)

Ve RCD'ler sizi ve beni elektrik çarpmalarından nasıl korur?

Bir kişi canlı bir parçaya dokunursa, vücudundan bir akım akacaktır; bunun değeri, faz voltajının (220 V) tellerin, topraklamanın ve insan vücudunun kendisinin dirençlerinin toplamına bölünme katsayısıdır: İperler = Uf / (Rpr + Rz + Rp ). Bu durumda insan vücudunun direncine kıyasla topraklama ve kablolama dirençleri ihmal edilebilir, ikincisi 1000 ohm'a eşit alınabilir. Dolayısıyla söz konusu akım değeri 0,22 A veya 220 mA olacaktır.

İşgücü koruma ve güvenlik önlemleri hakkındaki normatif ve referans literatürden, akışı zaten insan vücudu tarafından hissedilen minimum akımın 5 mA olduğu bilinmektedir. Bir sonraki standartlaştırılmış değer, 10 mA'ya eşit olan serbest bırakma akımıdır. İnsan vücudundan böyle bir kuvvet akışı geçtiğinde, spontan kas kasılması meydana gelir. 30 mA'lik bir elektrik akımı zaten solunum felcine neden olabilir.İnsan vücudunda 50 mA'lık bir akım vücuttan geçtikten sonra kanama ve kardiyak aritmilerle ilişkili geri dönüşü olmayan süreçler başlar. 100 mA'lık bir akıma maruz kaldığında öldürücü çıkış mümkündür. Bir kişinin zaten 10 mA'ya eşit bir akımdan korunması gerektiği açıktır.

Bu nedenle, otomasyonun 500 mA'dan daha düşük bir akıma zamanında tepki vermesi, nesneyi yangından ve 10 mA'dan daha düşük bir akıma karşı korur - bir kişiyi canlı parçalara yanlışlıkla dokunmanın sonuçlarından korur.

Ayrıca 220 V gerilim altındaki akım taşıyan parçayı 0,17 s süreyle güvenle tutabileceğiniz de bilinmektedir. Aktif kısma 380 V enerji verilirse güvenli dokunma süresi 0,08 s'ye düşer.

Sorun şu ki, bu kadar küçük bir akım ve önemsiz bir kısa süre için bile, geleneksel koruyucu cihazları düzeltemez (ve tabii ki kapatamaz).

Bu nedenle, üç sargılı bir ferromanyetik çekirdek olarak böyle bir teknik çözüm doğdu: - "akım kaynağı", "akım iletkeni", "kontrol". Yüke uygulanan faz gerilimine karşılık gelen akım ve nötr iletkendeki yükten akan akım, çekirdekte zıt işaretli manyetik akıları indükler. Yükte ve kablo tesisatının korunan kısmında kaçak yoksa toplam akı sıfır olacaktır. Aksi takdirde (dokunma, izolasyon arızası vb.) iki akımın toplamı sıfırdan farklı olur.

Çekirdekte ortaya çıkan akı, kontrol bobininde bir elektromotor kuvveti indükler. Herhangi bir parazit için hassas bir filtreleme cihazı aracılığıyla kontrol bobinine bir röle bağlanır. Kontrol bobininde meydana gelen EMF'nin etkisi altında röle, faz ve nötr devrelerini keser.

Birçok ülkede, elektrik tesisatlarında RCD'lerin kullanımı normlar ve standartlar tarafından düzenlenmektedir.Örneğin, Rusya Federasyonu'nda - 1994-96'da kabul edilen GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95, vb. GOST R 50669-94'e göre, RCD, sokak ticareti ve ev hizmetleri için metalden veya metal çerçeveli mobil binaların güç kaynağı ağına sorunsuz bir şekilde kurulur. Son yıllarda, büyük şehirlerin yönetimleri, Glavgosenergonadzor'un devlet standartlarına ve tavsiyelerine uygun olarak, konut ve kamu binalarının stokunun bu cihazlarla donatılmasına karar verdi (Moskova'da - Moskova Hükümeti Emri No. 868 -RP 20.05.94 tarihli .).

UZO farklı... Üç fazlı ve tek fazlı...

Ancak RCD'nin alt sınıflara bölünmesi burada bitmiyor...

Şu anda, Rusya pazarında radikal olarak farklı 2 RCD kategorisi var.

1. Elektromekanik (şebekeden bağımsız)

2. Elektronik (şebekeye bağlıdır)

Her bir kategorinin eylem ilkesini ayrı ayrı ele alalım:

Elektromekanik RCD'ler

RCD kurucuları elektromekaniktir. Hassas mekanik ilkesine dayanmaktadır, yani. böyle bir RCD'nin içine baktığınızda, op amp karşılaştırıcılarını, mantığı ve benzerlerini göremezsiniz.

Birkaç ana bileşenden oluşur:

1) Sözde sıfır bileşen akım trafosu, amacı kaçak akımı izlemek ve belirli bir Ktr ile sekonder sargıya iletmektir (I 2), I ut = I 2 * Ktr (çok idealize edilmiş bir formül, ancak sürecin özünü yansıtır).

2) Hassas bir manyetoelektrik eleman (kilitlenebilir, yani harici müdahale olmadan tetiklendiğinde, ilk durumuna - bir kilit) geri dönemez - eşik elemanı rolünü oynar.

3) Röle - Kilit devrede ise açmayı sağlar.

Bu tür bir RCD, hassas manyetoelektrik eleman için oldukça hassas mekanik gerektirir.Şu anda, yalnızca birkaç küresel şirket elektromekanik RCD satmaktadır. Fiyatları, elektronik RCD'lerin fiyatından çok daha yüksektir.

Elektromekanik RCD'ler neden dünyanın çoğu ülkesinde yaygınlaştı? Her şey çok basit - bu tür bir RCD, ağdaki herhangi bir voltaj seviyesinde bir kaçak akım tespit edilirse çalışacaktır.

Bu faktör (şebeke voltajı seviyesinden bağımsız olarak) neden bu kadar önemlidir?

Bunun nedeni, çalışan (servis verilmiş) bir elektromekanik RCD kullandığımızda, rölenin tetikleneceği ve buna göre tüketicinin gücünün kesileceği zamanın %100'ünü garanti etmemizdir.

Elektronik RCD'lerde, bu parametre de büyüktür, ancak% 100'e eşit değildir (aşağıda gösterileceği gibi, bunun nedeni, belirli bir ağ voltajı seviyesinde elektronik RCD devresinin çalışmamasıdır) ve her bir yüzdemizde olası bir insan yaşamı vardır (kablolara temas ettiğinde doğrudan insan yaşamına yönelik bir tehdit veya yalıtımın yanmasından kaynaklanan bir yangın durumunda dolaylı).

Sözde "gelişmiş" ülkelerin çoğunda elektromekanik RCD'ler bir standarttır ve yaygın kullanım için zorunlu olan bir cihazdır.Ülkemizde RCD'lerin zorunlu kullanımına kademeli bir geçiş vardır, ancak çoğu durumda kullanıcı ucuz elektronik RCD'lerin kullanımına yol açan RCD türü hakkında bilgi verilmemiştir.

Elektronik RCD'ler

Her inşaat piyasası bu tür RCD'lerle dolup taşar. Elektronik RCD'lerin maliyeti bazı yerlerde elektromekanik olanlardan 10 kata kadar daha düşüktür.

Bu tür RCD'lerin dezavantajı, yukarıda belirtildiği gibi, RCD iyi durumdaysa, kaçak akımın meydana gelmesi sonucunda tetikleneceğinin %100 garantisi değildir. Avantaj, ucuzluk ve bulunabilirliktir.

Prensip olarak, elektronik RCD, elektromekanik olanla aynı şekilde yapılmıştır (Şekil 1). Aradaki fark, hassas manyetoelektrik elemanın yerini karşılaştırmalı bir elemanın (karşılaştırıcı, zener diyot) alması gerçeğinde yatmaktadır. Böyle bir planın çalışması için bir doğrultucuya, küçük bir filtreye (muhtemelen bir KREN bile) ihtiyacınız olacak. Sıfır bileşen akım trafosu bir adım aşağı (onlarca kez) olduğu için, yararlı sinyale ek olarak paraziti (veya sıfır kaçak akımda mevcut dengesizlik sinyalini) yükseltecek olan bir sinyal amplifikasyon devresine de ihtiyaç vardır. . Yukarıdan da anlaşılacağı gibi, bu tip RCD'lerde rölenin tetiklendiği an sadece kaçak akım tarafından değil, aynı zamanda şebeke voltajı tarafından da belirlenir.

Elektromekanik bir RCD'ye paranız yetmiyorsa, çoğu durumda işe yaradığı için yine de bir elektronik RCD almaya değer.

Pahalı bir elektromekanik RCD almanın anlamsız olduğu durumlar da vardır. Bu durumlardan biri, bir daireye / eve güç verilirken bir dengeleyici veya kesintisiz güç kaynağı (UPS) kullanılmasıdır. Bu durumda, elektromekanik bir RCD almanın bir anlamı yoktur.

Belirli modellerden değil, RCD kategorilerinden, artılarından ve eksilerinden bahsettiğimi hemen not ediyorum. Düşük kaliteli elektromekanik ve elektronik tip RCD'ler satın alabilirsiniz. Satın alırken bir uygunluk belgesi isteyin, çünkü pazarımızdaki birçok elektronik RCD sertifikalı değildir.

Sıfır Bileşen Akım Trafosu (TTNP)

Genellikle bu, faz ve nötr tellerin (içeriden) geçtiği bir ferrit halkadır, birincil sargının rolünü oynarlar. İkincil sargı, halkanın yüzeyine düzgün bir şekilde sarılır.

Mükemmel:

Kaçak akım sıfır olsun.Faz iletkeninden geçen akım oluşturur manyetik alan nötr telden akan akımın yarattığı manyetik alana eşit ve zıt yönlüdür. Böylece toplam kuplaj akısı sıfırdır ve ikincil sargıda indüklenen akım sıfırdır.

Kaçak akımın iletkenlerden (sıfır, faz) geçtiği anda, kuplajdan bir akı oluşması ve ikincil sargıya kaçak akımla orantılı bir akımın indüklenmesi sonucunda bir akım dengesizliği oluşur.

Pratikte sekonder sargıdan geçen ve kullanılan trafo tarafından belirlenen bir dengesizlik akımı vardır. TTNP için gereklilik şu şekildedir: dengesizlik akımı, sekonder sargıya indirgenen kaçak akımdan önemli ölçüde daha az olmalıdır.

RCD'lerin seçimi

RCD tipine (elektromekanik, elektronik) karar verdiğinizi varsayalım. Ancak sunulan geniş ürün listesinden ne seçilir?

İki parametre kullanarak yeterli doğrulukta bir RCD seçebilirsiniz:

Nominal akım ve kaçak akım (kesme akımı).

Nominal akım, faz iletkeninden akacak maksimum akımdır. Maksimum güç tüketimini bilerek bu akımı bulmak kolaydır. En kötü durumdaki güç tüketimini (minimum Cos'ta (?) maksimum güç) faz voltajına bölün. RCD'nin önüne makinenin anma akımından daha büyük bir akım için bir RCD yerleştirmenin bir anlamı yoktur. İdeal olarak, bir marjla, makinenin anma akımına eşit bir anma akımı için RCD'yi alırız.

Anma akımları 10,16,25,40 (A) olan RCD'ler sıklıkla bulunur.

Kaçak akım (tetikleme akımı), insan hayatını korumak için bir apartmana / eve RCD takılırsa genellikle 10 mA, bir işletmede yangınları önlemek için teller yanarsa 100-300 mA'dır.

Başka RCD parametreleri de vardır, ancak bunlar özeldir ve sıradan kullanıcılar için ilgi çekici değildir.

çıkış

Bu makale, RCD ilkelerini anlamanın temellerini ve farklı türde artık akım cihazları oluşturma yöntemlerini kapsar. Elektromekanik ve elektronik RCD'ler elbette var olma hakkına sahiptir, çünkü kendi avantajları ve dezavantajları vardır.