עקרון הפעולה של RCD

הקיצור RCD נוצר מהביטוי "התקן זרם שייר", המגדיר את מטרת המכשיר, המורכבת בהוצאת מתח מהמעגל המחובר אליו במקרה של כשלים בשוגג בבידוד והיווצרות זרמי דליפה דרכם.

עקרון הפעולה

פעולת ה-RCD משתמשת בעקרון של השוואת הזרמים הנכנסים לחלק המבוקרים של המעגל והזרמים היוצאים ממנו בהתבסס על שנאי דיפרנציאלי הממיר את הערכים הראשוניים של כל וקטור לערכים משניים פרופורציונליים לחלוטין בזווית ובכיוון לאיסוף גיאומטרי.

שיטת ההשוואה יכולה להיות מיוצגת על ידי מאזן פשוט או מאזן.

כאשר האיזון נשמר, אז הכל עובד כרגיל, וכאשר הוא מופר, מצב האיכות של המערכת כולה משתנה.

במעגל חד פאזי, משווים וקטור זרם הפאזה המתקרב לאלמנט המדידה והאפס היוצא ממנו. במהלך פעולה רגילה עם בידוד אינטגרלי אמין, הם שווים, מאזנים זה את זה.כאשר מתרחשת תקלה במעגל ומופיע זרם דליפה, אזי האיזון בין הוקטורים הנחשבים מופרע על ידי ערכו, הנמדד על ידי אחד מפיתולי השנאי ומועבר לבלוק הלוגי.

השוואת הזרמים במעגל תלת פאזי מתבצעת על פי אותו עיקרון, רק זרמים משלושת הפאזות עוברים דרך שנאי דיפרנציאלי ונוצר חוסר איזון על סמך השוואתם. בפעולה רגילה, הזרמים של שלושת הפאזות מאוזנים בסיכום גיאומטרי, ובמקרה של כשלי בידוד בכל שלב נוצר בו זרם דליפה. ערכו נקבע על ידי סיכום הוקטורים בשנאי.

דיאגרמת מבנה

הפעולה הפשוטה של ​​התקן זרם שיורי יכולה להיות מיוצגת על ידי בלוקים בתרשים בלוקים.

חוסר האיזון של הזרמים ממכשיר המדידה מופנה לחלק הלוגי, הפועל על עיקרון הממסר:

1. אלקטרומכני;

2. או אלקטרוני.

חשוב להבין את ההבדל בין השניים. מערכות אלקטרוניות פורחות כעת והופכות פופולריות יותר ויותר מסיבות רבות. יש להם פונקציונליות רחבה, יכולות נהדרות, אך דורשים כוח חשמלי כדי להפעיל את האלמנט ההגיוני והביצועי, אשר מסופק על ידי בלוק מיוחד המחובר למעגל הראשי. אם החשמל יוצא מסיבות שונות, אז RCD כזה, ככלל, לא יעבוד. היוצא מן הכלל הוא דגמים אלקטרוניים נדירים המצוידים בפונקציה זו.

ממסרים אלקטרומכניים משתמשים באנרגיה המכנית של קפיץ טעון, שנראה בעצם כמו מלכודת עכברים רגילה. כדי שהממסר יפעל, מספיק כוח מכני מינימלי על המפעיל המופעל.

כאשר העכבר נוגע בפיתוי של מלכודת העכברים המוכנה, זרם הדליפה, שהתרחש במקרה של חוסר איזון בשנאי הדיפרנציאלי, גורם לכונן להפעיל ולחתוך את המתח מהמעגל. לשם כך, לממסר מגעי כוח מובנים בכל שלב ומגע להכנת הבוחן.

לכל סוג של ממסר יש יתרונות וחסרונות מסוימים. עיצובים אלקטרומכניים פועלים בצורה אמינה במשך עשורים רבים והוכיחו את עצמם היטב. הם אינם דורשים ספק כוח חיצוני ודגמים אלקטרוניים תלויים בו לחלוטין.

כיום מקובל בדרך כלל כי האמצעי היעיל ביותר להגנה מפני התחשמלות במתקנים חשמליים עד 1000 וולט הוא התקן זרם שיורי (RCD) עבור זרם הדליפה.

מבלי להתנגד לחשיבותו של אמצעי הגנה זה, רוב המומחים מתווכחים במשך שנים רבות על ערכי הפרמטרים העיקריים של RCD - זרם התקנה, זמן תגובה ואמינות. זה מוסבר על ידי העובדה שהפרמטרים של RCD הם צרים הקשורים למחירו ולתנאי העבודה שלו.

למעשה, ככל שזרם ההגדרה נמוך יותר וזמן התגובה קצר יותר, האמינות של ה-RCD גבוהה יותר, המחיר שלו יקר יותר.

בנוסף, ככל שזרם ההגדרה קטן יותר וזמן ההפעלה של ה-RCD קצר יותר, כך הדרישות לבידוד השטח המוגן מחמירות יותר, שכן אפילו הרעה קלה בתנאי ההפעלה עלולה להוביל לתדירות, ובמקרים מסוימים וארוכה, כיבוי שווא של מתקן החשמל, מה שהופך עבודה רגילה לבלתי אפשרית.

מצד שני, ככל שזרם הגדרת RCD גבוה יותר וככל שזמן התגובה ארוך יותר, כך תכונות ההגנה שלו גרועות יותר.

עיצוב RCD

הפריסה של RCD חד פאזי מוצגת בתמונה למטה.

בו, המתח מופעל על מסופי הקלט, ומעגל מבוקר מחובר למסופי המוצא.

התקן זרם שיורי תלת פאזי נעשה באותו אופן, אך בו נצפים הזרמים של כל השלבים.

האיור המוצג מציג RCD עם ארבעה חוטים, אם כי עיצוב שלושה חוטים זמין מסחרית.

כיצד לבדוק את RCD

אימות פונקציונלי מובנה בכל תבנית עיצוב. לשם כך, נעשה שימוש בבלוק «Tester», שהוא כפתור קפיצי מגע פתוח להתאמה עצמית ונגד מגביל זרם R. הערך שלו נבחר כדי ליצור זרם מינימלי מספיק המדמה באופן מלאכותי דליפה.

כאשר הלחצן "בדיקה" נלחץ, יש לכבות את ה-RCD המשויך לפעולה. אם זה לא קורה, יש לדחות אותו, לבדוק אם יש בו נזקים ולתקן או להחליף אותו בשירות. בדיקת התקן זרם שיורית (RCD) על בסיס חודשי מגבירה את אמינות פעולתו.

אגב, קל לבדוק את יכולת השירות של מבנים אלקטרוניים אלקטרומכניים ואינדיווידואלים בחנות לפני הרכישה. למטרה זו, די, כאשר הממסר מופעל, לספק לזמן קצר זרם במעגל הפאזה או הנייטרלי מהסוללה עם כל קוטביות של החיבור לפי אפשרויות 1 ו-2.

RCD עובד עם ממסר אלקטרומכני יעבוד וברוב המוחלט של המקרים לא ניתן לבדוק מוצרים אלקטרוניים. הם צריכים כוח כדי שההיגיון יעבוד.

כיצד לחבר RCD לעומס

התקני זרם שייר מיועדים לשימוש במעגלי אספקה ​​המשתמשים במערכת TN-S או TN-C-S עם חיבור של אוטובוס ה-PE הנייטרלי המגן בחיווט, שאליו מחוברים הבתים של כל המכשירים החשמליים.

במצב זה, אם הבידוד נשבר, הפוטנציאל העולה על הגוף עובר מיד דרך מוליך ה-PE לאדמה והמשוואה מחשבת את התקלה.

במצב חשמל רגיל, ה-RCD אינו מנתק את העומס, כך שכל המכשירים החשמליים פועלים בצורה אופטימלית. הזרם של כל פאזה משרה את השטף המגנטי שלו F במעגל המגנטי של השנאי. מכיוון שהם שווים בגודלם אך מנוגדים בכיוון, הם מבטלים זה את זה. אין שטף מגנטי נפוץ ואינו יכול לעורר EMF בסליל הממסר.

במקרה של דליפה, הפוטנציאל המסוכן זורם לאדמה דרך אוטובוס ה-PE. בסליל של הממסר, EMF מושרה על ידי חוסר האיזון הנוצר של השטפים המגנטיים (זרמים בשלב ונייטרלי).

התקן זרם שיורי מחשב מיד את התקלה בצורה זו ותוך שבריר שנייה מנתק את המעגל עם מגעי חשמל.

מאפיינים של RCD עם ממסר אלקטרומכני

שימוש באנרגיה המכנית של הקפיץ הטעון יכול במקרים מסוימים להיות יתרון יותר מאשר שימוש בבלוק מיוחד להפעלת המעגל הלוגי. שקול זאת עם דוגמה כאשר האפס של רשת האספקה ​​מופרע והשלב מתרחש.

במצב כזה, הממסרים האלקטרוניים הסטטיים לא יקבלו חשמל ולכן לא יוכלו לפעול. יחד עם זאת, במצב זה, למערכת תלת פאזית יש חוסר איזון פאזה ועלייה במתח.

אם מתרחש כשל בידוד במיקום מוחלש, אז הפוטנציאל יופיע על הדיור ויצא דרך מוליך PE.

ב-RCDs עם ממסר להגנה אלקטרומכנית, הם פועלים כרגיל מהאנרגיה של הקפיץ הטעון.

כיצד פועל RCD במעגל דו-חוטי

היתרונות הבלתי ניתנים לערעור של הגנה מפני זרמי דליפה בציוד חשמלי המיוצר על פי מערכת TN-S באמצעות שימוש ב- RCD הובילו לפופולריות שלהם ולרצונם של בעלי דירות בודדים להתקין RCDs בשני חוטים שאינו מצויד ב- RCD. מנצח PE.

במצב זה, הדיור של המכשיר החשמלי מבודד מהאדמה, הוא אינו מתקשר איתו. אם מתרחש כשל בבידוד, פוטנציאל הפאזה מופיע על המתחם ולא מתנקז ממנו. אדם שנמצא במגע עם אדמה ונוגע בטעות במכשיר מושפע מזרם הדליפה באותו אופן כמו במצב ללא RCD.

עם זאת, במעגל ללא התקן זרם שיורי, הזרם יכול לעבור בגוף במשך זמן רב. כאשר מותקן RCD, הוא יחוש תקלה וחתוך את המתח במהלך ההתקנה תוך שברירי שנייה, ויפחית השפעה מזיקה של זרם ומידת הפגיעה החשמלית.

בדרך זו, ההגנה מקלה על חילוץ של אדם בעת הפעלת מבנים המצוידים בתוכנית TN-C.

אומנים רבים לבית מנסים להתקין RCD בעצמם בבתים ישנים הממתינים לשחזור על מנת לעבור למערכת TN-C-S. במקביל, במקרה הטוב, הם מבצעים לולאת קרקע מתוצרת עצמית או פשוט מחברים את הקופסאות של מכשירי חשמל לרשת המים, סוללות חימום וחלקי ברזל של הקרן.

חיבורים כאלה עלולים ליצור מצבים קריטיים כאשר מתרחשות תקלות ולגרום לנזק חמור. עבודת יצירת לולאת האדמה חייבת להיעשות ביעילות ומבוקרת על ידי מדידות חשמליות. לכן, הם מבוצעים על ידי מומחים מיומנים.

סוגי התקנה

רוב RCDs מיוצרים בעיצוב נייח עבור הרכבה נפוצה של Din-bus במרכזייה. עם זאת, במכירה תוכלו למצוא מבנים ניידים המחוברים לשקע חשמל רגיל, והמכשיר המוגן מופעל על ידם בנוסף. הם עולים קצת יותר.