UZO - מטרה, עקרון הבנייה, בחירה

התקני זרם שיורית (RCD) הם אחד המכשירים הפופולריים ביותר המשמשים הן תאגידי בניין והן צרכנים פרטיים. אבל איך לוודא את הבחירה הנכונה RCD? אני מקווה שמאמר זה יקל עליך לנווט בשוק RCD רווי דגמים שונים.

מכשיר זרם שייר. הבסיס

התקני זרם שייר (RCD) או, במילים אחרות, התקני הגנה דיפרנציאליים, נועדו להגן על אנשים מפני התחשמלות במקרה של תקלות חשמליות או במגע עם חלקים חיים של מתקן חשמלי, כמו גם למנוע שריפות ושריפות. נגרמת על ידי זרמי דליפה ותקלות הארקה... פונקציות אלו אינן טבועות במפסקים קונבנציונליים אשר מגיבים רק לעומס יתר או קצר.

מהי הסיבה לחיפוש מטפים למכשירים אלו?

לפי הסטטיסטיקה, הסיבה לכ-40% מכלל השריפות המתרחשות היא "סגירת חוטי חשמל".

במקרים רבים, הביטוי הכללי "קצר חשמלי בחוטי חשמל" מכסה פעמים רבות נזילות חשמליות המתרחשות עקב הזדקנות או כשל בידוד. במקרה זה, זרם הדליפה יכול להגיע ל-500mA. נמצא בניסוי שכאשר זורם זרם דליפה בעוצמה כזו בדיוק (ומה זה חצי אמפר? לא שחרור תרמי ולא אלקטרומגנטי לזרם בעוצמה כזו פשוט לא מגיב - רק מהסיבה שהם לא מיועדים עבור זה) למשך חצי שעה לכל היותר דרך נסורת רטובה, הם מתלקחים באופן ספונטני. (וזה חל לא רק על נסורת, אלא על כל אבק באופן כללי).

ואיך כונני RCD מגנים עליך ועליי מפני מכות חשמל?

אם אדם נוגע בחלק חי, יזרום בגופו זרם, שערכו הוא מקדם החלוקה של מתח הפאזה (220 וולט) בסכום ההתנגדויות של החוטים, הארקה וגוף האדם עצמו: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp ). במקרה זה, ניתן להזניח את התנגדות הארקה והחיווט בהשוואה להתנגדות של גוף האדם, ניתן לקחת את האחרון כשווה ל-1000 אוהם. לכן, הערך הנוכחי המדובר יהיה 0.22 A או 220 mA.

מהספרות הנורמטיבית וההתייחסותית על אמצעי הגנת העבודה ובטיחות, ידוע כי הזרם המינימלי, שזרימתו כבר מורגשת על ידי גוף האדם, הוא 5 mA. הערך המתוקנן הבא הוא מה שנקרא זרם השחרור, שווה ל-10 mA. כאשר זרימה של כוח כזה עוברת דרך גוף האדם, מתרחשת התכווצות שרירים ספונטנית. זרם חשמלי של 30 mA כבר יכול לגרום לשיתוק נשימתי.תהליכים בלתי הפיכים הקשורים לדימום ולהפרעות קצב לב מתחילים בגוף האדם לאחר שזרם של 50 mA זורם בגוף. פלט קטלני אפשרי כאשר הוא חשוף לזרם של 100 mA. ברור שאדם כבר צריך להיות מוגן מזרם השווה ל-10 mA.

אז התגובה בזמן של האוטומציה לזרם של פחות מ-500 mA מגנה על האובייקט מפני אש, ולזרם של פחות מ-10 mA - מגנה על אדם מההשלכות של נגיעה בטעות בחלקים חיים.

זה גם ידוע שאתה יכול להחזיק בבטחה את החלק נושא הזרם, שנמצא מתחת למתח של 220 וולט, למשך 0.17 שניות. אם החלק הפעיל מופעל ב-380 וולט, זמן המגע הבטוח מצטמצם ל-0.08 שניות.

הבעיה היא שזרם כה קטן, ואפילו לזמן קצר זניח, אינו מסוגל לתקן (וכמובן, לכבות) אמצעי מיגון קונבנציונליים.

לכן, פתרון טכני כזה נולד כליבה פרומגנטית עם שלוש פיתולים: - "אספקת זרם", "מוליך זרם", "שליטה". הזרם המתאים למתח הפאזה המופעל על העומס והזרם הזורם מהעומס במוליך הנייטרלי גורמים לשטפים מגנטיים של סימנים מנוגדים בליבה. אם אין דליפות בעומס ובחלק המוגן של החיווט, השטף הכולל יהיה אפס. אחרת (מגע, כשל בידוד וכו'), סכום שני הזרמים הופך ללא אפס.

השטף הנוצר בליבה גורם לכוח אלקטרו-מוטיבי בסליל הבקרה. ממסר מחובר לסליל הבקרה באמצעות מכשיר סינון מדויק לכל הפרעה. בהשפעת ה-EMF המתרחש בסליל הבקרה, הממסר שובר את המעגלים הפאזיים והנייטרליים.

במדינות רבות, השימוש ב- RCD במתקנים חשמליים מוסדר על ידי נורמות ותקנים.לדוגמה, בפדרציה הרוסית - אומצה בשנים 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95 וכו '. על פי GOST R 50669-94, ה-RCD מותקן ללא בעיות ברשת אספקת החשמל של מבנים ניידים העשויים ממתכת או עם מסגרת מתכת למסחר ברחוב ולשירותי משק בית. בשנים האחרונות, המינהלים של ערים גדולות, בהתאם לתקנים והמלצות המדינה של גלבגוזנרגונדזור, קיבלו החלטות לצייד את מלאי מבני המגורים והציבור במכשירים אלה (במוסקווה - צו ממשלת מוסקבה מס' 868 -RP מיום 20.05.94).

UZO שונים... תלת פאזי וחד פאזי...

אבל החלוקה של RCD לתת-מחלקות לא מסתיימת בזה...

נכון לעכשיו, ישנן 2 קטגוריות שונות בתכלית של RCDs בשוק הרוסי.

1. אלקטרומכני (בלתי תלוי ברשת)

2. אלקטרוני (תלוי ברשת)

הבה נבחן את עקרון הפעולה של כל אחת מהקטגוריות בנפרד:

RCDs אלקטרומכניים

מייסדי RCD הם אלקטרומכניים. הוא מבוסס על העיקרון של מכניקה מדויקת, כלומר. אם תסתכל בתוך RCD כזה, לא תראה משווים בין מגבר הפעלה, לוגיקה וכדומה.

הוא מורכב ממספר מרכיבים עיקריים:

1) שנאי זרם ברצף אפס, מטרתו לעקוב אחר זרם הזליגה ולשדר אותו עם Ktr מסוים לפיתול המשנית (I 2), I ut = I 2 * Ktr (נוסחה מאוד אידאלית, אבל המשקף את מהות התהליך).

2) אלמנט מגנו-אלקטרי רגיש (ניתן לנעילה, כלומר כשהוא מופעל ללא התערבות חיצונית, הוא לא יכול לחזור למצבו ההתחלתי - נעילה) - ממלא את התפקיד של אלמנט סף.

3) ממסר - מספק מעידה אם המנעול מופעל.

סוג זה של RCD דורש מכניקה מדויקת ביותר עבור האלמנט המגנו-אלקטרי הרגיש.נכון לעכשיו, רק חברות גלובליות בודדות מוכרות RCDs אלקטרומכניים. המחיר שלהם גבוה בהרבה מהמחיר של RCDs אלקטרוניים.

מדוע נפוצו RCDs אלקטרומכניים ברוב מדינות העולם? הכל מאוד פשוט - סוג זה של RCD יעבוד אם מתגלה זרם דליפה בכל רמת מתח ברשת.

מדוע הגורם הזה (ללא קשר לרמת המתח ברשת) כל כך חשוב?

זאת בשל העובדה שכאשר אנו משתמשים ב-RCD אלקטרומכני תקין (מטופל), אנו מבטיחים ב-100% מהזמן שהממסר יפעל והחשמל של הצרכן ינותק בהתאם.

ב- RCDs אלקטרוניים, גם פרמטר זה גדול, אך הוא אינו שווה ל- 100% (כפי שיוצג להלן, זה נובע מהעובדה שברמה מסוימת של מתח רשת, מעגל RCD האלקטרוני לא יפעל), וכן אצלנו כל אחוז הוא חיי אדם אפשריים (או איום ישיר על חיי אדם כאשר הוא נוגע בחוטים, או עקיף, במקרה של שריפה משריפת הבידוד).

ברוב המדינות המכונה "המפותחות" רכיבי RCD אלקטרומכניים הם תקן ומכשיר חובה לשימוש נרחב, בארצנו יש מעבר הדרגתי לשימוש חובה ב- RCD, אך ברוב המקרים המשתמש הוא לא ניתן מידע על סוג של RCD, מה שמוביל לשימוש של RCDs אלקטרוניים זולים.

RCDs אלקטרוניים

כל שוק בנייה מוצף ב-RCDs כאלה. העלויות של RCDs אלקטרוניים נמוכות במקומות מסוימים מאשר עבור אלקטרומכאניים עד פי 10.

החיסרון של RCDs כאלה, כפי שכבר צוין לעיל, אינו ערובה של 100%, אם RCD במצב טוב, שהוא יופעל כתוצאה מהתרחשות של זרם דליפה. היתרון הוא בזול וזמינות.

באופן עקרוני, ה-RCD האלקטרוני בנוי באותו אופן כמו האלקטרומכני (איור 1). ההבדל טמון בעובדה שאת מקומו של האלמנט המגנו-אלקטרי הרגיש תופס אלמנט השוואתי (השוואה, דיודת זנר). כדי שתוכנית כזו תעבוד, תצטרך מיישר, מסנן קטן (כנראה אפילו KREN). מכיוון ששנאי הזרם ברצף אפס הוא צעד למטה (עשרות פעמים), אז יש צורך גם במעגל הגברת אותות, שבנוסף לאות השימושי גם יגביר את ההפרעות (או את אות חוסר האיזון הקיים בזרם דליפה אפס) ) . ברור מהאמור לעיל שהרגע שבו הממסר מופעל בסוג זה של RCD נקבע לא רק על ידי זרם הדליפה, אלא גם על ידי מתח הרשת.

אם אתה לא יכול להרשות לעצמך RCD אלקטרומכני, אז זה עדיין שווה לקנות RCD אלקטרוני כי זה עובד ברוב המקרים.

ישנם גם מקרים שבהם זה לא הגיוני לקנות RCD אלקטרומכני יקר. אחד מהמקרים הללו הוא שימוש במייצב או אל-פסק (UPS) בעת הפעלת דירה/בית. במקרה זה, אין זה הגיוני לקחת RCD אלקטרומכני.

אני מציין מיד שאני מדבר על קטגוריות RCD, היתרונות והחסרונות שלהן, ולא על דגמים ספציפיים. אתה יכול לקנות RCDs באיכות נמוכה מסוגים אלקטרומכניים ואלקטרוניים. בעת הקנייה, בקש תעודת התאמה, כי RCDs אלקטרוניים רבים בשוק שלנו אינם מאושרים.

שנאי זרם ברצף אפס (TTNP)

בדרך כלל זוהי טבעת פריט שדרכה (בתוך) חוטי הפאזה והנייטרליים עוברים, הם ממלאים את התפקיד של הפיתול הראשוני. הפיתול המשני כרוך באופן אחיד על פני הטבעת.

מושלם:

תן לזרם הדליפה להיות אפס.הזרם הזורם דרך מוליך הפאזה יוצר שדה מגנטי שווה בגודלו לשדה המגנטי שנוצר על ידי הזרם הזורם דרך החוט הנייטרלי ובכיוון ההפוך. לפיכך שטף הצימוד הכולל הוא אפס והזרם המושרה בפיתול המשנית הוא אפס.

ברגע שבו זרם הזליגה זורם דרך המוליכים (אפס, פאזה), נוצר חוסר איזון זרם, כתוצאה מהתרחשות של שטף מהצימוד והשראת זרם פרופורציונלי לזרם הזליגה לפיתול המשנית.

בפועל, קיים זרם חוסר איזון שזורם דרך הפיתול המשני ונקבע על ידי השנאי המשמש. הדרישה ל-TTNP היא כדלקמן: זרם חוסר האיזון חייב להיות נמוך משמעותית מזרם הדליפה המופחת לליפוף המשני.

מבחר RCDs

נניח שהחלטת על סוג ה-RCD (אלקטרומכני, אלקטרוני). אבל מה לבחור מתוך הרשימה הענקית של המוצרים המוצעים?

אתה יכול לבחור RCD עם דיוק מספיק באמצעות שני פרמטרים:

זרם מדורג וזרם דליפה (זרם שבירה).

הזרם המדורג הוא הזרם המקסימלי שיזרום דרך מוליך הפאזה. קל למצוא את הזרם הזה בידיעת צריכת החשמל המקסימלית. פשוט חלקו את צריכת החשמל במקרה הגרוע (מקסימום הספק במינימום Cos (?)) במתח הפאזה. אין טעם להציב RCD עבור זרם גדול מהזרם הנקוב של המכונה מול RCD. באופן אידיאלי, עם מרווח, אנו לוקחים את RCD עבור זרם נקוב השווה לזרם המדורג של המכונה.

לעתים קרובות נמצא RCDs עם זרמים מדורגים של 10,16,25,40 (A).

זרם הדליפה (זרם טריגר) הוא בדרך כלל 10 mA אם ה-RCD מותקן בדירה/בית כדי להגן על חיי אדם, ו-100-300mA בארגון כדי למנוע שריפות אם החוטים נשרפו.

ישנם פרמטרים אחרים של RCD, אבל הם ספציפיים ולא מעניינים למשתמשים רגילים.

יְצִיאָה

מאמר זה מכסה את היסודות של הבנת עקרונות RCD וכן שיטות לבניית סוגים שונים של התקני זרם שיורי. RCDs אלקטרומכניים ואלקטרוניים, כמובן, יש להם את הזכות להתקיים, כי יש להם יתרונות וחסרונות ברורים משלהם.