Jordfelsbrytare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 november 2021; kontroller kräver 5 redigeringar .

Residual current device (RCD ) [1] , ( engelska  residual current device, RCD ) är en kontaktbrytaranordning utformad för att slå på, leda och stänga av elektriska strömmar under normala driftsförhållanden och öppna kontakter när differentialströmmen når ett förutbestämt värde under fastställda villkor [2] . Som UDT används en strömbrytare styrd av differensström, utan inbyggt överströmsskydd (RCD) och en strömbrytare styrd av differensström, med inbyggt överströmsskydd (RCBO).

Utnämning

RCD:er med en nominell restbrytström som inte överstiger 30 mA är avsedda för ytterligare skydd av en person från elektriska stötar. Den används som en del av skyddet för "automatisk avstängning" [3] .

I AC-system ska ytterligare skydd med hjälp av en RCD tillhandahållas för:

RCD kopplar bort den skyddade kretsen:

Krav för installation och användning av jordfelsbrytare finns i IEC 60364-serien av standarder för elektriska installationer i byggnader.

Hur det fungerar

Huvudkomponenten i RCD är en differentialtransformator, som är utformad för att detektera differentialström. Om differentialströmmen överstiger eller är lika med utlösningsdifferensströmmen öppnas den elektriska kretsen.

Fotografiet visar den inre strukturen hos en av typerna av UDT. Denna UDT är avsedd för installation i ett vajerbrott. Linje- och nollledarna från strömkällan är anslutna till kontakterna (1), RCD:ns huvudkrets är ansluten till kontakterna (2).

När knappen (3) trycks in stängs kontakterna (4) (liksom en annan kontakt gömd bakom noden (5)), och RCD passerar strömmen. Solenoiden (5) håller kontakterna stängda efter att knappen släppts.

Sekundärlindning (6) till vilken jordfelsbrytaren är ansluten. I det normala tillståndet är linjeledarströmmen lika med nollledarströmmen, men dessa strömmar är motsatta i riktning. Således kompenserar strömmarna varandra och det finns ingen EMF i differentialtransformatorns spole .

Jordfelsströmmen leder till en obalans i differentialtransformatorn: mer ström flyter genom den linjära ledaren än genom neutralledaren (en del av strömmen flyter genom människokroppen, det vill säga förbi transformatorn). Differentialströmmen i primärlindningen av en differentialtransformator leder till uppkomsten av en EMF i sekundärlindningen. Denna EMF registreras omedelbart av spårningsanordningen (7), som stänger av strömmen till solenoiden (5). Den avaktiverade solenoiden håller inte längre kontakterna (4) stängda och de öppnas av fjäderkraften.

Enheten är utformad på ett sådant sätt att avstängningen sker på en bråkdel av en sekund, vilket avsevärt minskar svårighetsgraden av konsekvenserna av elektriska stötar.

Testknappen (8) låter dig kontrollera enhetens funktion genom att föra en liten ström genom den orange testsladden (9). Testkabeln passerar genom kärnan i differentialtransformatorn, så strömmen i testkabeln motsvarar en störning i balansen mellan de strömförande ledarna, dvs jordfelsbrytaren ska stängas av när testknappen trycks in. Om jordfelsbrytaren inte stängs av är den defekt och måste bytas ut.

Begränsningar

RCD kommer inte att fungera om en person är spänningssatt, men ingen jordfelsström uppstår, till exempel när de linjära och neutrala ledarna i den skyddade kretsen berörs samtidigt. Det är omöjligt att ge skydd mot sådana beröringar, eftersom det är omöjligt att skilja strömflödet genom människokroppen från det normala strömflödet i lasten. I sådana fall är endast mekaniska skyddsåtgärder ( isolering , icke-ledande höljen, etc.) effektiva, liksom att stänga av den elektriska installationen före service.

RCD, som är funktionellt beroende av nätspänningen, behöver ström, som den får från den skyddade kretsen. Därför är en potentiellt farlig situation när ett avbrott i neutralledaren inträffar ovanför UDT, och den linjära ledaren förblir spänningssatt. I det här fallet kommer RCD inte att kunna öppna kretsen, eftersom spänningen i den skyddade kretsen inte är tillräcklig för att fungera. UDT, funktionellt oberoende av spänning, är fri från den angivna nackdelen.

Historik

Det första patentet (tyska patentet nr 552678 daterat 04/08/28) för UDT erhölls 1928 av det tyska företaget RWE (Rheinisch - Westfälisches Elektrizitätswerk AG). Det första arbetsprovet av skyddsanordningen tillverkades av samma företag 1937. En liten differentialtransformator användes som sensor, och ett polariserat relä med en känslighet på 0,01 ampere och en hastighet på 0,1 s fungerade som manöverelement [4] .

Känsligheten hos prototypanordningen var 80 mA [5]  - ytterligare ökning av känsligheten hämmades av bristen på material med de erforderliga magnetiska egenskaperna. 1958 föreslog Dr. Biglmeier från Österrike en ny kretsdesign för designen av UDT. Nu är sådana UDT:er märkta med bokstaven G. I konstruktionen eliminerades falsklarm från blixturladdningar och känsligheten ökades till 30 mA [5] .

Växelströmmens gränskurvor och strömmens fysiologiska effekt på människokroppen [6] fastställdes genom tester 1940-1950 vid Berkeley University av den amerikanske vetenskapsmannen Charles Dalciel. Under testerna exponerades frivilliga för en elektrisk ström med en känd spänning och ström [4] .

I början av 1970-talet kom de flesta UDT:er i fall av strömbrytare . Sedan början av 1980-talet i USA har de flesta jordfelsbrytare för hushåll redan anslutits till uttag .

I Sovjetunionen började de första experimenten med utformningen av UDT 1964 [7] . Den första seriella UDT för att komplettera ett trefas elektrifierat verktyg tillverkades 1966 av Vyborg-fabriken "Elektroinstrument" på utvecklingen av VNIISMI . Den första hushålls-UDT i Sovjetunionen utvecklades 1974, men gick inte in i serie [8] . Seriell hushålls-UDT har producerats sedan 1988 i betydande mängder (upp till 200 tusen stycken per år). En typisk typ av UDT på den tiden är en förlängningssladd med ett uttag på en sladd. Sedan 1982 var all pedagogisk elektrisk utrustning som levererades till skolor obligatorisk utrustad med en UDT, som fick namnet "skola". Serieproduktionen av produkten nådde 60 tusen stycken per år. För industrins och jordbrukets behov producerades skydd IE-9801, IE-9813, UZOSH 10.2 (fortfarande i produktion), RUD-0.5.

För närvarande används UDT:er huvudsakligen för montering i en elpanel på en DIN-skena , och inbyggda UDT:er har ännu inte blivit utbredda.

Klassificering

Som ledning

Efter typ av installation

Efter antal poler

Så långt det är möjligt reglering av brytdifferentialströmmen

Genom motstånd mot impulsspänning

Enligt driftsförhållandena i närvaro av en likströmskomponent

UDT typ AC : UDT, vars funktion tillhandahålls av en differentiell sinusformad växelström antingen genom plötslig applicering eller med en långsam ökning [9] .

Typ A RCD: RCD vars funktion tillhandahålls av både sinusformad växelström och pulserande likdifferensström genom antingen plötslig applicering eller långsam ökning [9] .

Typ B RCD: En RCD som garanterar drift som en typ A-enhet och som dessutom fungerar:

Typ F RCD : En RCD som garanterar drift som en typ A-enhet i enlighet med kraven i IEC 61008-1 och IEC 61009-1 och som dessutom fungerar:

Genom närvaron av en tidsfördröjning (i närvaro av differentialström)

Se även

Anteckningar

  1. ↑ I regulatoriska dokument, tillsammans med termen "restströmsanordning", används den förlegade termen "restströmsanordning"
  2. ↑ GOST IEC 60050-442-2015. International Electrotechnical Dictionary. Del 442. Elektriska tillbehör
  3. ↑ GOST R 50571.3-2009. Elinstallationer med låg spänning. Del 4-41. Säkerhetskrav. Skydd mot elektriska stötar.
  4. ↑ 1 2 Gurevich V. I. Elektriska reläer. Enhet, funktionsprincip och tillämpning. Handbok i elektroteknik. Serien "Komponenter och teknologier". — M.: SOLON-Press, 2011. — S. 341.
  5. ↑ 1 2 Shtepan F. Restströmskontrollerade restströmsenheter . - Prag, 2004. - Från 10.
  6. ↑ Shtepan F. Restströmskontrollerade restströmsenheter . - Prag, 2004. - S. 13-16.
  7. ↑ Utveckling och nuvarande tillstånd för RCD i Sovjetunionen och Ryssland / Yu. Vodyanitsky // Automation och produktion. - 1996. - Nr 3 Arkiverad 1 februari 2014 på Wayback Machine .
  8. ↑ Utveckling och nuvarande tillstånd för RCD i Sovjetunionen och Ryssland / Yu. Vodyanitsky // Automation och produktion. - 1996. - Nr 4 Arkivexemplar daterad 1 februari 2014 på Wayback Machine .
  9. ↑ 1 2 GOST IEC 61008-1-2012. Strömbrytare, drivna av jordfelsbrytare, för hushållsändamål och liknande, utan inbyggt överströmsskydd. Del 1: Allmänna krav och provningsmetoder
  10. ↑ 1 2 GOST IEC 62423-2013. Jordfelsbrytare, typ F och typ B med och utan inbyggt överströmsskydd för hushåll och liknande ändamål

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger