UZO — 目的、構建原則、選擇

剩餘電流裝置 (RCD) 是建築公司和私人消費者最常用的裝置之一。但是如何確保正確的選擇 漏電保護器？我希望本文能讓您更輕鬆地駕馭充斥著不同型號的 RCD 市場。

剩餘電流裝置。基礎

剩餘電流裝置 (RCD)，或者換句話說，差動保護裝置，旨在保護人們在發生電氣故障或接觸電氣裝置的帶電部件時免受電擊，以及防止火災和火災，由漏電流和接地故障引起...這些功能不是傳統斷路器所固有的，它們僅對過載或 短路.

為這些設備尋求滅火器的原因是什麼？

據統計，在所有發生的火災中，約有40%的原因是“電線閉合”。

在許多情況下，通用短語“電線短路”通常涵蓋由於老化或絕緣故障而發生的漏電。在這種情況下，洩漏電流可以達到 500mA。實驗發現，當這種強度的洩漏電流流動時（半安培是多少？對於這種強度的電流，熱釋放和電磁釋放都根本沒有響應 - 只是因為它們不是設計用於這）通過濕木屑最多半小時，它們會自燃。 （這不僅適用於鋸末，而且適用於一般的任何灰塵。）

RCD 如何保護您和我免受電擊？

如果人接觸到帶電部分，電流就會流過他的身體，其值是相電壓（220V）除以電線、接地和人體自身電阻之和的分壓係數： Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp )。在這種情況下，接地和佈線電阻與人體電阻相比可以忽略不計，後者可以視為等於 1000 歐姆。因此，所討論的電流值為 0.22 A 或 220 mA。

從有關勞動保護和安全措施的規範和參考文獻可知，人體已經感受到的最小電流為5毫安。下一個標準化值是所謂的釋放電流，等於 10 mA。當這種力流通過人體時，會發生自發的肌肉收縮。 30 mA 的電流已經可以導致呼吸麻痺。在 50 mA 的電流流過人體後，與出血和心律失常相關的不可逆過程就會在人體中開始。暴露於 100 mA 電流時可能產生致命輸出。很明顯，一個人應該已經受到保護，免受等於 10 mA 的電流的傷害。

因此，自動化系統對小於 500 mA 的電流的及時響應可以保護物體免受火災，而對小於 10 mA 的電流的及時響應則可以保護人員免受意外接觸帶電部件的後果。

眾所周知，您可以安全地保持處於 220 V 電壓下的載流部件 0.17 秒。如果有源部件在 380 V 下通電，則安全接觸時間會減少到 0.08 秒。

問題在於，如此小的電流，即使是在可忽略不計的短時間內，也無法修復（當然也無法關閉）傳統保護裝置。

因此，這樣的技術解決方案誕生為具有三個繞組的鐵磁芯：—“電流供應”、“電流導體”、“控制”。與施加到負載的相電壓相對應的電流和從負載流出的中性導體中的電流在鐵芯中感應出符號相反的磁通量。如果負載和線路的受保護部分沒有洩漏，則總通量將為零。否則（觸摸、絕緣故障等），兩個電流之和變為非零。

鐵芯中產生的磁通在控制線圈中感應出電動勢。繼電器通過精密濾除任何干擾的裝置連接到控制線圈。在控制線圈中出現的 EMF 的影響下，繼電器斷開相位和中性電路。

在許多國家/地區，RCD 在電氣裝置中的使用受規範和標準的約束。例如，在俄羅斯聯邦——1994-96 年採用的 GOST R 50571.3-94、GOST R 50807-95 等。根據 GOST R 50669-94，RCD 安裝在由金屬製成或帶有金屬框架的移動建築物的供電網絡中沒有問題，用於街道貿易和家庭服務。近年來，大城市的行政部門根據國家標準和 Glavgosenergonadzor 的建議，決定為住宅和公共建築配備這些設備（在莫斯科 - 莫斯科政府令第 868 -RP 號）日期為 20.05.94 .)。

UZO不一樣...三相與單相...

但 RCD 的子類劃分並沒有就此結束......

目前，俄羅斯市場上有兩種截然不同的 RCD。

1.機電式（市電獨立）

2.電子（取決於網絡）

讓我們分別考慮每個類別的作用原理：

機電 RCD

RCD 創始人是機電行業的。它基於精密機械原理，即查看此類 RCD 的內部，您不會看到運算放大器比較器、邏輯等。

它由幾個主要組件組成：

1）所謂零序電流互感器，其目的是跟踪漏電流並以一定的Ktr傳送到次級繞組（I 2），I ut = I 2 * Ktr（一個很理想化的公式，但是反映過程的本質）。

2）靈敏的磁電元件（可鎖定，即在沒有外部干預的情況下被觸發時，它不能返回到其初始狀態——鎖定）——起到閾值元件的作用。

3) 繼電器 - 如果鎖已接合則提供跳閘。

這種類型的 RCD 對敏感的磁電元件需要高精度的機械結構。目前，只有少數全球公司銷售機電 RCD。它們的價格遠高於電子 RCD 的價格。

為什麼機電式 RCD 在世界上大多數國家都得到普及？一切都非常簡單 - 如果在網絡中的任何電壓水平檢測到洩漏電流，這種類型的 RCD 就會工作。

為什麼這個因素（無論電源電壓水平如何）如此重要？

這是因為當我們使用工作（維修）機電 RCD 時，我們保證 100% 的時間繼電器會跳閘，消費者的電源會相應地被切斷。

在電子RCD中，這個參數也很大，但不等於100%（如下圖，這是因為在一定的網絡電壓下，電子RCD電路將不工作），以及在我們的每一個百分比中，都有一個可能的人命（當它接觸電線時對人的生命構成直接威脅，或者在絕緣材料燃燒引起火災的情況下間接威脅人的生命）。

在大多數所謂的“發達”國家，機電式RCD是一種標準，是一種強制廣泛使用的裝置。在我國，逐漸過渡到強制使用RCD，但在大多數情況下，用戶是沒有提供有關 RCD 類型的信息，這導致使用廉價的電子 RCD。

電子 RCD

每個建築市場都充斥著此類 RCD。電子 RCD 的成本在某些地方比機電 RCD 低 10 倍。

如上所述，這種 RCD 的缺點不是 100% 保證，如果 RCD 處於良好狀態，它會因漏電流的發生而被觸發。優點是便宜和可用性。

原則上，電子 RCD 的構建方式與機電式 RCD 相同（圖 1）。不同之處在於靈敏的磁電元件被比較元件（比較器、齊納二極管）代替。要使這種方案起作用，您需要一個整流器、一個小濾波器（甚至可能是 KREN）。因為零序電流互感器是降壓（幾十倍），那麼還需要一個信號放大電路，它除了有用信號外，還要放大干擾（或零漏電流時出現的不平衡信號） .由上可知，此類RCD中繼電器觸發的時刻不僅由漏電流決定，還與市電電壓有關。

如果您買不起機電 RCD，那麼電子 RCD 仍然值得，因為它在大多數情況下都可以工作。

在某些情況下，購買昂貴的機電 RCD 毫無意義。其中一種情況是在為公寓/房屋供電時使用穩定器或不間斷電源 (UPS)。在這種情況下，採用機電式 RCD 是沒有意義的。

我馬上註意到我在談論 RCD 類別及其優缺點，而不是特定模型。您可以購買機電和電子類型的劣質 RCD。購買時要索取合格證，因為我們市場上很多電子RCD是沒有合格證的。

零序電流互感器 (TTNP)

通常這是一個鐵氧體環，相線和中性線穿過（內部），它們起到初級繞組的作用。次級繞組均勻繞製在圓環表面。

完美的：

讓漏電流為零。流過相導體的電流產生 磁場 大小等於流過中性線的電流產生的磁場，方向相反。因此總耦合通量為零，次級繞組中感應的電流為零。

在漏電流流過導體（零，相）的那一刻，由於耦合磁通的出現以及與漏電流成正比的電流感應到次級繞組，因此會出現電流不平衡。

實際上，存在流過次級繞組的不平衡電流，這由所使用的變壓器決定。 TTNP 的要求如下：不平衡電流必須明顯小於減少到次級繞組的漏電流。

RCD的選擇

假設您已經決定了 RCD 的類型（機電式、電子式）。但是從提供的大量產品列表中選擇什麼？

您可以使用兩個參數選擇具有足夠精度的 RCD：

額定電流和漏電流（開斷電流）。

額定電流是流過相導體的最大電流。知道最大功耗就很容易找到這個電流。只需將最壞情況下的功耗（最小 Cos (?) 時的最大功率）除以相電壓即可。對於大於機器額定電流的電流，在 RCD 前面放置 RCD 是沒有意義的。理想情況下，留有餘量，我們採用 RCD 的額定電流等於機器的額定電流。

經常發現額定電流為 10、16、25、40 (A) 的 RCD。

如果 RCD 安裝在公寓/住宅中以保護人身安全，洩漏電流（觸發電流）通常為 10 mA，如果電線被燒毀，則洩漏電流（觸發電流）通常為 100-300mA，以防止火災。

還有其他 RCD 參數，但它們是特定的，普通用戶沒有興趣。

出口

本文涵蓋了解 RCD 原理的基礎知識以及構建不同類型剩餘電流裝置的方法。機電式和電子式RCD當然有存在的權利，因為它們各有各的優缺點。