工作原理及装置RCD(剩余电流装置)
对于许多人来说,现代家庭电网必须具有 RCD 保护已不再是新闻。对于那些仍然对这些保护元素一无所知的人,让我们说这是人类安全的基础。该设备还有助于防止由电线引起的火灾。因此,熟悉这种保护和自动化元素并不是多余的。让我们详细谈谈该设备,它是由什么构成的,RCD的工作原理是什么?
漏电流是如何产生的?
下面我们将考虑 RCD 的用途,但首先,让我们弄清楚什么是电流泄漏?设备的整个操作都与这个概念相关联。
简而言之,电流泄漏被称为从相导体到大地的电流,该路径是不希望的且完全未经授权的路径。这可以是电气设备或家用电器的主体、金属配件或水管、潮湿的抹灰墙。
发生绝缘故障时会出现漏电流,这可能有多种原因:
- 由于使用寿命长而老化;
- 机械损伤;
- 电气设备在过载模式下运行时的热效应。
漏电的危险是,如果电线的绝缘在上述物体(设备本体、水管或抹灰的湿墙)处被破坏,就会出现电位。如果一个人触摸它们,他将充当导体,电流将通过该导体进入地面。这种电流的大小可能会导致最悲惨的后果,甚至包括死亡。
RCD操作视频演示
如何判断您家是否有漏电流?这种现象的第一个迹象将是几乎无法察觉的电效应,即当你触摸某物时,你似乎被轻微触电了。大多数情况下,这种危险现象发生在浴室。为了保证您自己公寓的安全,必须配备保护元件。
RCD 用于此目的(它们被解读为剩余电流装置)或差动机器。
RCD跳闸的依据是什么?
RCD 的工作原理基于测量方法。在输入和输出端,记录流过变压器的电流读数。
如果输入电流读数高于输出,则电路某处存在电流泄漏,保护装置被禁用。如果这些读数相同,则 RCD 不会跳闸。
让我们更详细地解释一下两线制和四线制系统的原理。当相同大小的电流流过相线和中性线时,单相网络中的 RCD 不起作用。对于三相网络,需要中性线中相同的电流读数以及通过相脉的电流之和。在两个版本的网络中,当电流值存在差异时,这表示绝缘击穿。这意味着电流泄漏将通过这个地方,剩余电流装置将工作。
此后,在找到损坏位置之前,无法打开 RCD。
让我们将所有这些 RCD 操作的理论原理转化为实际示例。家用配电盘中安装了一个两极剩余电流装置。输入两芯电缆(相和零)连接到其上部端子。带相位的零连接到下部端子,连接到某种负载,例如,连接到为热水锅炉供电的出口。
锅炉本体的保护接地是通过绕过 RCD 的导线实现的。
如果电网处于正常模式,则电子沿相线进行运动,从输入电缆通过 RCD 到锅炉的加热元件。它们通过 RCD 再次回到地面,但已经沿着中性线移动。
通过设备的电流大小相同,但方向相反(相反)。
假设加热元件的绝缘层损坏。现在通过水的电流将部分在锅炉本体上,然后通过保护接地线进入大地。其余的电流将通过 RCD 沿中性线返回,只是它已经小于输入电流的泄漏电流读数。此差异由 RCD 确定,如果该数字高于跳闸设置,则设备会立即对开路做出反应。
与 RCD 的操作原理相同,如果一个人触摸裸露的导体或家用电器的主体,则其上已出现电势。在这种情况下,人体会出现泄漏电流,设备会立即检测到这一点并通过关闭来停止供电。
重伤不会随之而来,因为 RCD 几乎会立即做出反应。
结构性能
RCD 的设计将帮助我们弄清楚它对电流泄漏的反应。 RCD的主要工作单位是:
- 差动电流互感器。
- 电路断开的机制。
- 电磁继电器。
- 检查节点。
相反的绕组连接到变压器 - 相位和零。当网络在正常模式下运行时,变压器铁芯中的这些导体有助于感应磁通量,这些磁通量彼此具有相反的方向。由于方向相反,总磁通量为零。
RCD 的设备和工作原理在以下视频中清晰可见:
在变压器次级绕组中,连接了一个电磁继电器;在正常操作条件下,它处于静止状态。发生漏电流,画面立即变化。现在,不同的电流值开始通过相线和中性线。因此,变压器铁芯上的磁通量将不再相等(它们的大小和方向都不同)。
次级绕组中会出现电流,当其值达到设定值时,电磁继电器工作。它的连接是与释放机构一起进行的,它会立即反应并断开电路。
通常的电阻用作测试单元(某种负载,其连接已绕过变压器)。使用这种机制,可以模拟泄漏电流并检查设备的可操作状态。这个检查是如何工作的?
RCD 上有一个特殊的按钮“TEST”。其主要目的是将电流从相线提供给测试电阻,然后提供给中性线,绕过变压器。由于电阻的原因,输入端和输出端的电流会有所不同,产生的不平衡会触发关断机制。如果 RCD 在检查期间没有关闭,那么您将不得不放弃其安装。
不同 RCD 制造商的内部设计可能会有所不同,但一般的工作原理保持不变。
所有设备的工作原理都不同。它们是电子和机电类型。电子 RCD 的特点是电路复杂,它们需要额外的电源才能运行。机电设备不需要外部电压。
图上的 RCD 是如何表示的?
对于连接的 RCD,图中有两个普遍接受的符号。
尽管结构复杂,但我们试图使设备的名称尽可能简单。没有多余的东西,只有以下元素:
- 一种差动电流互感器,示意性地描绘为扁平环。
- 极(两个用于单相网络,四个用于三相网络)。
- 开关作用于断开触点。
此外,极点有两种名称:
- 有时它们会绘制成垂直的直线,具体取决于数量(两个或四个)。
- 在其他情况下,出于紧凑的原因,绘制一条垂直直线,并将极数以小斜线的形式应用于其上。
RCD的基本性能特点
为了使设备在正确的时间工作,需要根据其性能特点正确选择并连接。
- 主要参数是额定电流的值。这是该设备在长时间工作期间可以承受的最大电流,同时保持工作状态并保持其保护特性。您会在设备的前面板上找到此数字,它必须对应于标准行中的读数之一 - 6、10、16、25、32、40、63、80、100 A。此 RCD 参数取决于受保护线路的负载和导体的横截面。
RCD 连接图提供了该设备与断路器的联合安装。
记住这一点很重要,因为 RCD 只能防止电流泄漏,机器会在短路和过载模式下对电路断开做出反应。
视频显示如果公寓内没有接地,是否可以连接 RCD:
根据额定电流,必须选择比成对安装的自动装置高一个数量级的RCD。
- 另一个重要参数是额定剩余电流。这是禁用 RCD 所需的电流泄漏值。差分电流也有一个标准范围,其中的值以毫安为单位归一化 - 6、10、30、100、300、500 mA。但在 RCD 上,此数字以安培表示 - 分别为 0.006、0.01、0.03、0.1、0.3、0.5 A。您还可以在设备外壳上找到此参数。
为了保护 RCD 上的人,需要将漏电流设置为 30 mA,因为更高的值会导致受伤、触电甚至死亡。由于最危险的环境被认为是在潮湿的房间中,因此在保护它们的 RCD 上,选择了 10 mA 的设置。
我们希望通过了解 RCD 的主要用途及其工作原理,您不会忽视这一重要的保护要素,并确保您的生命安全。