Принцип работы выключателя утечки на землю (ELCB) и устройства остаточного тока (УЗО)

Принцип работы выключателя утечки на землю (ELCB) и устройства остаточного тока (УЗО)
Принцип работы выключателя утечки на землю (ELCB) и устройства остаточного тока (УЗО)
Anonim

Выключатель утечки на землю (ELCB)

Выключатель утечки на землю (ELCB) - это устройство, используемое для непосредственного обнаружения утечек тока на землю из установки и отключения питания и в основном используется в системах заземления TT.

Принцип работы выключателя утечки на землю (ELCB) и устройства остаточного тока (УЗО)

Существует два типа ELCB:

  1. Выключатель напряжения на выпрямителе (напряжение-ELCB)
  2. Текущий ток утечки тока утечки тока на землю (ток-ELCB).

Voltage-ELCB были впервые введены около шестидесяти лет назад, а Current-ELCB был впервые представлен около сорока лет назад. На протяжении многих лет ELCB с напряжением и управляемый дифференциальным током ELCB назывались ELCB, потому что это было более простое имя для запоминания. Но использование общего названия для двух разных устройств привело к значительной путанице в электротехнической промышленности.

Если для установки использовался неправильный тип, уровень защиты может быть значительно меньше, чем предполагалось.

Чтобы игнорировать эту путаницу, МЭК решила применить термин «Остаточное токовое устройство» (УЗО) для дифференциальных токовых управляемых ЭЛКБ. Остаточный ток относится к любому току, превышающему ток нагрузки.

верхний

Основание напряжения ELCB

  • Напряжение-ELCB - это автоматический выключатель с напряжением. Устройство будет работать, когда ток проходит через ELCB. Напряжение-ELCB содержит катушку реле, которая соединена с металлическим корпусом нагрузки на одном конце и соединена с заземляющим проводом на другом конце.

  • Если напряжение тела Оборудования повышается (путем касания фазы к металлической части или неисправности изоляции оборудования), которая может вызвать разницу между напряжением на массу и нагрузкой, возникает опасность поражения электрическим током. Эта разность потенциалов приведет к выходу электрического тока из металлического тела нагрузки, проходящего через релейный контур и заземление. Когда напряжение на оборудовании металлического корпуса поднялось до уровня опасности, превышающего 50 вольт, ток через релейный контур может перемещать релейный контакт, отключая ток питания, чтобы избежать какого-либо опасного удара током.

  • ELCB обнаруживает токи повреждения от живого на землю (заземления) провода в пределах защищаемой установки. Если на сенсорной катушке ELCB появляется достаточное напряжение, он отключит питание и останется выключенным до сброса вручную. ELCB, чувствительный к напряжению, не воспринимает ток утечки от живого до любого другого заземленного тела.

  • Эти ELCB контролировали напряжение на проводнике заземления и отключили питание, если напряжение заземления было более 50 вольт.
  • Эти устройства больше не используются из-за его недостатков, например, если неисправность находится между живым и заземлением цепи, они будут отключать питание. Однако, если неисправность находится между живым и другим заземлением (например, человеком или металлической водопроводной трубой), они НЕ будут отсоединены, так как напряжение на заземлении цепи не изменится. Даже если неисправность находится между живым и заземлением цепи, параллельные пути заземления, созданные через газовые или водяные трубы, могут привести к обходу ELCB. Большая часть тока повреждения будет протекать через газовые или водопроводные трубы, поскольку единый земной шар неизбежно будет иметь гораздо более высокий импеданс, чем сотни метров металлических сервисных труб, зарытых в землю.
  • Способ идентификации ELCB заключается в поиске проводов зеленого или зеленого и желтого заземления, поступающих в устройство. Они полагаются на напряжение, возвращающееся к отключению через провод заземления во время сбоя, и обеспечивают только ограниченную защиту установки и никакой личной защиты вообще. Вы должны использовать штепсель в 30 мА RCD для любых приборов и удлинителей, которые могут использоваться как минимум как снаружи.

преимущества

  • У ELCB есть одно преимущество перед УЗО: они менее чувствительны к условиям отказа и, следовательно, имеют меньше неприятных срабатываний.

  • В то время как напряжение и ток на линии заземления обычно являются источником тока тока от живого провода, это не всегда так, поэтому возникают ситуации, когда ELCB может повредить поездку.
  • Когда установка имеет два соединения с землей, ближний сильный удар молнии вызовет градиент напряжения в почве, представляя катушку чувствительности ELCB с достаточным напряжением, чтобы вызвать ее отключение.
  • Если заземляющий стержень установки расположен рядом с заземляющим стержнем соседнего здания, высокий ток утечки на землю в другом здании может повысить локальный потенциал заземления и вызвать разницу напряжений на двух землях, снова отключив ELCB.

  • Если накопленные или нагруженные токи, вызванные изделиями с пониженным сопротивлением изоляции из-за устаревшего оборудования, или с нагревательными элементами или дождями, могут привести к снижению сопротивления изоляции из-за слежения за влажностью. Если есть некоторый мА, который равен рейтингу ELCB, чем ELCB, может возникнуть неприятное срабатывание.

  • Если какой-либо из проводов заземления отсоединяется от ELCB, он больше не будет отключен, или установка часто перестанет быть заземленной.
  • Некоторые ELCB не реагируют на выпрямленный ток повреждения. Эта проблема является обычным явлением для ELCB и RCD, но ELCB в среднем намного старше RCB, поэтому у старого ELCB чаще возникает какая-то необычная ошибка тока, на которую он не реагирует.
  • ELCB с напряжением - это требование для второго соединения и возможность того, что любое дополнительное подключение к земле на защищенной системе может отключить детектор.
  • Неприятное срабатывание особенно во время грозы.

Недостатки

  • Они не обнаруживают неисправности, которые не пропускают ток через КПК к заземляющему стержню.
  • Они не позволяют легко разделить единую строительную систему на несколько секций с независимой защитой от сбоев, поскольку в системах заземления обычно используется общий заземляющий стержень.
  • Они могут быть отключены внешними напряжениями от чего-то, связанного с системой заземления, таких как металлические трубы, земля TN-S или нейтральная земля и земля TN-CS.
  • Как электрически негерметичные приборы, такие как некоторые водонагреватели, стиральные машины и плиты, могут привести к отключению ELCB.
  • ELCB вводят дополнительное сопротивление и дополнительную точку отказа в систему заземления.

Можем ли мы предположить, защищена ли наша электрическая система от защиты от земли или нет, только нажав ELCB Test Switch?

  • Проверка работоспособности ELCB проста, и вы можете сделать это легко, нажав кнопку TEST Push Button Switch ELCB. Контрольная кнопка проверяет, работает ли блок ELCB правильно или нет. Можем ли мы предположить, что если ELCB является отключением после нажатия TEST-переключателя ELCB, то ваша система защищена от защиты от замыкания на землю? Тогда вы ошибаетесь.
  • Испытательное устройство, предоставленное на домашнем ELCB, будет только подтверждать работоспособность блока ELCB, но этот тест не подтверждает, что ELCB срабатывает, когда возникает опасность поражения электрическим током. Очень печально, что все это недоразумение оставило многие дома совершенно незащищенными от риска поражения электрическим током.
  • Это подводит нас или тревожит нас, чтобы задуматься о втором базовом требовании защиты от земли. Второе требование для правильной работы домашней системы защиты от ударов - электрическое заземление.
  • Мы можем предположить, что ELCB является мозгом для защиты от ударов и заземлением в качестве основы. Поэтому без функционального заземления (правильное заземление электрической системы) в вашем доме не существует никакой защиты от электрических ударов, даже если вы установили ELCB, и его переключатель TEST показывает правильный результат. Оглядываться на один из ELCB недостаточно. Электрическая система заземления также должна быть в хорошем рабочем состоянии для работы системы защиты от ударов. В дополнение к обычным проверкам, которые должен выполнять квалифицированный электрик, это заземление должно предпочтительно регулярно проверяться домовладельцем с более короткими интервалами и необходимо заливать воду в яму заземления в регулярный промежуток времени, чтобы свести к минимуму сопротивление Земли.

Токовый ELCB (RCB)

  • Текущие ELCB с токовым управлением обычно известны как устройства с остаточным током (RCD). Они также защищают от утечки на землю. Оба проводника (питание и возврат) проходят через измерительную катушку; любой дисбаланс токов означает, что магнитное поле отлично не отменяется. Устройство обнаруживает дисбаланс и отключает контакт.
  • Когда используется термин ELCB, это обычно означает устройство с напряжением. Аналогичные устройства, работающие по току, называются устройствами с остаточным током. Однако некоторые компании используют термин ELCB для различения трехфазных устройств с высокой чувствительностью, которые срабатывают в миллиамперном диапазоне от традиционных трехфазных устройств защиты от замыканий на землю, работающих с гораздо более высокими токами.

  • Типичная схема RCB:

  • Катушка питания, нейтральная катушка и катушка поиска намотаны на общий сердечник трансформатора.
  • На здоровой цепи один и тот же ток проходит через фазовую катушку, нагрузку и обратно обратно через нейтральную катушку. Как фазовая, так и нейтральная катушки наматываются таким образом, что они будут создавать противоположный магнитный поток. При том же токе, проходящем через обе катушки, их магнитный эффект будет отменяться при здоровом состоянии цепи.
  • В ситуации, когда в цепи нагрузки или где-то между цепью нагрузки и выходным соединением схемы RCB возникает ошибка или утечка на землю, ток, возвращающийся через нейтральную катушку, уменьшен. Тогда магнитный поток внутри сердечника трансформатора больше не сбалансирован. Общая сумма противоположного магнитного потока уже не равна нулю. Этот чистый остаточный поток - это то, что мы называем остаточным потоком.
  • Периодически изменяющийся остаточный поток внутри сердечника трансформатора пересекает траекторию с обмоткой поисковой катушки. Это действие создает электродвижущую силу (ЭДС) через поисковую катушку. Электродвижущая сила представляет собой переменное напряжение. Напряженное напряжение в поисковой катушке создает ток внутри проводки цепи отключения. Именно этот ток работает отключающей катушки автоматического выключателя. Так как ток отключения управляется остаточным магнитным потоком (полученным потоком, чистым эффектом между обоими потоками) между фазой и нейтральными катушками, он называется устройством остаточного тока.

  • С автоматическим выключателем, включенным как часть схемы, собранная система называется выключателем остаточного тока (RCCB) или устройством остаточного тока (RCD). Перед тем, как перейти к фазовой катушке, входящий ток должен пройти через автоматический выключатель. Обратный нейтральный путь проходит через второй полюс выключателя. Во время отключения при обнаружении неисправности изолируются как фазное, так и нейтральное соединение.

    • Чувствительность УЗО выражается как номинальный остаточный рабочий ток, отмеченный IΔn. Предпочтительные значения определены МЭК, что позволяет разделить УЗО на три группы в соответствии с их значением IΔn.
    • Высокая чувствительность (HS): 6 - 10-30 мА (для защиты от прямого контакта / защиты от травм)
    • Стандарт IEC 60755 (Общие требования к защитным устройствам с защитой от остаточного тока) определяет три типа УЗО в зависимости от характеристик тока повреждения.
    • Тип AC: УЗО, для которых обеспечивается отключение для остаточных синусоидальных переменных токов

верхний

Чувствительность RCB:

  • Средняя чувствительность (MS): 100-300-500-1000 мА (для противопожарной защиты)
  • Низкая чувствительность (LS): 3- 10-30 A (обычно для защиты машины)

Типы RCB:

Тип A: УЗО, для которых обеспечивается отключение

  • для остаточных синусоидальных переменных токов
  • для остаточных пульсирующих прямых токов
  • Для остаточных пульсирующих прямых токов, наложенных гладким постоянным током 0, 006 А, с или без управления фазовым углом, независимо от полярности.

Тип B: УЗО, для которых обеспечивается отключение

  • как для типа A
  • для остаточных синусоидальных токов до 1000 Гц
  • для остаточных синусоидальных токов, наложенных чистым постоянным током
  • для пульсирующих прямых токов, наложенных чистым постоянным током

  • для остаточных токов, которые могут возникнуть в результате выпрямляющих цепей

    • три соединения с импульсной звездой или шесть импульсных мостовых соединений
    • двух-импульсное мостовое соединение между строками с контролем фазового угла или без него, независимо от полярности
    • Существует две группы устройств:

Время разрыва RCB:

1. G (общее использование) для мгновенных УЗО (т. Е. Без задержки)

  • Минимальное время перерыва: немедленное
  • Максимальное время разрыва: 200 мс для 1x IΔn, 150 мс для 2x IΔn и 40 мс для 5x IΔn

2. S (выборочный) или T (с задержкой) для RCD с короткой задержкой (обычно используется в схемах, содержащих ограничители перенапряжений)

  • Минимальное время разрыва: 130 мс для 1x IΔn, 60 мс для 2x IΔn и 50 мс для 5x IΔn
  • Максимальное время разрыва: 500 мс для 1x IΔn, 200 мс для 2x IΔn и 150 мс для 5x IΔn