Принцип роботи автоматичного вимикача залишкового струму

Аналіз основних принципів

Перш ніж розібратися в основному принципі роботи електрощита, необхідно зрозуміти, що таке ураження електричним струмом. Ураження електричним струмом – це травма, спричинена проходженням електричного струму через тіло людини. Коли людина торкається дроту і утворює струмову петлю, через її тіло протікає струм; коли струм досить великий, його можна відчути і завдати шкоди. При ураженні електричним струмом струм необхідно відключити в найкоротший термін. Наприклад, якщо сила струму, що проходить через людину, становить 50 міліампер, то струм має бути відключений протягом 1 секунди; якщо сила струму 500 міліампер, обмеження часу становить 0,1 секунди.

У місці входу лінії електропередач в будинок, біля лічильника електроенергії, встановлюється пристрій захисного відключення (УЗО), який підключається до вихідної клеми лічильника, тобто зі сторони користувача. Всі побутові електроприлади представлені резистором RL, а опір контактуючої людини – RN.

CT означає «трансформатор струму», який використовується для вимірювання змінного струму за принципом взаємної індуктивності, звідси й назва «трансформатор». По суті це трансформатор. Його первинна обмотка є вхідною лінією змінного струму, при цьому два дроти розглядаються як один і з’єднані паралельно, щоб утворити первинну обмотку. Вторинна котушка з'єднана з котушкою «герконового реле» SH.

 

«Герконове реле» — це, по суті, герконова трубка з котушкою, намотаною навколо неї. Коли котушка знаходиться під напругою, магнітне поле, створене струмом, змушує язичковий електрод всередині герконової трубки зачепити, таким чином з’єднуючи зовнішнє коло. Коли котушку знеструмлено, язичок звільняється, від’єднуючи зовнішнє коло. Якщо коротко, то маленька естафета.

 

Вимикач DZ не є звичайним вимикачем; це пружинний-перемикач. Після того, як людина подолає силу пружини, щоб закрити його, необхідно використовувати спеціальний гачок, щоб утримати його на місці, щоб переконатися, що він залишається у «ввімкненому» стані; інакше він від’єднається, щойно руку відпустять.

Герконовий електрод герконового реле підключений до ланцюга TQ "котушки відключення". Котушка відключення - це котушка електромагніту; коли через нього протікає струм, він створює силу тяжіння. Цієї сили тяжіння достатньо, щоб звільнити вищезгаданий гачок, що призведе до негайного відключення DZ. Оскільки DZ з’єднаний послідовно з проводом під напругою основної лінії електроживлення користувача, відключення відключає живлення, рятуючи людину від ураження електричним струмом.

 

Однак, щоб пристрій захисного відключення (УЗО) захищав людей, він повинен спочатку «зафіксувати» ураження електричним струмом. Отже, як УЗО дізнається, що когось вдарило струмом? Як показано на схемі, якщо немає ураження електричним струмом, струм у двох проводах від джерела живлення завжди буде однакової величини, але в протилежних напрямках. Тому магнітний потік в первинній котушці трансформатора струму (ТТ) повністю зникне, а вторинна котушка не матиме виходу. Якщо когось вдарить електричним струмом, це еквівалентно проходженню резистора через живий дріт, який запускає виведення струму на вторинній стороні. Цей вихід змушує контактну точку (SH) зачепити, активуючи котушку відключення, відтягуючи гачок і від’єднуючи вимикач (DZ), таким чином забезпечуючи захист.

 

Важливо відзначити, що після спрацьовування автоматичного вимикача, навіть якщо струм у котушці відключення (TQ) зникає, він не відновить автоматичного відключення DZ. Електропостачання неможливо відновити, якщо його хтось не закриє. Після того, як особа, яку вдарило електричним струмом, піде, а перевірка підтвердить відсутність подальших небезпек, щоб знову використовувати електрику, DZ має бути закрито, щоб -увімкнути автоматичний вимикач і відновити живлення.

 

Вищевказане пояснює основний принцип захисту від ураження електричним струмом. Однак, навіть із захистом від ураження електричним струмом, безпека не гарантується, і все одно слід вживати запобіжних заходів під час використання електрики.

 

1. Як показано на схемі, коли ланцюг працює нормально, згідно з теоремою про струм, струм, що надходить у мережу та виходить з неї, дорівнює нулю. Таким чином, загальний струм на правій стороні пристрою захисного відключення (RCD) має бути нульовим, тобто I1 + I2 + I3 + IN=0; таким чином, УЗО не спрацює. Зверніть увагу, що фактичний напрямок струму залежить від фактичної схеми. У цьому прикладі напрямок IN протилежний напрямку I1, I2 та I3.

 

2. Коли корпус обладнання пропускає струм і хтось торкається його, частина струму IK буде протікати через тіло людини в землю, в результаті чого загальний струм на правій стороні УЗО не дорівнюватиме нулю. Тобто I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. Коли струм витоку досягає робочого струму УЗО, УЗО спрацьовує, відключаючи живлення та досягаючи мети захисту від витоку.

 

Зверніть увагу на наступні два моменти:

 

1. Нульовий дріт, що проходить через пристрій захисного відключення (УЗО), не можна використовувати як захисний провід. Як показано на схемі, коли виникає струм витоку, струм витоку IK1 повертається до УЗО через корпус обладнання. У цей час загальний струм на правій стороні УЗО все ще дорівнює нулю, тому УЗО не спрацює, і мета захисту від витоку не досягнута.

 

2. Нульовий провід, що проходить через УЗО, не можна повторно заземлювати. Як показано на схемі, якщо його багаторазово заземлювати, частина струму буде відводитися на землю, через що загальний струм на правій стороні УЗО буде не-нульовим, таким чином вимикаючи УЗО та запобігаючи використанню інших електричних приладів.

 

3. Примітка. Фактичний спосіб підключення УЗО слід визначати відповідно до системи захисту заземлення нейтралі, яка використовується в системі.