VIKAVIRTASUOJAKYTKIN

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18.11.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Jäännösvirtalaite (RCD ) [1] , ( englanniksi  residual current device, RCD ) on koskettimen kytkentälaite, joka on suunniteltu kytkemään päälle, johtamaan ja sammuttamaan sähkövirtoja normaaleissa käyttöolosuhteissa ja avaamaan koskettimet, kun erovirta saavuttaa ennalta määrätyn arvon vahvistetut ehdot [2] . UDT:nä käytetään erovirralla ohjattua katkaisijaa, jossa ei ole sisäänrakennettua ylivirtasuojaa (RCD) ja differentiaalivirralla ohjattua katkaisijaa, jossa on sisäänrakennettu ylivirtasuoja (RCBO).

Tapaaminen

RCD:t, joiden nimellinen jäännöskatkaisuvirta on enintään 30 mA, on tarkoitettu lisäsuojaamaan henkilöä sähköiskulta. Sitä käytetään osana "automaattista virrankatkaisua" [3] .

Vaihtovirtajärjestelmissä lisäsuojaus RCD:n avulla on järjestettävä:

• pistokkeet ja pistorasiat, joiden nimellisvirta on enintään 32 A;
• liikkuvat laitteet, joiden nimellisvirta on enintään 32 A ja joita käytetään ulkona.

RCD katkaisee suojatun piirin:

• kun henkilö tai eläin koskettaa suoraan jännitteen alaisia ​​sähkölaitteita;
• jos pääeristys vaurioituu ja virtaa johtavat osat joutuvat kosketuksiin avoimen johtavan osan kanssa.

Vikavirtasuojakytkimien asennusta ja käyttöä koskevat vaatimukset on annettu IEC 60364 -standardisarjassa rakennusten sähköasennuksille.

Kuinka se toimii

RCD:n pääkomponentti on differentiaalimuuntaja, joka on suunniteltu havaitsemaan erovirta. Jos erovirta ylittää tai on yhtä suuri kuin laukaisuerovirta, sähköpiiri avautuu.

Valokuvassa näkyy yhden UDT-tyypin sisäinen rakenne. Tämä UDT on tarkoitettu asennettavaksi johdinkatkoskohtaan. Virtalähteen linja- ja nollajohtimet on kytketty koskettimiin (1), RCD:n pääpiiri on kytketty koskettimiin (2).

Kun painiketta (3) painetaan, koskettimet (4) (sekä toinen solmun (5) taakse piilotettu kosketin) sulkeutuvat ja RCD ohittaa virran. Solenoidi (5) pitää koskettimet suljettuina painikkeen vapauttamisen jälkeen.

Toisiokäämi (6), johon vikavirran vapautus on kytketty. Normaalitilassa linjajohtimen virta on yhtä suuri kuin nollajohtimen virta, mutta nämä virrat ovat vastakkaisia. Näin ollen virrat kompensoivat toisiaan ja differentiaalimuuntajan kelassa ei ole EMF :ää .

Maasulkuvirta johtaa epätasapainoon differentiaalimuuntajassa: lineaarijohtimen läpi virtaa enemmän virtaa kuin nollajohtimen läpi (osa virrasta kulkee ihmiskehon läpi, eli ohittaa muuntajan). Erovirta differentiaalimuuntajan ensiökäämissä johtaa EMF:n ilmestymiseen toisiokäämiin. Tämän EMF:n rekisteröi välittömästi seurantalaite (7), joka katkaisee virran solenoidista (5). Deaktivoitu solenoidi ei enää pidä koskettimia (4) kiinni ja ne avautuvat jousen voimalla.

Laite on suunniteltu siten, että sammutus tapahtuu sekunnin murto-osassa, mikä vähentää merkittävästi sähköiskun seurausten vakavuutta.

Testipainikkeella (8) voit tarkistaa laitteen toiminnan ohjaamalla pienen virran oranssin mittausjohdon (9) läpi. Testijohto kulkee differentiaalimuuntajan sydämen läpi, joten mittausjohdon virta vastaa häiriötä virtaa kuljettavien johtimien tasapainossa, eli vikavirtasuojan pitäisi sammua, kun testipainiketta painetaan. Jos RCD ei sammu, se on viallinen ja se on vaihdettava.

Rajoitukset

Vikavirtasuoja ei toimi, jos henkilö saa jännitteen, mutta maasulkuvirtaa ei tapahdu esimerkiksi silloin, kun suojatun piirin lineaari- ja nollajohtimia kosketetaan samanaikaisesti. On mahdotonta tarjota suojaa tällaisia ​​kosketuksia vastaan, koska on mahdotonta erottaa ihmiskehon läpi kulkevaa virtaa normaalista kuorman virtauksesta. Tällaisissa tapauksissa vain mekaaniset suojatoimenpiteet ( eristys , sähköä johtamattomat suojukset jne.) ovat tehokkaita sekä sähköasennuksen sammuttaminen ennen huoltoa.

RCD, joka on toiminnallisesti riippuvainen verkkojännitteestä, tarvitsee virtaa, jonka se saa suojatusta piiristä. Siksi potentiaalisesti vaarallinen tilanne on, kun nollajohtimessa tapahtuu katkeaminen UDT:n yläpuolella ja lineaarijohdin jää jännitteiseksi. Tässä tapauksessa RCD ei pysty avaamaan piiriä, koska suojatun piirin jännite ei riitä toimintaan. UDT, joka on toiminnallisesti jännitteestä riippumaton, on vapaa ilmaisuista haitoista.

Historia

Ensimmäisen patentin (saksalainen patentti nro 552678, päivätty 04.08.28) UDT:lle sai vuonna 1928 saksalainen yritys RWE (Rheinisch - Westfälisches Elektrizitätswerk AG). Sama yritys valmisti ensimmäisen suojalaitteen toimivan näytteen vuonna 1937. Anturina käytettiin pientä differentiaalimuuntajaa ja ohjauselementtinä polarisoitu rele, jonka herkkyys oli 0,01 ampeeria ja nopeus 0,1 s [4] .

Prototyyppilaitteen herkkyys oli 80 mA [5]  - herkkyyden lisäämistä hankaloitti tarvittavien magneettisten ominaisuuksien omaavien materiaalien puute. Vuonna 1958 tohtori Biglmeier Itävallasta ehdotti uutta piirisuunnittelua UDT:n suunnitteluun. Nyt tällaiset UDT:t on merkitty kirjaimella G. Suunnittelussa salamapurkausten aiheuttamat väärät hälytykset eliminoitiin ja herkkyys nostettiin 30 mA:iin [5] .

Vaihtovirran rajakäyrät ja virran fysiologinen vaikutus ihmiskehoon [6] määritettiin amerikkalaisen tiedemiehen Charles Dalcielin Berkeleyn yliopistossa vuosina 1940-1950 tehdyillä kokeilla. Testien aikana vapaaehtoiset altistettiin sähkövirralle, jonka jännite ja virta tunnettiin [4] .

1970-luvun alussa useimmat UDT:t tulivat katkaisijatyyppisissä koteloissa . 1980-luvun alusta lähtien Yhdysvalloissa useimmat kotitalouksien RCD:t on jo kytketty pistorasiaan .

Neuvostoliitossa ensimmäiset UDT:n suunnittelun kokeet aloitettiin vuonna 1964 [7] . Ensimmäisen sarja-UDT:n kolmivaiheisen sähköistetyn työkalun viimeistelyyn valmisti vuonna 1966 Viipurin tehdas "Elektroinstrument" VNIISMI :n kehittämiseksi . Neuvostoliiton ensimmäinen kotitalouksien UDT kehitettiin vuonna 1974, mutta se ei mennyt sarjaan [8] . Kotitalouksien sarja-UDT:tä on valmistettu vuodesta 1988 lähtien merkittäviä määriä (jopa 200 tuhatta kappaletta vuodessa). Tyypillinen tuon ajan UDT-tyyppi on jatkojohto, jonka johdossa on pistorasia. Vuodesta 1982 lähtien kaikki kouluille toimitetut opetussähkölaitteet oli pakollisesti varustettu UDT:llä, joka sai nimen "koulu". Tuotteen sarjatuotanto saavutti 60 tuhatta kappaletta vuodessa. Teollisuuden ja maatalouden tarpeisiin valmistettiin suojat IE-9801, IE-9813, UZOSH 10.2 (vielä tuotannossa), RUD-0.5.

Tällä hetkellä UDT:itä käytetään pääasiassa asentamiseen sähköpaneeliin DIN-kiskoon , eivätkä sisäänrakennetut UDT:t ole vielä yleistyneet.

Luokitus

Johdon kautta

• RCD ilman lisävirtalähdettä
• RCD lisävirtalähteellä:
  • automaattisen sammutuksen suorittaminen apulähteen vian sattuessa aikaviiveellä ja ilman:
    • tuottaa automaattisen uudelleen sulkemisen, kun apulähde palautetaan
    • ei tuota automaattista uudelleensulkemista, kun apulähde palautetaan
  • ei tuota automaattista sammutusta apulähteen vian sattuessa:
    • pystyy laukeamaan vaaratilanteessa apulähteen vian jälkeen
    • ei pysty laukeamaan vaaratilanteessa apulähteen vian jälkeen

Asennustyypin mukaan

• kiinteästi asennettu kiinteä sähköjohdotus
• kannettava asennuksella joustavilla johdoilla ja jatkojohdoilla

Napojen lukumäärän mukaan

• kaksisuuntainen mieliala;
• nelinapainen.

Mahdollisuuksien mukaan katkaisuerovirran säätö

• sääntelemätön;
• säädettävä:
  • diskreetillä säädöllä;
  • tasaisella ohjauksella.

Impulssijännitteen vastuksen mukaan

• sallitaan mahdollisuus kytkeytyä pois päältä impulssijännitteellä;
• kestää impulssijännitettä.

Käyttöolosuhteiden mukaan tasavirtakomponentin läsnä ollessa

UDT tyyppi AC : UDT, jonka toiminta saadaan aikaan differentiaalisella sinimuotoisella vaihtovirralla joko sen äkillisesti tai hitaasti kasvamalla [9] .

Tyyppi A RCD: RCD, jonka toiminta saadaan aikaan sekä sinimuotoisella vaihto- että sykkivällä tasavirralla joko äkillisesti tai hitaalla lisäyksellä [9] .

Type B RCD: RCD, joka takaa toiminnan tyypin A laitteena ja toimii lisäksi:

• differentiaalisella sinimuotoisella vaihtovirralla taajuudella 1000 Hz asti;
• differentiaalinen sinimuotoinen vaihtovirta päällekkäin tasoitetun tasavirran kanssa;
• differentiaalisella sykkivällä tasavirralla, joka on asetettu tasoitetun tasavirran päälle;
• differentiaalisella sykkivällä tasasuuntaisella virralla kahdesta tai useammasta vaiheesta;
• differentiaalisella tasoitetulla tasavirralla, jota syötetään äkillisesti tai asteittain kasvavalla napaisuudesta riippumatta [10] .

Type F RCD : RCD, joka takaa toiminnan tyypin A laitteena standardien IEC 61008-1 ja IEC 61009-1 vaatimusten mukaisesti ja toimii lisäksi:

• yhdistetyllä erovirralla, joka syötetään äkillisesti tai asteittain kasvavan vaiheen ja nollan tai vaiheiden ja keskimaadoitettujen johtimien välillä;
• differentiaalisella sykkivällä tasavirralla, joka on asetettu tasoitetun tasavirran päälle [10] .

Aikaviiveen vuoksi (differentiaalivirran läsnä ollessa)

• RCD ilman viivettä - tyyppi yleiseen käyttöön;
• RCD aikaviiveellä - tyyppi S selektiivisyyttä varten.

Katso myös

• Vikavirtakatkaisija sisäänrakennetulla ylivirtasuojalla
• maadoitus

Muistiinpanot

1. ↑ Sääntelyasiakirjoissa käytetään termin "vikavirtalaite" ohella vanhentunutta termiä "vikavirtalaite".
2. ↑ GOST IEC 60050-442-2015. Kansainvälinen sähkötekninen sanakirja. Osa 442. Sähkötarvikkeet
3. ↑ GOST R 50571.3-2009. Pienjännitesähköasennukset. Osa 4-41. Turvallisuusvaatimukset. Suojaus sähköiskua vastaan.
4. ↑ 1 2 Gurevich V. I. Sähköreleet. Laite, toimintaperiaate ja sovellus. Sähkötekniikan käsikirja. Sarja "Komponentit ja teknologiat". — M.: SOLON-Press, 2011. — S. 341.
5. ↑ 1 2 Shtepan F. Jäännösvirtaohjatut jäännösvirtalaitteet. - Praha, 2004. - Alkaen 10.
6. ↑ Shtepan F. Jäännösvirtaohjatut jäännösvirtalaitteet. - Praha, 2004. - S. 13-16.
7. ↑ RCD:n kehitys ja nykytila ​​Neuvostoliitossa ja Venäjällä / Yu. Vodyanitsky // Automaatio ja tuotanto. - 1996. - Nro 3 Arkistoitu 1. helmikuuta 2014 Wayback Machinessa .
8. ↑ RCD:n kehitys ja nykytila ​​Neuvostoliitossa ja Venäjällä / Yu. Vodyanitsky // Automaatio ja tuotanto. - 1996. - Nro 4 Arkistokopio , päivätty 1. helmikuuta 2014 Wayback Machinessa .
9. ↑ 1 2 GOST IEC 61008-1-2012. Vikavirralla toimivat katkaisijat kotitalous- ja vastaaviin tarkoituksiin ilman sisäänrakennettua ylivirtasuojaa. Osa 1: Yleiset vaatimukset ja testausmenetelmät
10. ↑ 1 2 GOST IEC 62423-2013. Vikavirtakäyttöiset katkaisijat, tyyppi F ja tyyppi B sisäänrakennetulla ylivirtasuojalla tai ilman, kotitalous- ja vastaaviin tarkoituksiin

Kirjallisuus

• IEC/TR 60755:2008. Yleiset vaatimukset vikavirtasuojalaitteille. Painos 2.0 - Geneve: IEC, 2008-01.
• IEC 60947-2:2016. Pienjännitekojeistot ja ohjauslaitteet. Osa 2: Katkaisijat. Painos 5.0. — Geneve: IEC, 2016-06.
• IEC 61008-1:2013. Vikavirtakäyttöiset katkaisijat ilman kiinteää ylivirtasuojaa kotitalous- ja vastaavaan käyttöön (RCCB). Osa 1: Yleiset säännöt. Painos 3.2. — Geneve: IEC, 2013-09.
• IEC 61009-1:2013. Vikavirtakäyttöiset katkaisijat, joissa on kiinteä ylivirtasuoja kotitalous- ja vastaavaan käyttöön (RCBO). Osa 1: Yleiset säännöt. Painos 3.2. — Geneve: IEC, 2013-09.
• IEC 61540:1999. sähkötarvikkeet. Kannettavat vikavirtalaitteet ilman kiinteää ylivirtasuojaa kotitalous- ja vastaavaan käyttöön (PRCD). Painos 1.1. - Geneve: IEC, 1999-03.
• IEC/TR 62350:2006. Ohjeet jäännösvirtakäyttöisten suojalaitteiden (RCD) oikeaan käyttöön kotitalous- ja vastaavaan käyttöön. ensimmäinen painos. — Geneve: IEC, 2006-12.
• IEC 62423:2009. Tyypin F ja tyypin B vikavirtasuojakytkimet kiinteällä ylivirtasuojalla tai ilman, kotitalous- ja vastaavaan käyttöön. Painos 2.0. — Geneve: IEC, 2009-11.
• IEC 60050-442:1998. Kansainvälinen sähkötekninen sanasto. Osa 442: Sähkötarvikkeet. Painos 1.0. — Geneve: IEC, 1998-11.
• GOST IEC/TR 60755-2017. Interstate standardi. Ero- (jäännös)virralla ohjatut suojalaitteet. Yleiset vaatimukset
• GOST IEC 61008-1-2020. Interstate standardi. Katkaisijat, vikavirtakäyttöiset, kotitalous- ja vastaaviin tarkoituksiin, ilman sisäänrakennettua ylivirtasuojaa. Osa 1: Yleiset vaatimukset ja testausmenetelmät
• GOST IEC 61009-1-2020. Interstate standardi. Vikavirtasuojakytkimet, joissa on sisäänrakennettu ylivirtasuoja kotitalous- ja vastaaviin tarkoituksiin. Osa 1. Yleiset säännöt
• GOST R 51328-99 (IEC 61540-97). Kannettavat vikavirtasuojalaitteet kotitalouksiin ja vastaaviin, differentiaalivirralla toimivat, ilman sisäänrakennettua ylivirtasuojaa (RCD-DP). Yleiset vaatimukset ja testausmenetelmät.
• Kharechko Yu. V. Modulaariset suojalaitteet. - M .: ABB Industry ja Stroytekhnika LLC, 2008. - 336 s.
• Kharechko Yu. V. Lyhyt terminologinen sanakirja pienjännitesähköasennuksille. Osa 4 // Täydennyslehti "Työsuojeluinsinöörin kirjasto". - 2015. - nro 6. - 160 s.
• Gurevich V. I. RCD:n väärät hälytykset: kuka on syyllinen ja mitä tehdä? / Vladimir Gurevich (PhD) // Tehoelektroniikka. - 2013. - nro 5. - S. 48 - 54.

Linkit

• Suositukset vikavirtasuojalaitteiden käyttöön
• Kuinka differentiaalikatkaisija toimii
• UDT: tarkoitus, toimintaperiaate, suunnittelu  / Juri Makarov // ASUTPP  : sivusto. – 05.11.2020.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Suuri tanskalainen Suuri katalaani
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4197537-6