Για ευκολότερη κατανόηση του διαφορικού ρεύματος, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη μία φυσική διαδικασία. Όταν αγγίζετε μια μονωμένη γραμμή μεταφοράς ρεύματος, γιατί δεν υπάρχει ηλεκτροπληξία; Η απάντηση είναι προφανής: η μόνωση εμποδίζει το ρεύμα να ρέει μέσα από το ανθρώπινο σώμα. Αλλά αν ο πυρήνας είναι εκτεθειμένος, σταθείτε σε ένα μονωτικό υπόστρωμα και αγγίξτε το σύρμα; Το αποτέλεσμα είναι το ίδιο - δεν υπάρχει ηλεκτροπληξία. Η βάση αποτρέπει το βραχυκύκλωμα του κυκλώματος μέσω του κορμού στο έδαφος.
Η έννοια του διαφορικού ρεύματος
Στη φύση δεν υπάρχει τέτοια φυσική διαδικασία όπως το διαφορικό ρεύμα. Αυτή η έννοια είναι μια διανυσματική ποσότητα, που εκφράζεται ως το άθροισμα των ρευμάτων που υπάρχουν στο κύκλωμα, σε τιμή RMS. Για να εμφανιστεί ένα διαφορικό ρεύμα, πρέπει να συμβεί μια φυσική διαδικασία που ονομάζεται ρεύμα διαρροής. Αλλά είναι απαραίτητο να πληρούται μια προϋπόθεση: η θήκη εξοπλισμού, όπου εμφανίστηκε το ρεύμα διαρροής, πρέπει να συνδεθεί με τη γείωση. Διαφορετικά, εάν το σώμα δεν είναι γειωμένο, τότε η εμφάνιση ρεύματος διαρροής δεν οδηγεί στην εμφάνιση διαφορικού ρεύματος. Και διακόπτη κυκλώματος υπολειπόμενου ρεύματος (RCD)δεν θα λειτουργήσει.
Σχέση μεταξύ διαφορικού και ρεύματος διαρροής
Όταν διαρρέει ρεύμα σε ένα κύκλωμα, περνά σε στοιχεία που έχουν αγώγιμο υλικό (μεταλλικές θήκες για συσκευές, σωλήνες θέρμανσης κ.λπ.) από ηλεκτροφόρα μέρη (ηλεκτρικά κυκλώματα, καλώδια). Κατά τη διάρκεια αυτών των διαρροών, δεν υπάρχουν βραχυκυκλωμένα τμήματα. Και επομένως, δεν υπάρχει γεγονός δυσλειτουργίας του κυκλώματος (προφανής βλάβη του).
Δεδομένου ότι το διαφορικό ρεύμα, μαθηματικά εκφρασμένο, είναι η διαφορά (σε διανυσματικούς όρους) μεταξύ του ρεύματος στην έξοδο της πηγής και του ρεύματος μετά το φορτίο, είναι σαφές ότι είναι σχεδόν πανομοιότυπο με το ρεύμα διαρροής. Αν όμως το τελευταίο υπάρχει πράγματι σε περίπτωση παραβίασης, για παράδειγμα, μόνωσης, υψηλής υγρασίας του περιβάλλοντος από το οποίο μπορεί να περάσει ή κάτι άλλο, τότε το διαφορικό ρεύμα εμφανίζεται όταν συνδέεται με το έδαφος.
Υπολειπόμενα ρεύματα ταξιδιού και μη ταξιδιού
Κάτω από το ρεύμα λειτουργίας (ή ρεύμα διακοπής) εννοείται ένα τέτοιο διαφορικό ρεύμα, η ροή του οποίου οδηγεί στην ενεργοποίηση του VDT σε περίπτωση διαρροής στο κύκλωμα.
Ρεύμα, η ροή του οποίου είναι επιτρεπτή στο κύκλωμα μιας συσκευής υπολειπόμενου ρεύματος (RCD) και δεν διακόπτεται, ονομάζεται διαφορικό ρεύμα μη ενεργοποίησης.
Σε ένα φορτισμένο κύκλωμα, όπου λειτουργούν συσκευές παλμικού τύπου: ανορθωτές, διακριτές ψηφιακές συσκευές για έλεγχο ισχύος - όλα αυτά είναι σύγχρονες οικιακές συσκευές, υπάρχουν διαφορικά ρεύματα φόντου. Αλλά τέτοια ρεύματα δεν είναι ρεύματα σφάλματος, καιΣε αυτή την περίπτωση, το ηλεκτρικό κύκλωμα δεν μπορεί να απενεργοποιηθεί. Επομένως, το κατώφλι RCD επιλέγεται έτσι ώστε να μην ανταποκρίνεται στην τιμή του φόντου λειτουργίας, αλλά να απενεργοποιεί το ρεύμα διαρροής που υπερβαίνει αυτήν την τιμή.
RCD ή διαφορικό μηχάνημα
Για την προστασία του κυκλώματος από σφάλματα γείωσης μεγάλων ρευμάτων, έχουν αναπτυχθεί ειδικοί διακόπτες κυκλώματος. Το κύκλωμα της συσκευής ελέγχει συνεχώς το παρακολουθούμενο κύκλωμα για ηλεκτρικές διαρροές. Μόλις το άθροισμα των διανυσματικών τιμών των γραμμικών ρευμάτων γίνει μεγαλύτερο από το μηδέν και περάσει το όριο ευαισθησίας της συσκευής, θα απενεργοποιήσει αμέσως το κύκλωμα. Τέτοια συστήματα εγκαθίστανται τόσο σε μονοφασικές όσο και σε τριφασικές γραμμές.
Χαρακτηριστικά διαφορικών διακοπτών
Οι διαφορετικές τροποποιήσεις των προστατευτικών συσκευών διαφέρουν μεταξύ τους κατά:
- χαρακτηριστικά σχεδίασης;
- όψη διαρροής ρεύματος;
- ρυθμίσεις ευαισθησίας;
- performance.
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού, υπάρχουν:
- Συσκευές VDT (διαφορικός διακόπτης), όπου δεν υπάρχει προστασία από υψηλά ρεύματα. Αποκρίνονται σε ρεύματα διαρροής, αλλά οι ασφάλειες πρέπει να συνδέονται σε σειρά για να προστατεύουν τα κυκλώματά τους.
- Συσκευή RCBO, όπου παρέχεται ένας αυτόματος διακόπτης τύπου. Πρόκειται για συσκευές γενικής χρήσης με διπλή λειτουργία - για προστασία από βραχυκυκλώματα και υπερφορτίσεις, καθώς και έλεγχο διαρροών.
- Συσκευή BDT με δυνατότητα σύνδεσης αυτόματης σκανδάλης στο σημείο σύνδεσης. Μια συσκευή σχεδιασμένη για άρθρωσηεγκαταστάσεις με διακόπτη κυκλώματος. Ο σχεδιασμός του είναι επεξεργασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτρέπει μόνο μια εφάπαξ σύνδεση με το μηχάνημα.
Ανάλογα με τη μορφή των ρευμάτων διαρροής, έχουν αναπτυχθεί ομάδες προστατευτικών συσκευών της ακόλουθης τροποποίησης:
- AC - συσκευές που λειτουργούν με εναλλασσόμενο ημιτονοειδές ρεύμα. Δεν ανταποκρίνονται σε διαφορικά παλμικά ρεύματα που εμφανίζονται τη στιγμή της ενεργοποίησης, για παράδειγμα, λαμπτήρες φθορισμού, μηχανές ακτίνων Χ, συσκευές επεξεργασίας σημάτων πληροφοριών, μετατροπείς θυρίστορ.
- A - συσκευές για προστασία από συνεχές παλμικό και εναλλασσόμενο ρεύμα. Μην αναγνωρίζετε τις μέγιστες τιμές της διαρροής παλμικών διαφορικών ρευμάτων. Λειτουργούν σε κυκλώματα ανορθωτών ηλεκτρονικού τύπου, ρυθμιστές μετατροπής παλμών φάσης. Αποτρέψτε τη διαρροή παλμικού ηλεκτρισμού που έχει εξάρτημα DC στη γείωση.
- B - συστήματα που λειτουργούν με μεταβλητά, σταθερά και παλλόμενα ρεύματα διαρροής.
Όσον αφορά την ευαισθησία, ο διαφορικός διακόπτης έχει τους ακόλουθους τύπους:
- Συστήματα χαμηλής ευαισθησίας που απενεργοποιούν το κύκλωμα όταν αγγίζονται έμμεσα.
- Συστήματα με υψηλή ευαισθησία. Προστατεύουν εάν υπάρχει άμεση επαφή με τον αγωγό.
- Fireproof.
Μέχρι το χρόνο που χρειάζεται για να λειτουργήσει η συσκευή:
- Άμεσες ενέργειες.
- Γρήγορη δράση.
- Για γενικάπροορισμός.
- Καθυστέρηση - επιλεκτικός τύπος.
Οι τρέχουσες συσκευές προστασίας της διαφορικής επιλεκτικής συσκευής μπορούν να απενεργοποιήσουν μόνο εκείνο το τμήμα του εξοπλισμού όπου σημειώθηκε η παραβίαση.
Πώς λειτουργεί ένας διακόπτης διαρροής ρεύματος
Το RCD αποτελείται από έναν πυρήνα σε μορφή δακτυλίου και δύο περιελίξεις. Αυτές οι περιελίξεις είναι ακριβώς οι ίδιες, δηλαδή γίνονται με σύρμα του ίδιου τμήματος και ο αριθμός των στροφών είναι πανομοιότυπος. Το ρεύμα ρέει μέσω μιας περιέλιξης προς την κατεύθυνση της εισόδου φορτίου και στη συνέχεια επιστρέφει μέσω του φορτίου στη δεύτερη περιέλιξη. Εφόσον το ονομαστικό ρεύμα περνά σε κάθε φορτίο, τα αθροιστικά ρεύματα στην είσοδο και στην έξοδο, σύμφωνα με τον Kirchoff, πρέπει να είναι ίσα. Ως αποτέλεσμα, τα ρεύματα δημιουργούν πανομοιότυπες μαγνητικές ροές στις περιελίξεις, κατευθυνόμενες προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτές οι ροές αλληλοεξουδετερώνονται και το σύστημα παραμένει ακίνητο. Εάν έχει εμφανιστεί μόνο ρεύμα διαρροής, τότε τα μαγνητικά πεδία θα είναι διαφορετικά, το ρελέ διαφορικού ρεύματος θα λειτουργήσει, το οποίο θα οδηγήσει στο άνοιγμα των ηλεκτρικών επαφών. Η ηλεκτρική γραμμή θα απενεργοποιηθεί πλήρως.
Όπου ισχύει προστατευτική συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος
Στην σύγχρονη κατασκευή και ηλεκτρολογικό εξοπλισμό χώρων, καθώς και στην ανακατασκευή, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερες συσκευές που απενεργοποιούν το διαφορικό ρεύμα. Αυτό δικαιολογείται από την αύξηση της ασφάλειας της λειτουργίας των ηλεκτρικών δικτύων, καθώς και από τη μείωση των τραυματισμών. Τα RCD χρησιμοποιούνται σε:
- δημόσια κτίριαπροορισμός: εκπαιδευτικά ιδρύματα, πολιτιστικά κτίρια, νοσοκομεία, ξενοδοχειακά συγκροτήματα, αθλητικές εγκαταστάσεις,
- σε μεμονωμένες κατοικίες και πολυκατοικίες: σπίτια, κατοικίες, κοιτώνες, βοηθητικά κτίρια,
- χώρος αγορών, ειδικά με βάση το μέταλλο;
- διοικητικά κτίρια;
- βιομηχανικές επιχειρήσεις.
Επιλογές για διαγράμματα σύνδεσης RCD
Η προστατευτική διάταξη διαφορικού ρεύματος παράγεται για διαφορετικό αριθμό ελεγχόμενων φάσεων. Υπάρχουν μονοφασικοί, διφασικοί και τριφασικοί διακόπτες υπολειπόμενου ρεύματος.
Εάν η γραμμή είναι μονοφασική και πρέπει να συνδέσετε ένα RCD και έναν ενιαίο διακόπτη κυκλώματος σε αυτήν, τότε δεν έχει καμία θεμελιώδη διαφορά τι να τοποθετήσετε αρχικά. Όλες αυτές οι συσκευές τοποθετούνται στην είσοδο του κυκλώματος. Απλώς είναι πιο βολικό να βάλεις πρώτα το μηχάνημα στη φάση και μετά τον διακόπτη διαφορικού ρεύματος. Εφόσον το φορτίο συνδέεται στη συνέχεια και στις δύο επαφές RCD, αντί για φάση, σε αυτόματο μηχάνημα και αντί για μηδέν, σε προστατευτική συσκευή.
Εάν η κύρια γραμμή χωρίζεται σε πολλές γραμμές με φορτία, τότε εγκαθίσταται πρώτα το RCD και, στη συνέχεια, κάθε γραμμή έχει τον δικό της διακόπτη κυκλώματος. Είναι σημαντικό το ονομαστικό ρεύμα που μπορεί να περάσει το RCD να είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα ενεργοποίησης του μηχανήματος, διαφορετικά δεν θα λειτουργήσει για την προστασία της ίδιας της συσκευής.
Συμπέρασμα
Όλες οι εργασίες για την οργάνωση των ηλεκτρικών καλωδιώσεων και των συστημάτων προστασίας κυκλωμάτων είναι καλύτερα να αφεθούν στους επαγγελματίες ηλεκτρολόγους! Με τα χέρια σας, μπορείτε να συναρμολογήσετε μόνο απλά ηλεκτρικά κυκλώματα και συνδέονταςπροστατευτικές συσκευές, ακολουθήστε αυστηρά τις οδηγίες. Συνήθως κάθε επαφή επισημαίνεται ανάλογα.
