Αρχή λειτουργίας του διακόπτη υπολειπόμενου ρεύματος
Αφήστε ένα μήνυμα
Ανάλυση Βασικών Αρχών
Πριν κατανοήσουμε την κύρια αρχή ενός προστατευτικού ηλεκτροπληξίας, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τι είναι η ηλεκτροπληξία. Η ηλεκτροπληξία αναφέρεται σε τραυματισμό που προκαλείται από ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από το ανθρώπινο σώμα. Όταν ένα άτομο αγγίζει ένα καλώδιο και σχηματίζει έναν βρόχο ρεύματος, το ρεύμα ρέει μέσα από το σώμα του. όταν το ρεύμα είναι αρκετά μεγάλο, μπορεί να γίνει αισθητό και να προκαλέσει βλάβη. Όταν συμβεί ηλεκτροπληξία, το ρεύμα πρέπει να διακοπεί το συντομότερο δυνατό. Για παράδειγμα, εάν το ρεύμα που διέρχεται από ένα άτομο είναι 50 milliamps, το ρεύμα πρέπει να διακοπεί εντός 1 δευτερολέπτου. εάν το ρεύμα είναι 500 milliamps, το χρονικό όριο είναι 0,1 δευτερόλεπτα.
Μια συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος (RCD) εγκαθίσταται στο σημείο όπου η γραμμή ρεύματος εισέρχεται στο σπίτι, κοντά στον μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας, συνδεδεμένη με τον ακροδέκτη εξόδου του μετρητή, δηλαδή στην πλευρά του χρήστη. Όλες οι οικιακές συσκευές αντιπροσωπεύονται από μια αντίσταση RL και η αντίσταση του ατόμου που έρχεται σε επαφή αντιπροσωπεύεται από RN.
Το CT σημαίνει "μετασχηματιστής ρεύματος", ο οποίος χρησιμοποιείται για τη μέτρηση εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιώντας την αρχή της αμοιβαίας επαγωγής, εξ ου και το όνομα "μετασχηματιστής". Είναι ουσιαστικά ένας μετασχηματιστής. Η κύρια περιέλιξή του είναι η εισερχόμενη γραμμή AC, με τα δύο καλώδια να αντιμετωπίζονται ως ένα και να συνδέονται παράλληλα για να σχηματίσουν την κύρια περιέλιξη. Το δευτερεύον πηνίο συνδέεται με το πηνίο του "ρελέ καλαμιού" SH.
Ένα "ρελέ καλαμιού" είναι ουσιαστικά ένας σωλήνας καλαμιού με ένα πηνίο τυλιγμένο γύρω του. Όταν το πηνίο ενεργοποιείται, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το ρεύμα προκαλεί την εμπλοκή του ηλεκτροδίου του καλαμιού μέσα στον σωλήνα καλαμιού, συνδέοντας έτσι το εξωτερικό κύκλωμα. Όταν το πηνίο απενεργοποιηθεί, το καλάμι απελευθερώνεται, αποσυνδέοντας το εξωτερικό κύκλωμα. Με λίγα λόγια, είναι ένα μικρό ρελέ.
Ο διακόπτης DZ δεν είναι ένας συνηθισμένος διακόπτης. είναι ένας διακόπτης με ελατήριο-. Αφού ένα άτομο ξεπεράσει τη δύναμη του ελατηρίου για να το κλείσει, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα ειδικό άγκιστρο για να το συγκρατήσει στη θέση του για να διασφαλιστεί ότι παραμένει στην κατάσταση "on". Διαφορετικά, θα αποσυνδεθεί μόλις απελευθερωθεί το χέρι.
Το ηλεκτρόδιο καλαμιού του ρελέ καλαμιού συνδέεται με το κύκλωμα TQ "πηνίο ταξιδιού". Το πηνίο ταξιδιού είναι ένα πηνίο ηλεκτρομαγνήτη. όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό, δημιουργεί μια ελκτική δύναμη. Αυτή η ελκτική δύναμη είναι αρκετή για να απελευθερώσει το προαναφερθέν άγκιστρο, προκαλώντας την άμεση αποσύνδεση του DZ. Επειδή το DZ συνδέεται σε σειρά με το ηλεκτρικό καλώδιο της κύριας γραμμής τροφοδοσίας του χρήστη, η ενεργοποίηση αποσυνδέει την τροφοδοσία, προστατεύοντας το άτομο από ηλεκτροπληξία.
Ωστόσο, για μια συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος (RCD) να προστατεύει τους ανθρώπους, πρέπει πρώτα να «ανιχνεύσει» ηλεκτροπληξία. Πώς γνωρίζει λοιπόν ένα RCD πότε κάποιος έχει υποστεί ηλεκτροπληξία; Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, εάν δεν υπάρχει ηλεκτροπληξία, το ρεύμα στα δύο καλώδια από την πηγή ισχύος θα είναι πάντα το ίδιο μέγεθος αλλά σε αντίθετες κατευθύνσεις. Επομένως, η μαγνητική ροή στο πρωτεύον πηνίο του μετασχηματιστή ρεύματος (CT) θα εξαφανιστεί εντελώς και το δευτερεύον πηνίο δεν θα έχει έξοδο. Εάν κάποιος υποστεί ηλεκτροπληξία, είναι ισοδύναμο με μια αντίσταση που διέρχεται από το ηλεκτρικό καλώδιο, το οποίο ενεργοποιεί μια έξοδο ρεύματος στη δευτερεύουσα πλευρά. Αυτή η έξοδος προκαλεί την εμπλοκή του σημείου επαφής (SH), ενεργοποιώντας το πηνίο διακοπής, τραβώντας το άγκιστρο μακριά και αποσυνδέοντας τον διακόπτη (DZ), παρέχοντας έτσι προστασία.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι μόλις ενεργοποιηθεί ο διακόπτης κυκλώματος, ακόμα κι αν εξαφανιστεί το ρεύμα στο πηνίο διακοπής (TQ), δεν θα επανασυνδέσει αυτόματα το DZ. Το ρεύμα δεν μπορεί να αποκατασταθεί χωρίς κάποιος να το κλείσει. Αφού το άτομο που έπαθε ηλεκτροπληξία φύγει και μια επιθεώρηση επιβεβαιώσει ότι δεν υπάρχουν άλλοι κίνδυνοι, για να ξαναχρησιμοποιηθεί η ηλεκτρική ενέργεια, η DZ πρέπει να κλείσει για να-εμπλακεί ξανά ο διακόπτης κυκλώματος και να αποκατασταθεί το ρεύμα.
Τα παραπάνω εξηγούν την κύρια αρχή ενός προστατευτικού ηλεκτροπληξίας. Ωστόσο, ακόμη και με ένα προστατευτικό ηλεκτροπληξίας, η ασφάλεια δεν είναι εγγυημένη και πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις κατά τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.
1. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, όταν το κύκλωμα λειτουργεί κανονικά, σύμφωνα με το θεώρημα ρεύματος, το ρεύμα που ρέει μέσα και έξω από το δίκτυο είναι μηδέν. Επομένως, το συνολικό ρεύμα στη δεξιά πλευρά της συσκευής υπολειπόμενου ρεύματος (RCD) θα πρέπει να είναι μηδέν, δηλαδή, I1 + I2 + I3 + IN=0; Επομένως, το RCD δεν θα λειτουργήσει. Σημειώστε ότι η πραγματική κατεύθυνση του ρεύματος εξαρτάται από το πραγματικό κύκλωμα. Σε αυτό το παράδειγμα, η κατεύθυνση του IN είναι αντίθετη από αυτή των I1, I2 και I3.
2. Όταν το περίβλημα του εξοπλισμού διαρρέει ρεύμα και κάποιος το αγγίξει, ένα μέρος του ρεύματος IK θα ρέει μέσω του ανθρώπινου σώματος στο έδαφος, με αποτέλεσμα το συνολικό ρεύμα στη δεξιά πλευρά του RCD να μην είναι μηδενικό. Δηλαδή, I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. Όταν το ρεύμα διαρροής φτάσει στο ρεύμα λειτουργίας του RCD, το RCD θα διακοπεί, διακόπτοντας την παροχή ρεύματος και επιτυγχάνοντας τον σκοπό της προστασίας από διαρροές.
Σημειώστε τα ακόλουθα δύο σημεία:
1. Το ουδέτερο καλώδιο που διέρχεται από τη συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος (RCD) δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως προστατευτικός αγωγός. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, όταν εμφανίζεται ρεύμα διαρροής, το ρεύμα διαρροής IK1 ρέει πίσω στο RCD μέσω του περιβλήματος του εξοπλισμού. Αυτή τη στιγμή, το συνολικό ρεύμα στη δεξιά πλευρά του RCD εξακολουθεί να είναι μηδενικό, επομένως το RCD δεν θα απενεργοποιηθεί και ο σκοπός της προστασίας από διαρροές δεν επιτυγχάνεται.
2. Το ουδέτερο καλώδιο που διέρχεται από το RCD δεν πρέπει να γειώνεται επανειλημμένα. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, εάν γειώνεται επανειλημμένα, κάποιο ρεύμα θα εκτραπεί στη γείωση, με αποτέλεσμα το συνολικό ρεύμα στη δεξιά πλευρά του RCD να είναι μη-μηδενικό, κλείνοντας έτσι το RCD και αποτρέποντας τη χρήση άλλων ηλεκτρικών συσκευών.
3. Σημείωση: Η πραγματική μέθοδος σύνδεσης του RCD πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με το σύστημα προστασίας ουδέτερης γείωσης που χρησιμοποιείται στο σύστημα.