Keperluan perlindungan yang boleh dipercayai seseorang daripada kesan merosakkan arus elektrik sentiasa mendahului keupayaan sains dan teknologi dalam mewujudkan peranti perlindungan yang memenuhi matlamat ini. Hari ini, perkembangan inovatif dalam industri elektrik sepenuhnya memenuhi semua kriteria untuk jenis peranti ini. Artikel itu mendedahkan persoalan peranti seperti RCD: apakah itu, tujuannya, prinsip operasi, pilihan dan aplikasi.
Cara dan kaedah perlindungan elektrik: peranti moden dan ciri-ciri kerja mereka
Sebaik sahaja penggunaan arus elektrik memasuki kehidupan kita, ia segera menjadi perlu untuk melindungi daripada kesan merosakkannya terhadap kesihatan manusia. Pertama sekali, ia adalah penebat bahagian konduktif pendawaian dan bahagian penerima semasa.
Tetapi pengasingan yang lengkap adalah mustahil, seperti di mana-mana litar elektrik terdapat rehat teknologi dan kumpulan kenalan. Selalunya kemungkinan pelanggaran (kemusnahan) lapisan penebat unsur-unsur konduktif dan kerosakan mekanikal mereka, dan yang paling penting, keteraturan statistik yang melanggar keselamatan, arahan dan peraturan operasi untuk peralatan elektrik, baik pada peringkat pengeluaran dan isi rumah.
Salah satu cara yang paling berkesan untuk melindungi terhadap kesan merosakkan arus elektrik adalah organisasi gelung tanah. Gelung tanah adalah sambungan konduktor buatan ke “tanah” (konduktor PE yang disebut) dari kandang konduktif neutral atau bahagian-bahagian elektromekanisme, yang mempunyai rintangan tidak melebihi 4 ohm. Barang tersenarai peralatan elektrik mungkin bertenaga disebabkan oleh litar pintas pada badan konduktor fasa atau arus kilat.
Tujuan utama peranti gelung tanah adalah untuk mengecualikan kemungkinan kejutan elektrik pada seseorang atau binatang jika ia menyentuh badan atau sebahagian mekanisme peralatan elektrik yang telah bertenaga disebabkan oleh litar pintas arus elektrik fasa.
Beri perhatian! Dalam rangkaian AC dengan neutral yang berpusat dan voltan sehingga 1 kV (ini adalah format bekalan kuasa perumahan), penyambungan sebagai perlindungan utama terhadap kejutan elektrik yang disebabkan oleh hubungan tidak langsung tidak diguna pakai, kerana ia tidak berkesan.
Masalah perlindungan yang paling berkesan terhadap kesan elektrik pada manusia telah diputuskan oleh peranti semasa yang berbeza (UDT) – ini adalah segmen besar alat kawalan dan perlindungan untuk pelbagai tujuan dan ciri reka bentuk. Klasifikasi segmen UDT agak luas: dari kaedah kawalan, jenis pemasangan dan bilangan tiang, kepada kemungkinan pengawalseliaan dan kelewatan masa arus kebarangkalian tersandung.
Pertimbangkan apa yang RCD. Akronim untuk singkatan ini adalah peranti keselamatan. Keperluan untuk pemasangan dan penggunaan UDT diberikan dalam edisi tambahan PUE – peraturan untuk pemasangan peralatan elektrik dan dalam satu siri piawaian untuk pemasangan elektrik bangunan IEC 60364 dan kesan arus pada manusia dan ternakan IEC 60479-1.
Inovator dalam pembangunan USO ialah Jerman. Peranti perlindungan sampel sah yang pertama telah direka dan dihasilkan dalam tiga puluhan abad yang lalu. Pengesan semasa kebocoran menggunakan pengubah arus kebarangkalian terkecil yang mungkin, dan elemen kawalan menggunakan relay magnetik terpolarisasi dengan kepekaan 100 milliamps (mA) dan masa tindak balas tidak lebih daripada 0.1 saat.
Had ambang untuk menetapkan arus kebezaan dalam prototaip adalah kira-kira 80 mA. Relay kawalan dengan sensitiviti kurang daripada 80 mA adalah mustahil untuk dibangunkan pada masa itu kerana kekurangan bahan dengan ciri-ciri elektromagnetik yang diperlukan. Dan hanya pada pertengahan abad kedua puluh telah dicadangkan satu penyelesaian yang membina baru RCD. Reka bentuk ini mengambil kira mekanisme akaun untuk menghapuskan positif palsu dari pelepasan semasa ribut petir dan meningkatkan sensitiviti arus pembeza hingga 30 mA.
Juga, dimensi RCD telah berubah: dari saiz kotak bungkusan ke format moden yang boleh dipasang pada rel DIN dalam kabinet elektrik moden.
Pakar teknikal dalam bidang perkembangan elektrik dan elektronik sudah membuat ramalan untuk masa depan. Mereka yakin bahawa tidak lama lagi sistem sedemikian sebagai perlindungan terhadap kejutan elektrik akan bertanggungjawab terhadap kecerdasan buatan.
Dia akan dapat melaksanakan bukan sahaja fungsi mengukur dan pemantauan, tetapi juga menjalankan pemantauan video dan audio mengenai objek yang diberikan kepadanya, membuat keputusan segera pada sebarang keadaan rawak dan, jika perlu, perkhidmatan menyelamat amaran.
Antara yang paling popular UDT pelindung yang bekerja dalam keadaan hidup, termasuk peranti putus pelindung (UZO). RCD beroperasi sebagai pelindung manusia terhadap kejutan elektrik dan sebagai mekanisme pencegahan untuk mengelakkan pencucuhan secara tidak sengaja kabel pendawaian dan tali peralatan elektrik yang bersambung.
Idea fungsi peranti yang sedang dipertimbangkan adalah berdasarkan kepada undang-undang kejuruteraan elektrik, yang menggambarkan kesamaan arus masuk dan keluar dalam litar elektrik tertutup dengan beban aktif.
Ini bermakna arus yang mengalir melalui konduktor fasa mestilah sama dengan arus yang mengalir melalui konduktor neutral – bagi litar fasa tunggal dengan pendawaian dua wayar dan bahawa arus dalam konduktor neutral mestilah sama dengan jumlah arus yang mengalir dalam fasa untuk litar empat-konduktor tiga fasa.
Apabila seseorang secara tidak sengaja menyentuh bahagian-bahagian litar konduktif yang tidak diinsuranskan dalam litar seperti itu atau apabila bahagian pendedahan pendawaian bersentuhan (disebabkan oleh kerosakan) dengan objek konduktif lain yang membentuk litar elektrik baru, kebocoran arus yang berlaku – kesamaan arus masuk dan keluar dipecahkan .
Pelanggaran ini boleh didaftarkan dan digunakan sebagai arahan untuk mematikan keseluruhan litar elektrik. Dalam proses ini, dan telah direka UZO. Dan dalam rangka kerja kejuruteraan elektrik, arus “kebocoran” telah dipanggil arus kebeza.
RCD boleh mengesan arus “kebocoran” yang sangat kecil dan bertindak sebagai mekanisme suis. Secara teorinya, prinsip operasi RCD adalah seperti berikut (di mana sayadalam – input arus wayar neutral, Ikeluar – arus output wayar fasa):
- Sayadalam = Sayakeluar (baki sistem tanpa pelanggaran, RCD dalam keadaan siap sedia);
- Sayadalam > Sayakeluar (baki sistem rosak, RCD mencatatkan kemunculan arus perbezaan dan mematikan bekalan kuasa).
Apabila RCD dipasang di rangkaian bekalan kuasa, ini bermakna bahawa perlindungan disediakan terhadap:
- litar dawai fasa ke badan perkakas. Dalam banyak kes, ini adalah elemen pemanasan mesin basuh, pemanas air dan pemanas. Selain itu, kerosakan boleh berlaku hanya apabila elemen haba dipanaskan di bawah pengaruh semasa;
- pendawaian yang tidak betul apabila juruelektrik yang tidak bertanggungjawab menetapkan “twist” wayar di plaster tanpa menggunakan kotak simpang. Sekiranya dinding basah – arus kebarangkalian akan bocor ke dalam dinding dari sentuhan ini dan RCD akan menghidupkan garisan sepanjang masa sehingga plester kering sepenuhnya atau sambungan telah dibaiki dengan betul;
- pemasangan yang tidak wajar dalam panel elektrik, apabila perubahan yang kecil tetapi “berguna” dibuat kepada litar menukar pengedaran semasa dan menyebabkan kehilangan kecekapan tinggi peranti. Ini akan dibincangkan dengan lebih terperinci kemudian.
RCD boleh dicetuskan atas sebab-sebab yang tidak mudah dilihat dari pemeriksaan pertama skim sambungan perkakas rumah. Sekiranya anda menggunakan dapur gas dengan membakar gas elektrik, atau mesin basuh disambungkan oleh hos dalam kes logam ke paip air, atau apabila jiran dibina dengan bekalan air atau sistem pemanasan, maka kebocoran elektrik akan berlaku lagi dalam litar, yang akan mencetuskan RCD. Dalam kes sedemikian, analisis kejuruteraan yang teliti diperlukan.
Kaedah-kaedah yang sering kali mempunyai pengecualian. Prinsip ini tidak memintas kualiti sejagat peranti perlindungan yang dipertimbangkan.
RCD tidak akan bertindak balas apabila seseorang atau haiwan bertenaga, tetapi tidak ada arus kegagalan bumi yang akan berlaku. Kes sedemikian adalah mungkin apabila menyentuh secara serentak kepada konduktor fasa dan neutral, yang berada di bawah kawalan RCD, atau dengan pengasingan penuh dengan lantai. Perlindungan RCD dalam kes-kes tersebut tidak hadir sepenuhnya. RCD tidak dapat membezakan antara arus elektrik melalui tubuh manusia atau haiwan dari arus yang mengalir di dalam sel beban. Dalam kes sedemikian, keselamatan dapat dipastikan oleh langkah-langkah untuk perlindungan mekanikal (penebat lengkap, perumahan dielektrik, dll) atau lengkap de-energisasi perkakas sebelum pemeriksaan teknikal.
RCD, bergantung sepenuhnya pada voltan bekalan yang sesuai untuk objek rangkaian, berada dalam keadaan kerja hanya jika rangkaian yang ditentukan berada dalam keadaan yang baik. Keadaan ini boleh menjadi berbahaya apabila “di atas” RCD memecahkan wayar neutral, dan wayar fasa tetap bertenaga. Kemudian di wayar fasa pendawaian boleh menjadi faktor kejutan elektrik, dan RCD disebabkan ketidakupayaannya sendiri tidak dapat mematikan kuasa ke rangkaian.
RCD boleh “hang” dalam keadaan siap sedia jika batang utama kenalan dalam solenoid tersekat atau apabila penggulungan sekunder peranti kawalan gagal dan tidak berfungsi pada masa yang sesuai. Untuk memeriksa keadaan operasi RCD, terdapat mekanisme ujian. Jika anda selalu menguji peranti ini (dan untuk melakukan ini, hanya tekan butang “T” – ujian), risiko pecahan RCD akan mempunyai kebarangkalian minimum.
Penggunaan utama dalam keadaan domestik UZO diterima apabila menggunakan dalam kelompok-kelompok elektrik bilik mandi, dapur dan rosette kelompok sejumlah besar peralatan dan peralatan yang terhubung. Ini tidak bermakna bahawa tidak masuk akal untuk menggunakan RCD pada rangkaian masuk yang sama. Skim persampelan ini hanya ditentukan oleh kelajuan pengurusan dan kesesuaian pemasaran, kerana RCD untuk arus kecil jauh lebih murah untuk harga peranti dengan lebih banyak kuasa.
Walau bagaimanapun, dalam sesetengah kes, jika kita menganggap asrama, kelab, dan sebagainya, ia akan lebih dipercayai menggunakan RCD selektif am kerana penggunaan secara besar-besaran dan hampir semua elemen peralatan elektrik. Jenis selektif RCD berbeza dari masa kelewatan biasa yang biasa semasa membuang arus kebezaan (iaitu, masa tindak balas) dan merupakan salah satu peranti yang paling banyak digunakan. Apabila RCD tempatan konvensional dicetuskan dalam mana-mana litar, RCD terpilih umum tidak mematikan semua pendawaian sekaligus, tetapi membolehkan anda menghentikan bekalan kuasa hanya satu kumpulan tertentu.
Sebagai contoh, jika pengasingan peralatan dipecahkan di disko dan kes itu (katakan, penguat) bersentuhan dengan konduktor fasa, apabila operator menyentuh penguat, RCD tempatan mencetuskan dan memutuskan hanya kumpulan peralatan penguatan, dan RCD umum terpilih tidak melepaskan semua kuasa dan seperti Kumpulan seperti lampu biasa, tandas dan kafe akan berfungsi dalam mod standard.
Mekanisme sambungan RCD dalam rangkaian yang sedia ada adalah serupa dengan sambungan pemutus litar dengan satu-satunya perbezaan apabila pemutus litar fasa tunggal memerlukan dua terminal untuk diketatkan, maka RCD mempunyai empat.
Jika, apabila seseorang menyentuh bahagian bawah wayar atau kes kelengkapan yang berada di bawah voltan fasa, elektrik akan dimatikan dengan serta-merta, maka RCD telah tersandung.
Ia penting! Di dalam sistem AC, perlindungan tambahan melalui RCD perlu disediakan untuk kumpulan soket dengan arus undian sehingga 20A (mesin basuh, dandang, dapur, dan lain-lain) dan peralatan mudah alih (mudah alih) dan alat kuasa dengan arus undian sehingga 32A, yang digunakan di luar.
Proses fizikal yang berlaku dalam mekanisme operasi banyak peranti elektromekanik atau elektronik moden mungkin tidak dapat difahami sepenuhnya oleh kami. Tidak setiap orang mempunyai pengetahuan tentang bidang kejuruteraan dan teknikal dan, secara semulajadi, tidak dapat memahami dan menerangkan dasar fizikal prinsip-prinsip operasi peranti tertentu. Tetapi prinsip penggunaan (peraturan operasi), yang dibina di atas unsur-unsur keselamatan, memungkinkan untuk menggunakan ciptaan yang paling kompleks dalam kehidupan seharian kita.
Walau bagaimanapun, RCD tidak bertindak balas terhadap kesan litar pintas dalam litar pendawaian dan lebihan semasa dalam litar. Dalam hubungan ini, perlu memasang peranti dalam sepasang dengan suis automatik (“automatik”), yang bertindak balas terhadap litar pintas dan beban kuasa.
Perkara yang paling penting ialah sentiasa mematuhi peraturan keselamatan dan berhati-hati apabila bekerja dengan peralatan elektrik dan peralatan. Sekerap mungkin, secara visual memeriksa unsur-unsur pendawaian terbuka semasa pendawaian elektrik dan unsur-unsur yang berkaitan pengumpul semasa.
