UZO — 目的、构建原则、选择

剩余电流装置 (RCD) 是建筑公司和私人消费者最常用的装置之一。但是如何确保正确的选择 漏电保护器？我希望本文能让您更轻松地驾驭充斥着不同型号的 RCD 市场。

剩余电流装置。基础

剩余电流装置 (RCD)，或者换句话说，差动保护装置，旨在保护人们在发生电气故障或接触电气装置的带电部件时免受电击，以及防止火灾和火灾，由漏电流和接地故障引起...这些功能不是传统断路器所固有的，它们仅对过载或 短路.

为这些设备寻求灭火器的原因是什么？

据统计，在所有发生的火灾中，约有40%的原因是“电线闭合”。

在许多情况下，通用短语“电线短路”通常涵盖由于老化或绝缘故障而发生的漏电。在这种情况下，泄漏电流可以达到 500mA。实验发现，当这种强度的泄漏电流流动时（半安培是多少？对于这种强度的电流，热释放和电磁释放都根本没有反应 - 只是因为它们不是设计用于这）通过湿木屑最多半小时，它们会自燃。 （这不仅适用于锯末，而且适用于一般的任何灰尘。）

RCD 如何保护您和我免受电击？

如果人接触到带电部分，就会有电流流过他的身体，其值为相电压（220V）除以电线、接地和人体自身电阻之和的分压系数： Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp )。在这种情况下，与人体电阻相比，接地电阻和接线电阻可以忽略不计，后者可以视为等于 1000 欧姆。因此，所讨论的电流值为 0.22 A 或 220 mA。

从有关劳动保护和安全措施的规范和参考文献可知，人体已经感受到的最小电流为5mA。下一个标准化值是所谓的释放电流，等于 10 mA。当这种力流通过人体时，会发生自发的肌肉收缩。 30 mA 的电流已经可以导致呼吸麻痹。在 50 mA 的电流流过人体后，与出血和心律失常相关的不可逆过程就会在人体中开始。暴露于 100 mA 电流时可能产生致命输出。很明显，一个人应该已经受到保护，免受等于 10 mA 的电流的伤害。

因此，自动化系统对小于 500 mA 的电流的及时响应可以保护物体免受火灾，而对小于 10 mA 的电流的响应则可以保护人员免受意外接触带电部件的后果。

众所周知，您可以安全地保持处于 220 V 电压下的载流部件 0.17 秒。如果有源部件在 380 V 下通电，则安全接触时间会减少到 0.08 秒。

问题在于，如此小的电流，即使是在可忽略不计的短时间内，也无法修复（当然也无法关闭）传统保护装置。

因此，这样的技术解决方案诞生为具有三个绕组的铁磁芯：—“电流供应”、“电流导体”、“控制”。与施加到负载的相电压相对应的电流和从负载流出的中性导体中的电流在铁芯中感应出符号相反的磁通量。如果负载和线路的受保护部分没有泄漏，则总通量将为零。否则（触摸、绝缘故障等），两个电流之和变为非零。

铁芯中产生的磁通在控制线圈中感应出电动势。继电器通过精密滤除任何干扰的装置连接到控制线圈。在控制线圈中出现的 EMF 的影响下，继电器断开相位和中性电路。

在许多国家/地区，RCD 在电气装置中的使用受规范和标准的约束。例如，在俄罗斯联邦——1994-96 年采用的 GOST R 50571.3-94、GOST R 50807-95 等。根据 GOST R 50669-94，RCD 安装在由金属制成或带有金属框架的移动建筑物的供电网络中没有问题，用于街道贸易和家庭服务。近年来，大城市的行政部门根据国家标准和 Glavgosenergonadzor 的建议，决定为住宅和公共建筑配备这些设备（在莫斯科 - 莫斯科政府令第 868 -RP 号）日期为 20.05.94 .)。

UZO不一样...三相与单相...

但 RCD 的子类划分并没有就此结束......

目前，俄罗斯市场上有两种截然不同的 RCD。

1. 机电式（市电独立）

2.电子（取决于网络）

让我们分别考虑每个类别的作用原理：

机电 RCD

RCD 创始人是机电行业的。它基于精密机械原理，即查看此类 RCD 的内部，您不会看到运算放大器比较器、逻辑等。

它由几个主要组件组成：

1）所谓零序电流互感器，其目的是跟踪漏电流并以一定的Ktr传送到次级绕组（I 2），I ut = I 2 * Ktr（一个很理想化的公式，但是反映过程的本质）。

2）灵敏的磁电元件（可锁定，即在没有外部干预的情况下被触发时，它不能返回到其初始状态——锁定）——起到阈值元件的作用。

3) 继电器 - 如果锁已接合则提供跳闸。

这种类型的 RCD 对敏感的磁电元件需要高精度的机械结构。目前，只有少数全球公司销售机电 RCD。它们的价格远高于电子 RCD 的价格。

为什么机电式 RCD 在世界上大多数国家都得到普及？一切都非常简单 - 如果在网络中的任何电压水平检测到泄漏电流，这种类型的 RCD 就会工作。

为什么这个因素（无论电源电压水平如何）如此重要？

这是因为当我们使用工作（维修）机电 RCD 时，我们保证 100% 的时间继电器会跳闸，消费者的电源会相应地被切断。

在电子RCD中，这个参数也很大，但不等于100%（如下图，这是因为在一定的网络电压下，电子RCD电路将不工作），以及在我们的每一个百分比中，都有一个可能的人命（当它接触电线时对人的生命构成直接威胁，或者在绝缘材料燃烧引起火灾的情况下间接威胁人的生命）。

在大多数所谓的“发达”国家，机电式RCD是一种标准，是一种强制广泛使用的装置。在我国，逐渐过渡到强制使用RCD，但在大多数情况下，用户是没有提供有关 RCD 类型的信息，这导致使用廉价的电子 RCD。

电子 RCD

每个建筑市场都充斥着此类 RCD。电子 RCD 的成本在某些地方比机电 RCD 低 10 倍。

如上所述，这种 RCD 的缺点不是 100% 保证，如果 RCD 处于良好状态，它会因漏电流的发生而被触发。优点是便宜和可用性。

原则上，电子 RCD 的构建方式与机电式 RCD 相同（图 1）。不同之处在于灵敏的磁电元件被比较元件（比较器、齐纳二极管）代替。要使这种方案起作用，您需要一个整流器、一个小滤波器（甚至可能是 KREN）。因为零序电流互感器是降压（几十倍），那么还需要一个信号放大电路，它除了有用信号外，还要放大干扰（或零漏电流时出现的不平衡信号） .由上可知，此类RCD中继电器触发的时刻不仅由漏电流决定，还与市电电压有关。

如果您买不起机电 RCD，那么电子 RCD 仍然值得，因为它在大多数情况下都可以工作。

在某些情况下，购买昂贵的机电 RCD 毫无意义。其中一种情况是在为公寓/房屋供电时使用稳定器或不间断电源 (UPS)。在这种情况下，采用机电式 RCD 是没有意义的。

我马上注意到我在谈论 RCD 类别及其优缺点，而不是特定模型。您可以购买机电和电子类型的劣质 RCD。购买时要索取合格证，因为我们市场上很多电子RCD是没有合格证的。

零序电流互感器 (TTNP)

通常这是一个铁氧体环，相线和中性线穿过（内部），它们起到初级绕组的作用。次级绕组均匀绕制在圆环表面。

完美的：

让漏电流为零。流过相导体的电流产生 磁场 大小等于流过中性线的电流产生的磁场，方向相反。因此总耦合通量为零，次级绕组中感应的电流为零。

在漏电流流过导体（零，相）的那一刻，由于耦合磁通的出现以及与漏电流成正比的电流感应到次级绕组，因此会出现电流不平衡。

实际上，存在流过次级绕组的不平衡电流，这由所使用的变压器决定。 TTNP 的要求如下：不平衡电流必须明显小于减少到次级绕组的漏电流。

RCD的选择

假设您已经决定了 RCD 的类型（机电式、电子式）。但是从提供的大量产品列表中选择什么？

您可以使用两个参数选择具有足够精度的 RCD：

额定电流和漏电流（开断电流）。

额定电流是流过相导体的最大电流。知道最大功耗就很容易找到这个电流。只需将最坏情况下的功耗（最小 Cos (?) 时的最大功率）除以相电压即可。对于大于机器额定电流的电流，在 RCD 前面放置 RCD 是没有意义的。理想情况下，留有余量，我们采用 RCD 的额定电流等于机器的额定电流。

经常发现额定电流为 10、16、25、40 (A) 的 RCD。

如果 RCD 安装在公寓/住宅中以保护人身安全，泄漏电流（触发电流）通常为 10 mA，如果电线被烧毁，则泄漏电流（触发电流）通常为 100-300mA，以防止火灾。

还有其他 RCD 参数，但它们是特定的，普通用户没有兴趣。

出口

本文涵盖了解 RCD 原理的基础知识以及构建不同类型剩余电流装置的方法。机电式和电子式RCD当然有存在的权利，因为它们各有各的优缺点。