Пристрій диференціального струму

1. За способом управління [ правити | правити код ]
2. За кількістю полюсів [ правити | правити код ]
3. За стійкістю при імпульсній напрузі [ правити | правити код ]
4. За наявністю затримки по часу (в присутності диференціального струму) [ правити | правити код ]

Пристрій диференціального струму (УДТ) [1] , ( англ. residual current device, RCD): Контактна комутаційний пристрій, призначений для того щоб включати, проводити і відключати електричні струми при нормальних умовах експлуатації і розмикати контакти, коли диференційний струм досягає заданого значення при встановлених умовах [2] . Як УДТ використовують автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом, без вбудованого захисту від надструмів (ВДТ) і автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом, з вбудованим захистом від надструмів (АВДТ).

УДТ з номінальним відключає диференціальним струмом, що не перевищує 30 мА призначені для додаткового захисту людини від ураження електричним струмом. Використовується в складі захисту «автоматичне відключення живлення» [3] .

У системах змінного струму додатковий захист за допомогою УДТ повинна бути передбачена для:

• штепсельних і силових розеток з номінальним струмом до 32 А;
• пересувного обладнання з номінальним струмом до 32 А, яке використовують поза приміщенням.

УДТ відключає захищається ланцюг:

• при прямому дотику людини або тварини до електроустаткування, находящімуся під напругою;
• у разі пошкодження основної ізоляції і контакті струмоведучих частин з відкритою провідною частиною.

Вимоги по установці і застосування УДТ наведені в серії стандартів на електроустановки будівель МЕК 60364.

Головним компонентом УДТ є диференційний трансформатор, який призначений для виявлення диференціального струму. Якщо диференційний струм перевищить значення відключає диференціального струму або дорівнює йому станеться розмикання електричного кола.

Внутрішній устрій УДТ, що підключається в розрив проводу

На фотографії показано внутрішній устрій одного з типів УДТ. Дане УДТ призначене для установки в розрив проводу. Лінійний і нейтральний провідники від джерела живлення підключаються до контактів (1), головний ланцюг УДТ підключається до контактів (2).

При натисканні кнопки (3) контакти (4) (а також ще один контакт, прихований за вузлом (5)) замикаються, і УДТ пропускає струм. соленоїд (5) утримує контакти в замкнутому стані після того, як кнопка відпущена.

Вторинна обмотка (6), до якої підключений расцепитель диференціального струму. У нормальному стані струм лінійного провідника, дорівнює току нейтрального провідника, однак ці струми протилежні за напрямком. Таким чином, струми взаємно компенсують один одного і в котушці диференціального трансформатора ЕРС Відсутнє.

Струм замикання на землю призводить до порушення балансу в диференціальному трансформаторі: через лінійний провідник протікає більший струм, ніж по нейтральному провіднику (частина струму протікає через тіло людини, тобто в обхід трансформатора). Диференційний струм в первинній обмотці диференціального трансформатора призводить до появи ЕРС у вторинній обмотці. Ця ЕРС відразу ж реєструється стежить пристроєм (7), яке відключає харчування соленоїда (5). Відключений соленоїд більше не утримує контакти (4) в замкнутому стані, і вони розмикаються під дією сили пружини.

Пристрій спроектовано таким чином, що відключення відбувається за частки секунди, що значно знижує тяжкість наслідків від ураження електричним струмом.

Кнопка перевірки (8) дозволяє перевірити працездатність пристрою шляхом пропускання невеликого струму через помаранчевий тестовий провід (9). Тестовий провід проходить через сердечник диференціального трансформатора, тому струм в тестовому дроті еквівалентний порушення балансу струмопровідних провідників, тобто УДТ має відключитися при натисканні на кнопку перевірки. Якщо УДТ не відключить, значить воно несправне і має бути замінено.

УДТ не спрацює, якщо людина опинилася під напругою, але струму замикання на землю при цьому не виникло, наприклад, при дотику одночасно до лінійного і нейтральному провідникам захищається ланцюга. Передбачити захист від таких дотиків неможливо, так як не можна відрізнити протікання струму через тіло людини від нормального протікання струму в навантаженні. У подібних випадках дієві тільки механічні захисні заходи ( ізоляція , Непровідні кожухи і т. П.), А також відключення електроустановки перед її обслуговуванням.

УДТ, функціонально залежне від напруги мережі, має потребу в харчуванні, яке отримує від захищається ланцюга. Тому потенційно небезпечною є ситуація, коли вище УДТ стався обрив нейтрального провідника, а лінійний залишився під напругою. В цьому випадку УДТ буде нездатна відключити ланцюг, так як напруги в захищається ланцюга недостатньо для функціонування. УДТ функціонально не залежне від напруги вільно від зазначеного недоліку.

Перший патент (патент Німеччини № 552678 від 08.04.28) на УДТ був отриманий в 1928 році німецькою фірмою RWE (Rheinisch - Westfälisches Elektrizitätswerk AG). Перший діючий зразок пристрою захисту був виготовлений цією ж фірмою в 1937 році. Як датчик використовувався маленький диференційний трансформатор, а виконавчим елементом служило поляризоване реле з чутливістю 0,01 ампер і швидкодією 0,1 с [4] .

Чутливість прототипу пристрою була 80 мА [5] подальше підвищення чутливості гальмувалося відсутністю матеріалів з потрібними магнітними властивостями. У 1958 році доктором Біглмайером з Австрії було запропоновано нове схемне рішення конструкції УДТ. Зараз такі УДТ маркуються буквою G. У конструкції були усунені помилкові спрацьовування від грозових розрядів і збільшена чутливість до 30 мА [5] .

Граничні криві змінного струму і фізіологічна дія струму на організм людини [6] були встановлені шляхом тестів в 1940-1950 роки в університеті Berkeley американським вченим Чарльзом Дальцілом. В ході тестів добровольці піддавалися впливу електричного струму з відомим напругою і силою струму [4] .

На початку 1970-х років більшість УДТ випускалися в корпусах типу автоматичних вимикачів . З початку 1980-х років в США більшість побутових УДТ були вже вбудованими в розетки .

В СРСР перші експерименти з проектування УДТ почалися в 1964 році [7] . Перше серійне УДТ для укомплектування трифазного електрифікованого інструменту було виготовлено в 1966 р Виборзьким заводом «Електроінструмент» по розробці ВНІІСМІ . Перше побутове УДТ в СРСР було розроблено в 1974 році, але в серію не пішла [8] . Серійне побутове УДТ вироблялося з 1988 року в значних кількостях (до 200 тисяч штук на рік). Типовий вид УДТ того часу - подовжувач з розеткою на шнурі. З 1982 року весь навчальний електротехнічне обладнання, що надходять у школи, в обов'язковому порядку оснащувалося УДТ, яке отримало назву «шкільне». Серійність вироби доходила до 60 тис. Штук на рік. Для потреб промисловості і сільського господарства випускалися захисту ІЕ-9801, ІЕ-9813, УЗОШ 10.2 (ще випускається), руд-0,5.

В даний час використовуються переважно УДТ для монтажу в електрощиті на DIN-рейку , А вбудовані УДТ поки широкого поширення не отримали.

За способом управління [ правити | правити код ]

• УДТ без допоміжного джерела живлення
• УДТ з допоміжним джерелом живлення:
  • виконують автоматичне відключення при відмові допоміжне джерело з витримкою часу і без неї:
    • виробляють автоматичне повторне включення при відновленні роботи допоміжного джерела
    • які виробляють автоматичне повторне включення при відновленні роботи допоміжного джерела
  • які виробляють автоматичне відключення при відмові допоміжне джерело:
    • здатні провести відключення при виникненні небезпечної ситуації після відмови допоміжного джерела
    • нездатні зробити відключення при виникненні небезпечної ситуації після відмови допоміжного джерела

По виду установки [ правити | правити код ]

• стаціонарні з монтажем стаціонарної електропроводкою
• переносні з монтажем гнучкими проводами з подовжувачами

За кількістю полюсів [ правити | правити код ]

• двополюсні;
• четирёхполюсние.

По можливості регулювання відключає диференціального струму [ правити | правити код ]

• нерегульовані;
• регульовані:
  • з дискретним регулюванням;
  • з плавним регулюванням.

За стійкістю при імпульсній напрузі [ правити | правити код ]

• допускають можливість відключення при імпульсній напрузі;
• стійкі при імпульсній напрузі.

За умовами функціонування при наявності складової постійного струму [ правити | правити код ]

УДТ типу АС: УДТ, спрацьовування якого забезпечується диференціальних синусоїдальним змінним струмом шляхом або раптового його додатки, або при повільному наростанні [9] .

УДТ типу А: УДТ, спрацьовування якого забезпечується і синусоїдальним змінним, і пульсуючим постійним диференціальним струмом шляхом або раптового додатка, або повільного наростання [9] .

УДТ типу В: УДТ, яке гарантує спрацьовування як пристрій типу А і додатково спрацьовує:

• при диференціальному синусоидальном змінному струмі частоти до 1000 Гц;
• при диференціальному синусоидальном змінному струмі, накладеному на згладжений постійний струм;
• при диференціальному пульсуючому постійному струмі, накладеному на згладжений постійний струм;
• при диференціальному пульсуючому випрямленном струмі від двох або більше фаз;
• при диференціальному згладженому постійному струмі, доданому раптово або поступово зростаючому, незалежно від полярності [10] .

УДТ типу F: УДТ, яке гарантує спрацьовування як пристрій типу А відповідно до вимог МЕК 61008-1 і МЕК 61009-1 і додатково спрацьовує:

• при складеному диференційному струмі, доданому раптово або поступово зростаючому між фазою і нейтраллю або фазами і середнім заземленим провідником;
• при диференціальному пульсуючому постійному струмі, накладеному на згладжений постійний струм [10] .

За наявністю затримки по часу (в присутності диференціального струму) [ правити | правити код ]

• УДТ без витримки часу - тип для загального застосування;
• УДТ з витримкою часу - тип S для забезпечення селективності.

1. ↑ У нормативних документах поряд з терміном «пристрій диференціального струму» застосовують застарілий термін «пристрій захисного відключення»
2. ↑ ГОСТ IEC 60050-442-2015. Міжнародний електротехнічний словник. Частина 442. Електричні аксесуари
3. ↑ ГОСТ Р 50571.3-2009. Електроустановки низьковольтні. Частина 4-41. Вимоги для забезпечення безпеки. Захист від ураження електричним струмом.
4. ↑ 1 2 Гуревич В. І. Електричні реле. Пристрій, принцип дії і застосування. Настільна книга електротехніка. Серія «Компоненти і Технології». - М .: СОЛОН-Пресс, 2011. - С. 341.
5. ↑ 1 2 Штепан Ф. Пристрої захисного відключення, керовані диференціальним струмом. - Прага, 2004. - З 10.
6. ↑ Штепан Ф. Пристрої захисного відключення, керовані диференціальним струмом. - Прага, 2004. - С. 13-16.
7. ↑ Розвиток і сучасний стан УЗО в СРСР і Росії / Ю. Водяницький // Автоматизація та виробництво. - 1996. - № 3 .
8. ↑ Розвиток і сучасний стан УЗО в СРСР і Росії / Ю. Водяницький // Автоматизація та виробництво. - 1996. - № 4 .
9. ↑ 1 2 ГОСТ IEC 61008-1-2012. Вимикачі автоматичні, керовані диференціальним струмом, побутового та аналогічного призначення без вбудованого захисту від надструмів. Частина 1. Загальні вимоги та методи випробувань
10. ↑ 1 2 ГОСТ IEC 62423-2013. Автоматичні вимикачі, керовані диференціальним струмом, типу F і типу В з вбудованою і без вбудованого захисту від надструмів побутового та аналогічного призначення

• IEC / TR 60755: 2008. General requirements for residual current operated protective devices. Edition 2.0 - Geneva: IEC, 2008-01.
• IEC 60947-2 діє до: 2016. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 2: Circuit-breakers. Edition 5.0. - Geneva: IEC, 2016-06.
• IEC 61008-1 діє до: 2013. Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs). Part 1: General rules. Edition 3.2. - Geneva: IEC, 2013-09.
• IEC 61009-1 діє до: 2013. Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs). Part 1: General rules. Edition 3.2. - Geneva: IEC, 2013-09.
• IEC 61540: 1999. Electrical accessories. Portable residual current devices without integral overcurrent protection for household and similar use (PRCDs). Edition 1.1. - Geneva: IEC, 1999-03.
• IEC / TR 62350: 2006. Guidance for the correct use of residual current-operated protective devices (RCDs) for household and similar use. First edition. - Geneva: IEC, 2006-12.
• IEC 62423: 2009. Type F and type B residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses. Edition 2.0. - Geneva: IEC, 2009-11.
• IEC 60050-442: 1998. International Electrotechnical Vocabulary. Part 442: Electrical accessories. Edition 1.0. - Geneva: IEC, 1998-11.
• ГОСТ Р МЕК 60755-2012. Загальні вимоги до захисних пристроїв, керованим диференціальним (залишковим) струмом.
• ГОСТ IEC 61009-1-2014. Вимикачі автоматичні, що спрацьовують від залишкового струму, з вбудованим захистом від струму перевантаження, побутові та аналогічного призначення. Ч. 1. Загальні правила.
• ГОСТ Р 51328-99 (МЕК 61540-97). Пристрої захисного відключення переносні побутового та аналогічного призначення, керовані диференціальним струмом, без вбудованого захисту від надструмів (УЗО-ДП). Загальні вимоги та методи випробувань.
• Харечко Ю. В. Захисні пристрої модульного виконання. - М .: ТОВ «АББ Індустрі і Будтехніка», 2008. - 336 с.
• Харечко Ю. В. Короткий термінологічний словник щодо низької електроустановок. Частина 4 // Додаток до журналу «Бібліотека інженера з охорони праці». - 2015. - № 6. - 160 c.
• Гуревич В. І. Помилкові спрацьовування УЗО: хто винен і що робити? / Володимир Гуревич (к. Т. Н.) // Силова електроніка. - 2013. - № 5. - С. 48 - 54.