Причини за работа с узо
Понастоящем устройствата за остатъчен ток (RCD) се считат за задължителни съгласно PUE (Правила за инсталиране на електрически инсталации) и постепенно се въвеждат. Но повечето потребители все още нямат достатъчно опит в използването на тези устройства. Освен това има проблеми със самите устройства, които зависят от влошаване на качеството на енергията.
Принципът на работа и устройството на RCD
За да разберете защо узото нокаутира, трябва да получите представа как работи. Основното в това устройство е диференциален трансформатор. Състои се от феритен пръстен, през който преминават проводниците на захранващата верига. Често жиците правят едно до три пълни завъртания около пръстена. Това важи особено за RCD, предназначени за малки токове. Следователно всеки проводник е намотка на този трансформатор. Намотките са свързани по такъв начин, че противоположните токове, протичащи в тях, се компенсират взаимно и общият магнитен поток в сърцевината на диференциалния трансформатор (пръстена) е много близо до нула.
На сърцевината, в допълнение към захранващите проводници, има друга намотка, състояща се от по-голям брой завои. Към тази намотка е свързан малък електромагнит, чиято арматура е свързана към освобождаващия механизъм. Тази част от устройството е подобна на тази на свръхтоковите прекъсвачи. Само в този случай механизмът се задвижва не от термично реле, което работи заедно с електромагнит за свръхток, а от електромагнит, работещ от повишаващата намотка на диференциален трансформатор. RCD често има външна прилика с прекъсвачи, но това е напълно различно устройство. Има обаче устройства, които комбинират машината и RCD.
Нормалната, нормална работа на RCD възниква от тока на утечка. Ток на утечка възниква, когато изолацията е повредена и късокадър. Съпротивлението на веригата може да бъде в много широки граници: от малки части от ома, тогава те говорят за късо съединение, до десетки килоома, тогава те говорят за изтичане. Също така трябва да се помни за капацитивното изтичане, въпреки малката стойност за едно устройство, то се увеличава, когато много устройства са свързани към една и съща линия с RCD. Всички причини за работата на узото са причинени или от токове на утечка, или от неизправност на механичната част на самото устройство.
Трябва да се помни, че RCD не предпазва товара от токове на късо съединение, но защитава захранващата верига само от токове на утечка! Единствените изключения са тези устройства, в които тези функции са комбинирани, което е директно посочено в паспорта и инструкциите, както и на табелката на кутията на устройството.
Фигурата по-долу обяснява работата на устройството за изключване. Пример може да опише ситуацията, когато се задейства узо на бойлер:
Основната част на RCD - диференциален трансформатор - е показана за яснота. Когато няма ток на утечка към земята, т.е. изолацията на веригите на електрическата инсталация е в добро състояние, тогава се наблюдава равенството на токовете Ii = Io. Ако, както е показано на фигурата, земята е дефектна (счупена или не е свързана), токът на утечка протича през човешкото тяло към земята (тънка червена линия). В този случай балансът на токовете в трансформатора се нарушава и в допълнителната намотка се индуцира напрежение, което води до задействане на освобождаването. Контактите се затварят от силата на пружините, които се държат от резето, както при конвенционалната машина. Когато се задейства, защитният електромагнит освобождава ключалката и RCD намалява товара почти моментално.
От същата фигура трябва да бъде ясна и ролята на защитното заземяване. Ако заземяването беше в добро състояние, токът на утечка нямаше да тече през човешкото тяло, а презземен проводник. В този случай RCD също задейства, което показва, че електрическата инсталация може да е дефектна. Но човек, оказва се, е защитен от токов удар.
Спонтанна операция
Понякога операторът, който може да се разбира като всеки човек, обслужващ електрическа инсталация, например домакиня, работеща с пералня, не може да разбере защо узото работи. Ако това се случва рядко, обикновено устройството просто е включено и работи. Понякога обаче се стига до факта, че узото изобщо не се включва. Струва си да разгледаме двата случая поотделно.
На първо място, ние изключваме механични повреди. В случай на съмнение можете просто да замените устройството с подобно. Ако след това дефектът изчезне или предишният имаше очевидни признаци на неизправност: лостът на превключвателя се заклаща, нещо дрънка вътре при разклащане на устройството, има пукнатини, следи от удари, падания и т.н., тогава всичко става ясно. Но ако проблемите останат, тогава се връщаме към двете първоначални ситуации.
Редки или повече или по-малко редовни прекъсвания може да се дължат на лошо качество на захранването. Това означава, че токът във веригата не е синусоидален или има постоянен компонент. В този случай сърцевината на диференциалния трансформатор може да варира в магнитния поток и да индуцира забележими импулси в сигналната намотка. Хармониците на странния ток са особено забележими.
В домашни условия причините за работата на RCD, изброени по-горе, са редки, тъй като няма силни източници на смущения в електрическата мрежа. В битови условия дефектнотоковите устройства най-често се задействат при включване на пералнята. И също така често пералната машина нокаутира устройството известно време след началото на работа. Това се случва без видима загуба на светлина и при натоварване на машината. В този случай с много голяма степен на вероятност е почти сигурно да се предположи неизправност на изолацията в пералнята: двигател, проводници, нагревателен елемент (тръбен електрически нагревател) на бойлера. Наличието на влага (течове) и особено разтвори на детергенти - отличен електрически проводник! – като нищо друго допринася за появата на токове на утечки.
Характеристики и видове RCDs
Основната защитна функция на устройството е откриването на токове на утечка. За включванеустройства, предназначени за защита на хората, токът на утечка не трябва да надвишава 30 mA. Ток от 100 mA е фатален за човек, но 30 mA също е много болезнен случай. Следователно доста често RCD имат настройка от 5 mA. Този ток на утечка обаче увеличава вероятността от фалшиви аларми, особено когато защитената верига е силно натоварена.
За да работи веригата, която изключва RCD, изобщо не е необходимо изолацията да е дефектна или да се докосват части под напрежение. Всяко натоварване има т.нар. фонов ток на утечка. Компютърното оборудване има типичен ток на утечка от порядъка на 0,5–2 mA. Мощните домакински уреди могат да имат ток на утечка от около 5–10 mA. Всички тези токове се сумират в товара и могат да доведат до фалшиво изключване.
RCD също се различават по номинален ток. Този параметър е доста очевиден и не е пряко свързан с тока на изключване. Необходимо е само да запомните, че колкото по-голям е токът на натоварване, толкова по-голям може да бъде токът на утечка.
Видовете RCD се различават по следния начин:
- AC - само за синусоидален ток.
- А - за синусоида с насложена ректифицирана съставка.
- B - до 1000 Hz, синусови, постоянни и пулсиращи токове.
- F - за използване с честотни преобразуватели.
RCD с общо предназначение са маркирани с "G" (общи), а селективните "S" се използват за защита на каскадни вериги, с повишено изтичане и времезакъснение. Съществува и разделение на RCD на пожарогасене и за защита на хората. Противопожарните устройства имат значителен ток на изключване: от 100 mA и повече. Поради това те НЕ СА ПОДХОДЯЩИ за защита на персонал, работещ по електрически инсталации.
Като цяло изборът на RCD е доста сложна и отговорна задача, поради голямото разнообразиефункционалност на тези устройства. За правилния избор е необходимо да осигурите достъп на компетентен, квалифициран специалист до защитената мрежа. Само след като го проучи, той ще може да даде отговорни препоръки относно избора и поддръжката на RCD.