Zahtjev za pouzdanom zaštitom osobe od štetnog djelovanja električne struje uvijek je bio ispred mogućnosti znanosti i tehnologije u stvaranju zaštitnih uređaja koji ispunjavaju taj cilj. Danas inovativni razvoj u elektroindustriji u potpunosti zadovoljava sve kriterije za uređaje ove vrste. Članak otkriva pitanje takvog uređaja kao što je RCD: što je to, njegova svrha, načelo djelovanja, izbor i primjena.
Sredstva i metode električne zaštite: moderni uređaji i značajke njihovog rada
Čim je električna struja ušla u naše živote, odmah je postala neophodna za zaštitu od štetnih učinaka na ljudsko zdravlje. Prije svega, to je izolacija vodljivih dijelova ožičenja i dijelova strujnih prijemnika.
Ali potpuna izolacija je nemoguća, jer u bilo kojem električnom krugu postoje tehnološki prekidi i kontaktne skupine. Uvijek postoji vjerojatnost kršenja (uništavanja) izolacijskog sloja vodljivih elemenata i njihovih mehaničkih oštećenja, a što je najvažnije – statističke pravilnosti u suprotnosti sa sigurnošću, uputama i pravilima za rad električne opreme, kako na razini proizvodnje, tako i na razini kućanstva.
Jedan od najučinkovitijih načina zaštite od štetnog djelovanja električne struje je organizacija petlje na tlu. Petlja uzemljenja je umjetna veza s "uzemljenjem" (tzv. PE-provodnikom) neutralnih vodljivih kućišta ili dijelovima elektromehanizama koji imaju otpor manji od 4 ohma. Navedeni elementi električne opreme mogu biti pod naponom zbog kratkog spoja na tijelu faznog vodiča ili struje munje.
Glavna svrha uređaja za uzemljenje je da se isključi mogućnost električnog udara za osobu ili životinju ako se dotakne kućište ili dio mehanizma električne opreme koji je postao pod naponom zbog kratkog spoja fazne električne struje.
Obratite pozornost! U mrežama izmjenične struje s uzemljenom neutralnom mrežom i naponom do 1 kV (to je oblik napajanja kućišta) ne primjenjuje se uzemljenje kao glavna zaštita od električnog udara uzrokovanog neizravnim dodirom, jer nije učinkovito.
Problem najučinkovitije zaštite od utjecaja električne energije na ljude odlučili su takozvani uređaji diferencijalne struje (UDT) – to je veliki segment upravljačkih i zaštitnih uređaja za različite namjene i značajke dizajna. Klasifikacija UDT segmenta je prilično opsežna: od metode kontrole, tipa instalacije i broja polova, do mogućnosti reguliranja i odgađanja vremena aktiviranja diferencijalne struje.
Razmotrite što je RCD. Kratica za ovu kraticu je sigurnosni uređaj. Zahtjevi za instalaciju i uporabu UDT-a navedeni su u dopunskim izdanjima PUE – pravila za ugradnju električne opreme i niza standarda za električne instalacije zgrada IEC 60364 i učinci struje na ljude i stoku IEC 60479-1.
Inovator u razvoju USO-a bio je Njemačka. Prvi valjani uređaj za zaštitu uzoraka dizajniran je i proizveden tridesetih godina prošlog stoljeća. Osjetnik struje curenja koristio je najmanji mogući diferencijalni strujni transformator, a upravljački element koristio je polarizirani magnetski relej osjetljivosti od 100 miliampera (mA) i vrijeme odziva ne više od 0,1 sekunde.
Prag za fiksiranje diferencijalne struje u prototipu bio je oko 80 mA. Kontrolni relej s osjetljivošću manjom od 80 mA nije mogao biti razvijen u to vrijeme zbog nedostatka materijala s potrebnim elektromagnetskim karakteristikama. I tek sredinom dvadesetog stoljeća predloženo je novo konstruktivno rješenje RCD-a. Projekt je uzeo u obzir mehanizme za uklanjanje pogrešnih pozitivnih učinaka pražnjenja tijekom nevremena i značajno povećao osjetljivost diferencijalne struje na 30 mA.
Promijenjene su i dimenzije RCD-a: od veličine kutije paketa do modernog formata koji se može instalirati na DIN-tračnicu u modernim električnim ormarima.
Tehnički stručnjaci u području električnog i elektroničkog razvoja već predviđaju budućnost. Oni čvrsto vjeruju da će uskoro takve sustave kao zaštitu od električnog udara upravljati umjetna inteligencija.
On će moći obavljati ne samo funkcije mjerenja i praćenja, nego i obavljanje video i audio nadzora objekta koji mu je dan, donositi trenutne odluke o svim slučajnim situacijama i, ako je potrebno, upozoravati službe spašavanja.
Među najpopularnijim zaštitnim UDT-om, koji rade u životnim uvjetima, su zaštitni uređaji za isključivanje (UZO). RCD djeluje kao ljudski zaštitnik od električnog udara i kao preventivni mehanizam za sprečavanje slučajnog paljenja kabela i kabela električne opreme.
Funkcionalna ideja uređaja koji se razmatra temelji se na zakonima elektrotehnike, koji pretpostavljaju jednakost ulazne i izlazne struje u zatvorenim električnim krugovima s aktivnim opterećenjima.
To znači da struja koja protječe kroz fazni vodič mora biti jednaka struji koja teče kroz neutralni vodič – za jednofazne krugove s dvožičnim ožičenjem i da struja u neutralnom vodiču mora biti jednaka zbroju struja koje teče u fazama za trofazni krug s četiri vodiča.
Kada osoba slučajno dodirne neizolirane dijelove vodljivih elemenata u takvom krugu ili kada izloženi dio ožičenja dođe u kontakt (zbog oštećenja) s drugim vodljivim objektima koji tvore novi električni krug, javlja se tzv. Strujno curenje – narušava se jednakost ulaznih i izlaznih struja ,
Ovo kršenje se može registrirati i koristiti kao naredba za isključivanje cijelog električnog kruga. Ovaj proces je dizajniran RCD. A struja "curenja" u okviru elektrotehnike naziva se diferencijalna struja.
RCD može detektirati vrlo niske struje curenja i djelovati kao prekidački mehanizam. Teoretski, princip djelovanja RCD-a je sljedeći (gdje IRin – ulazna struja neutralne žice, IO – izlazna struja fazne žice:
- jaRin = IO (ravnoteža sustava bez povreda, RCD u stanju mirovanja);
- jaRin > jaO (bilanca sustava je prekinuta, RCD registrira pojavu diferencijalne struje i isključuje napajanje).
Kada je RCD instaliran u napojnoj mreži, to znači da je zaštita osigurana od:
- krug faze žice na tijelo uređaja. U velikom broju slučajeva to su grijaći elementi strojeva za pranje, grijača vode i grijača. Štoviše, kvar se može dogoditi samo kada se toplinski element zagrijava pod utjecajem struje;
- nepropisno ožičenje kada beskrupulozni električari popravljaju "uvrtanje" žica u gipsu bez upotrebe razvodne kutije. Ako je zid mokar – diferencijalna struja će iscuriti u zid od ovog uvijanja i RCD će prekinuti napajanje cijelo vrijeme sve dok se žbuka potpuno osuši ili se veze ispravno popravljaju;
- nepravilna ugradnja u električnu ploču, kada naizgled male, ali "korisne" promjene u krugu mijenjaju raspodjelu struje i dovode do gubitka visoke učinkovitosti uređaja. O tome će se detaljnije raspravljati kasnije.
RCD se može pokrenuti iz razloga koji nisu uočljivi pri prvom pregledu sheme spajanja kućanskih aparata. Ako koristite plinski štednjak s električnim paljenjem plina, ili ako je stroj za pranje rublja spojen crijevom u metalnom kućištu s slavinom za vodu, ili kada su susjedi uzemljeni na dovod vode ili sustav grijanja, tada će se ponovno pojaviti električno propuštanje u krugu, što će pokrenuti krug. RCD. U takvim slučajevima potrebna je savjesna inženjerska analiza.
Pravila vrlo često imaju iznimke. Ovo načelo nije zaobišlo univerzalne kvalitete razmatrane zaštitne naprave.
RCD neće reagirati kada je osoba ili životinja energizirana, ali neće doći do struje zemljospoja. Takav slučaj je moguć pri istodobnom dodirivanju faze i neutralnog vodiča, koji je pod kontrolom RCD-a, ili uz potpunu izolaciju s podom. Zaštita RCD-a u takvim slučajevima je potpuno odsutna. RCD ne može razlikovati električnu struju koja prolazi kroz ljudsko ili životinjsko tijelo od struje koja teče u spremniku. U takvim slučajevima, sigurnost se može osigurati mjerama za mehaničku zaštitu (kompletna izolacija, dielektrična kućišta, itd.) Ili potpunu dezaktivaciju aparata prije provjere.
RCD, potpuno ovisan o opskrbnom naponu prikladnom za objekt mreže, je u radnom stanju samo ako je navedena mreža u dobrom stanju. Situacija može postati opasna kada „iznad“ RCD-a razbije neutralnu žicu, a fazni vodič ostaje pod naponom. Tada u žici za ožičenje može postati čimbenik strujnog udara, a RCD zbog vlastite nesposobnosti neće moći isključiti napajanje mreže.
RCD može "visiti" u stanju pripravnosti ako se glavna kontaktna šipka zalijepi za solenoid ili ako sekundarni namotaj upravljačkog uređaja ne uspije i ne radi u pravo vrijeme. Da bi se provjerilo radno stanje RCD-a, postoji testni mehanizam. Ako redovito testirate uređaj (a da biste to učinili, jednostavno pritisnite tipku "T" – test), rizik od kvara RCD-a će imati minimalnu vjerojatnost.
Glavnu uporabu u domaćim uvjetima UZO primio kada se koristi u električnim skupinama kupaonica, kuhinja i utičnice skupine velikog broja povezanih uređaja i opreme. To ne znači da nema smisla koristiti RCD na zajedničkoj ulaznoj mreži. Ova shema uzorkovanja diktirana je samo brzinom upravljanja i marketinške svrsishodnosti, budući da su RCD-ovi za male struje mnogo jeftiniji za cijenu uređaja s većom snagom.
Međutim, u nekim slučajevima, ako uzmemo u obzir hostele, klubove itd., Pouzdanije ćemo koristiti opći selektivni RCD zbog masovne i istodobne uporabe gotovo svih elemenata električne opreme. Uređaj za rezidualnu struju selektivnog tipa razlikuje se od uobičajenog pomoću dugog vremena odgode diferencijalne struje okidanja (tj. Vremena odziva) i jedan je od najčešće korištenih uređaja. Kada se konvencionalni lokalni RCD pokrene u bilo kojem krugu, opći selektivni RCD ne isključuje sve ožičenje odjednom, ali dopušta da se napajanje isključi samo za određenu skupinu.
Na primjer, ako je izolacija opreme na disku i slučaju (na primjer, pojačalo) u kontaktu s faznim vodičem, onda kada operator dodirne pojačalo, lokalni RCD aktivira i isključuje samo skupinu opreme za pojačanje, a selektivni opći RCD ne isključuje svu snagu i takve Grupe poput zajedničkih svjetala, toaleta i kafića radit će u standardnom načinu rada.
Mehanizam povezivanja RCD-a s postojećom mrežom sličan je povezivanju prekidača s jedinom razlikom da kada jednofazni prekidač zahtijeva dva stezaljka za zatezanje, tada RCD ima četiri.
Ako, kada osoba dodirne goli dio žice ili slučaj opreme pod naponom faze, struja se odmah isključi, to znači da se RCD spotaknuo.
Važno je! U sustavima izmjenične struje potrebno je osigurati dodatnu zaštitu putem RCD-a za skupine utičnica s nazivnom strujom do 20A (perilice rublja, kotlovi, peći, itd.) I mobilnu (prijenosnu) opremu i električne alate s nazivnom strujom do 32A, koja se koristi na otvorenom.
Fizički procesi koji se javljaju u mehanizmima rada mnogih modernih elektromehaničkih ili elektroničkih uređaja mogu nam biti potpuno neshvatljivi. Ne posjeduje svaka osoba znanje inženjerskih i tehničkih disciplina i, naravno, nije u stanju razumjeti i opisati fizičku osnovu principa djelovanja ovog ili onog uređaja. No, načelo korištenja (pravila djelovanja), izgrađeno na elementima sigurnosti, omogućuje korištenje najsloženijih izuma u našem svakodnevnom životu.
Međutim, RCD ne reagira na fenomen kratkog spoja u krugu ožičenja i na višak struje u krugu. U tom smislu, uređaj mora biti instaliran u paru s automatskim prekidačem ("automatski"), koji reagira na kratki spoj i preopterećenje.
Najvažnije – uvijek slijedite sigurnosna pravila i oprez pri radu s električnim uređajima i opremom. Što je češće moguće, vizualno pregledajte otvorene strujne elemente električnog ožičenja i spojene elemente strujnih kolektora.
