UZO — 目的、構造原理、選択

残留電流デバイス (RCD) は、建築会社と個人消費者の両方で使用される最も一般的なデバイスの 1 つです。しかし、正しい選択を確認する方法 RCD?この記事が、さまざまなモデルで飽和した RCD 市場を簡単にナビゲートできるようになれば幸いです。

残留電流装置。基礎

残留電流装置 (RCD)、つまり差動保護装置は、火災や火災を防止するだけでなく、電気的故障が発生した場合や電気設備の充電部分に接触した場合に感電から人を保護するように設計されています。漏れ電流や地絡が原因...これらの機能は、過負荷や過負荷にのみ反応する従来のサーキットブレーカーには備わっていません。 短絡.

これらの機器に消火器を求める理由は何ですか?

統計によると、発生する火災の約40％の原因は「電線の閉塞」です。

一般的に「電線のショート」と言うと、経年劣化や絶縁不良による漏電を指すことが多いです。この場合、漏れ電流は 500mA に達する可能性があります。ちょうどそのような強さの漏れ電流が流れるとき (そして、半アンペアとは何ですか? そのような強さの電流に対する熱的放出も電磁的放出もまったく反応しないことが実験的にわかりました。その理由は、単にそれらが設計されていないためです。これ）湿ったおがくずを最長30分間通過すると、自然発火します。 (これはおがくずだけでなく、粉塵全般に当てはまります。)

そして、RCD はあなたや私を感電からどのように守るのでしょうか?

人が充電部分に触れると、電流が人の体に流れます。その値は、相電圧（220 V）をワイヤ、接地、および人体自体の抵抗の合計で除算した係数です。 Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp )。この場合、人体の抵抗と比較した接地および配線の抵抗は無視でき、後者は 1000 オームに等しいと見なすことができます。したがって、問題の電流値は 0.22 A または 220 mA になります。

労働保護および安全対策に関する規範および参考文献から、人体がすでに感じている流れの最小電流は 5 mA であることが知られています。次に標準化された値はいわゆるリリース電流で、10 mA に相当します。このような力の流れが人体を通過すると、自発的な筋肉の収縮が発生します。 30mAの電流はすでに呼吸麻痺を引き起こす可能性があります。人体に 50 mA の電流が流れると、出血や不整脈に関連する不可逆的なプロセスが始まります。 100mAの電流が流れると致死的な出力が可能です。人は 10 mA に等しい電流からすでに保護されている必要があることは明らかです。

したがって、500 mA 未満の電流に対するオートメーションのタイムリーな応答により、物体が火災から保護され、10 mA 未満の電流に対しては、誤って充電部に触れた場合の影響から人が保護されます。

また、220 V の電圧下にある通電部分を 0.17 秒間安全に保持できることも知られています。アクティブ部分が 380 V で通電されている場合、安全タッチ時間は 0.08 秒に短縮されます。

問題は、このような小さな電流では、たとえ無視できるほど短い時間であっても、従来の保護装置を修復できない (そしてもちろんオフにする) ことです。

したがって、このような技術的ソリューションは、「電流供給」、「電流導体」、「制御」という 3 つの巻線を備えた強磁性コアとして生まれました。負荷に印加される相電圧に応じた電流と負荷から中性線に流れる電流により、コアに逆符号の磁束が誘起されます。負荷および配線の保護部分に漏れがない場合、総磁束はゼロになります。それ以外の場合 (接触、絶縁不良など)、2 つの電流の合計はゼロ以外になります。

コア内に発生する磁束により、制御コイルに起電力が誘起されます。リレーは、干渉に対する精密フィルタリングデバイスを介して制御コイルに接続されています。制御コイルで発生する EMF の影響により、リレーは相回路と中性回路を遮断します。

多くの国では、電気設備での RCD の使用は規範と規格によって規制されています。たとえば、ロシア連邦では、1994 ～ 1996 年に GOST R 50571.3-94、GOST R 50807-95 などに採用されました。 GOST R 50669-94によると、RCDは、路上貿易や家庭サービス用の金属製または金属フレームを備えた移動式建物の電源ネットワークに問題なく設置されます。近年、大都市の行政は、州の基準とグラウゴセンネルゴナゾルの勧告に従って、住宅および公共の建物にこれらの装置を装備する決定を下しました（モスクワでは、モスクワ政府命令第 868 号 -RP）。日付は 20.05.94 です。)。

UZOは違うよ…三相と単相...

しかし、RCD のサブクラスへの分割はこれで終わりではありません...

現在、ロシア市場には根本的に異なる 2 つのカテゴリーの RCD があります。

1. 電気機械式 (主電源独立)

2. 電子 (ネットワークに依存)

各カテゴリの動作原理を個別に考えてみましょう。

電気機械式 RCD

RCD の創設者は電気機械派です。それは精密機械学の原理に基づいています。このような RCD の内部を見ると、オペアンプのコンパレータやロジックなどが見えません。

これは、いくつかの主要コンポーネントで構成されます。

1) いわゆるゼロシーケンス変流器。その目的は、漏れ電流を追跡し、特定の Ktr で二次巻線 (I 2) に伝達することです。I ut = I 2 * Ktr (非常に理想的な式ですが、プロセスの本質を反映しています）。

2) 敏感な磁気電気素子 (ロック可能、つまり、外部介入なしでトリガーされると、初期状態 (ロック) に戻ることができません) は、しきい値素子の役割を果たします。

3) リレー - ロックがかかっている場合にトリップを提供します。

このタイプの RCD は、高感度の磁気電気素子に非常に精密な機構を必要とします。現在、電気機械式 RCD を販売している世界的な企業はわずか数社です。その価格は電子 RCD の価格よりもはるかに高くなります。

なぜ電気機械式 RCD が世界のほとんどの国で普及したのでしょうか?すべてが非常に簡単です。このタイプの RCD は、ネットワーク内の任意の電圧レベルで漏れ電流が検出された場合に機能します。

この要素は (主電源電圧レベルに関係なく) なぜそれほど重要なのでしょうか?

これは、正常に動作している（整備済みの）電気機械式 RCD を使用する場合、リレーがトリップし、それに応じて消費者の電源が遮断されることを 100% 保証するという事実によるものです。

電子 RCD では、このパラメータも大きくなりますが、100% にはなりません (以下に示すように、これはネットワーク電圧の特定のレベルでは電子 RCD 回路が動作しないためです)。私たちの各パーセントは、人命の可能性を示しています（電線に触れた場合に人命が直接脅かされるか、絶縁体が燃えて火災が発生した場合には間接的に人命が脅かされます）。

いわゆる「先進国」のほとんどでは、電気機械式 RCD が標準であり、普及が義務付けられているデバイスです。我が国では、RCD の使用義務への移行が徐々に進んでいますが、ほとんどの場合、ユーザーはRCD の種類に関する情報が与えられていないため、安価な電子 RCD が使用されることになります。

電子 RCD

あらゆる建設市場にはそのような RCD が溢れています。電子 RCD のコストは、電気機械式 RCD のコストよりも最大 10 倍低い場合があります。

このような RCD の欠点は、すでに上で述べたように、RCD が良好な状態にある場合でも、漏れ電流の発生によって RCD がトリガされるという 100% の保証ではありません。メリットは安さと入手しやすさです。

原則として、電子 RCD は電気機械 RCD と同じ方法で構築されます (図 1)。違いは、敏感な磁気電気素子の代わりに比較素子（コンパレータ、ツェナーダイオード）が配置されているという事実にあります。このようなスキームが機能するには、整流器と小さなフィルター（おそらく KREN も）が必要です。ゼロシーケンス変流器はステップダウン（数十倍）であるため、信号増幅回路も必要です。信号増幅回路は、有用な信号に加えて、干渉（または漏れ電流がゼロのときに存在する不平衡信号）も増幅します。 。上記のことから、このタイプの RCD でリレーがトリガーされる瞬間は、漏れ電流だけでなく主電源電圧によっても決定されることは明らかです。

電気機械式 RCD を購入する余裕がない場合でも、電子式 RCD はほとんどの場合に動作するため、購入する価値があります。

高価な電気機械式 RCD を購入するのが無意味な場合もあります。これらのケースの 1 つは、アパート/住宅に電力を供給する際の安定化装置または無停電電源装置 (UPS) の使用です。この場合、電気機械式 RCD を使用するのは意味がありません。

私は特定のモデルについてではなく、RCD カテゴリとその長所と短所について話していることにすぐに気づきました。電気機械式および電子式の低品質 RCD を購入できます。当社市場にある電子 RCD の多くは認証を受けていないため、購入の際は適合証明書を求めてください。

零相変流器 (TTNP)

通常、これはフェライト リングであり、その中を相線と中性線が通過し、一次巻線の役割を果たします。二次巻線はリングの表面に均一に巻かれます。

完全：

漏れ電流がゼロであるとします。相導体を流れる電流により、 磁場 中性線を流れる電流によって生成される磁場と大きさが等しく、方向が反対です。したがって、総結合磁束はゼロとなり、二次巻線に誘導される電流はゼロになります。

漏れ電流が導体を流れる瞬間（ゼロ、相）、カップリングからの磁束の発生と漏れ電流に比例した電流の二次巻線への誘導の結果、電流の不均衡が発生します。

実際には、二次巻線には不平衡電流が流れますが、これは使用する変圧器によって決まります。 TTNP の要件は次のとおりです。不平衡電流は、二次巻線に減少する漏れ電流よりも大幅に小さくなければなりません。

RCDの選択

RCD のタイプ (電気機械式、電子式) を決定したとします。しかし、提供されている膨大な製品リストから何を選択すればよいでしょうか?

次の 2 つのパラメーターを使用して、十分な精度で RCD を選択できます。

定格電流と漏れ電流（破壊電流）。

定格電流は、相導体を流れる最大電流です。最大消費電力がわかれば、この電流を見つけるのは簡単です。ワーストケースの消費電力（最小 Cos (?) での最大電力）を相電圧で割るだけです。機械の定格電流を超える電流が流れる RCD を RCD の前に配置しても意味がありません。理想的には、余裕を持って、マシンの定格電流と等しい定格電流の RCD を採用します。

定格電流が 10、16、25、40 (A) の RCD がよく見られます。

漏れ電流（トリガー電流）は、人命保護のためにアパート/住宅にRCDが設置されている場合は通常10mA、企業ではワイヤーが燃えた場合の火災を防ぐために100〜300mAです。

他にも RCD パラメータがありますが、それらは固有のものであり、通常のユーザーにとっては興味深いものではありません。

出口

この記事では、RCD の原理を理解するための基本と、さまざまなタイプの残留電流デバイスを構築する方法について説明します。もちろん、電気機械式および電子式 RCD には、独自の利点と欠点があるため、存在する権利があります。