UZO — tujuan, prinsip konstruksi, pilihan

Perangkat arus sisa (RCD) adalah salah satu perangkat paling populer yang digunakan oleh perusahaan konstruksi dan konsumen pribadi. Tapi bagaimana memastikan pilihan yang tepat RCD? Saya harap artikel ini akan memudahkan Anda menavigasi pasar RCD yang jenuh dengan model berbeda.

Perangkat arus sisa. Dasar

Perangkat arus sisa (RCD) atau, dengan kata lain, perangkat perlindungan diferensial, dirancang untuk melindungi orang dari sengatan listrik jika terjadi gangguan listrik atau bersentuhan dengan bagian aktif dari instalasi listrik, serta untuk mencegah kebakaran dan kebakaran , disebabkan oleh arus bocor dan gangguan pembumian... Fungsi ini tidak melekat pada pemutus sirkuit konvensional yang hanya bereaksi terhadap kelebihan beban atau arus pendek.

Apa alasan mencari alat pemadam api untuk perangkat ini?

Menurut statistik, penyebab sekitar 40% dari semua kebakaran yang terjadi adalah "penutupan kabel listrik".

Dalam banyak kasus, frasa umum "korsleting pada kabel listrik" sering mencakup kebocoran listrik yang terjadi karena penuaan atau kegagalan isolasi. Dalam hal ini, arus bocor bisa mencapai 500mA. Secara eksperimental ditemukan bahwa ketika arus bocor dengan kekuatan seperti itu mengalir (dan apa itu setengah ampere? Baik pelepasan termal maupun elektromagnetik ke arus dengan kekuatan seperti itu tidak merespons - hanya karena alasan bahwa mereka tidak dirancang untuk ini) selama maksimal setengah jam melalui serbuk gergaji basah, mereka menyala secara spontan. (Dan ini berlaku tidak hanya untuk serbuk gergaji, tetapi untuk semua debu pada umumnya.)

Dan bagaimana RCD melindungi Anda dan saya dari sengatan listrik?

Jika seseorang menyentuh bagian aktif, arus akan mengalir melalui tubuhnya, yang nilainya adalah koefisien pembagian tegangan fasa (220 V) dengan jumlah hambatan kabel, pentanahan dan tubuh manusia itu sendiri: Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp ). Dalam hal ini, resistansi pembumian dan kabel dibandingkan dengan resistansi tubuh manusia dapat diabaikan, yang terakhir dapat dianggap sama dengan 1000 ohm. Oleh karena itu, nilai arus yang dimaksud adalah 0,22 A atau 220 mA.

Dari literatur normatif dan referensi tentang tindakan perlindungan dan keselamatan tenaga kerja, diketahui bahwa arus minimum yang alirannya sudah dirasakan oleh tubuh manusia adalah 5 mA. Nilai standar berikutnya adalah yang disebut arus pelepasan, sama dengan 10 mA. Ketika aliran kekuatan seperti itu melewati tubuh manusia, kontraksi otot spontan terjadi. Arus listrik 30 mA sudah dapat menyebabkan kelumpuhan pernapasan.Proses ireversibel yang terkait dengan perdarahan dan aritmia jantung dimulai dalam tubuh manusia setelah arus 50 mA mengalir ke seluruh tubuh. Output mematikan dimungkinkan saat terkena arus 100 mA. Jelas bahwa seseorang seharusnya sudah dilindungi dari arus sebesar 10 mA.

Jadi respons otomatisasi yang tepat waktu terhadap arus kurang dari 500 mA melindungi objek dari api, dan terhadap arus kurang dari 10 mA — melindungi seseorang dari konsekuensi menyentuh bagian aktif secara tidak sengaja.

Diketahui juga bahwa Anda dapat dengan aman menahan bagian pembawa arus, yang berada di bawah tegangan 220 V, selama 0,17 detik. Jika bagian aktif diberi daya pada 380 V, waktu sentuh yang aman dikurangi menjadi 0,08 detik.

Masalahnya adalah arus sekecil itu, dan bahkan untuk waktu singkat yang dapat diabaikan, tidak dapat memperbaiki (dan, tentu saja, mematikan) perangkat pelindung konvensional.

Oleh karena itu, solusi teknis seperti itu lahir sebagai inti feromagnetik dengan tiga belitan: — "suplai arus", "konduktor arus", "kontrol". Arus yang sesuai dengan tegangan fasa yang diterapkan pada beban dan arus yang mengalir dari beban pada konduktor netral menginduksi fluks magnet dengan tanda berlawanan pada inti. Jika tidak ada kebocoran pada beban dan pada bagian kabel yang terlindungi, fluks total akan menjadi nol. Jika tidak (sentuhan, kegagalan isolasi, dll.), Jumlah kedua arus menjadi bukan nol.

Fluks yang timbul di inti menginduksi gaya gerak listrik di koil kontrol. Relai terhubung ke koil kontrol melalui perangkat penyaringan presisi untuk gangguan apa pun. Di bawah pengaruh EMF yang terjadi di koil kontrol, relai memutus sirkuit fase dan netral.

Di banyak negara, penggunaan RCD pada instalasi listrik diatur oleh norma dan standar.Misalnya, di Federasi Rusia - diadopsi pada 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95, dll. Menurut GOST R 50669-94, RCD dipasang tanpa masalah di jaringan catu daya bangunan bergerak yang terbuat dari logam atau dengan rangka logam untuk perdagangan jalanan dan layanan rumah tangga. Dalam beberapa tahun terakhir, administrasi kota-kota besar, sesuai dengan standar negara bagian dan rekomendasi Glavgosenergonadzor, membuat keputusan untuk melengkapi stok bangunan tempat tinggal dan publik dengan perangkat ini (di Moskow — Perintah Pemerintah Moskow No. 868 -RP tanggal 20.05.94 .).

UZO berbeda... Tiga fase dan satu fase ...

Tetapi pembagian RCD menjadi subclass tidak berakhir di situ ...

Saat ini, ada 2 kategori RCD yang sangat berbeda di pasar Rusia.

1. Elektromekanis (listrik independen)

2. Elektronik (tergantung jaringan)

Mari pertimbangkan prinsip tindakan masing-masing kategori secara terpisah:

RCD elektromekanis

Pendiri RCD adalah elektromekanis. Ini didasarkan pada prinsip mekanika presisi, yaitu melihat ke dalam RCD seperti itu, Anda tidak akan melihat pembanding op amp, logika, dan sejenisnya.

Ini terdiri dari beberapa komponen utama:

1) Yang disebut transformator arus urutan-nol, tujuannya adalah untuk melacak arus bocor dan mentransmisikannya dengan Ktr tertentu ke belitan sekunder (I 2), I ut = I 2 * Ktr (rumus yang sangat ideal, tetapi mencerminkan esensi dari proses).

2) Elemen magnetoelektrik yang sensitif (dapat dikunci, mis. ketika dipicu tanpa intervensi eksternal, ia tidak dapat kembali ke keadaan awal - kunci) - memainkan peran sebagai elemen ambang.

3) Relai - menyediakan trip jika kunci diaktifkan.

Jenis RCD ini membutuhkan mekanika yang sangat presisi untuk elemen magnetoelektrik yang sensitif.Saat ini, hanya sedikit perusahaan global yang menjual RCD elektromekanis. Harganya jauh lebih tinggi daripada harga RCD elektronik.

Mengapa RCD elektromekanis tersebar luas di sebagian besar negara di dunia? Semuanya sangat sederhana - RCD jenis ini akan berfungsi jika arus bocor terdeteksi pada level tegangan apa pun di jaringan.

Mengapa faktor ini (terlepas dari level tegangan listrik) begitu penting?

Hal ini disebabkan fakta bahwa ketika kami menggunakan RCD elektromekanis yang berfungsi (diservis), kami menjamin 100% waktu relai akan trip dan daya konsumen akan terputus.

Dalam RCD elektronik, parameter ini juga besar, tetapi tidak sama dengan 100% (seperti yang akan ditunjukkan di bawah, hal ini disebabkan fakta bahwa pada tingkat tegangan jaringan tertentu, rangkaian RCD elektronik tidak akan berfungsi), dan di setiap persen kita adalah kemungkinan nyawa manusia (baik ancaman langsung terhadap nyawa manusia saat menyentuh kabel, atau tidak langsung, jika terjadi kebakaran karena membakar isolasi).

Di sebagian besar yang disebut negara "maju", RCD elektromekanis adalah standar dan perangkat yang wajib digunakan secara luas Di negara kita, ada transisi bertahap ke penggunaan RCD wajib, tetapi dalam banyak kasus penggunanya adalah tidak diberikan informasi tentang jenis RCD, yang mengarah pada penggunaan RCD elektronik yang murah.

RCD elektronik

Setiap pasar konstruksi dibanjiri RCD semacam itu. Biaya RCD elektronik di beberapa tempat lebih rendah daripada elektromekanis hingga 10 kali lipat.

Kerugian dari RCD seperti yang telah disebutkan di atas bukanlah jaminan 100%, jika RCD dalam kondisi baik akan dipicu akibat terjadinya arus bocor. Keuntungannya adalah murah dan ketersediaan.

Pada prinsipnya, RCD elektronik dibuat dengan cara yang sama seperti elektromekanis (Gbr. 1). Perbedaannya terletak pada kenyataan bahwa tempat elemen magnetoelektrik sensitif diambil oleh elemen pembanding (pembanding, dioda zener). Agar skema seperti itu berfungsi, Anda memerlukan penyearah, filter kecil (bahkan mungkin KREN). Karena trafo arus urutan-nol adalah step down (puluhan kali), maka rangkaian penguatan sinyal juga diperlukan, yang selain sinyal yang berguna juga akan memperkuat interferensi (atau sinyal ketidakseimbangan yang ada pada arus bocor nol) ) . Jelas dari penjelasan di atas bahwa momen relai terpicu pada RCD jenis ini tidak hanya ditentukan oleh arus bocor, tetapi juga oleh tegangan listrik.

Jika Anda tidak mampu membeli RCD elektromekanis, RCD elektronik masih layak dibeli karena sebagian besar berfungsi.

Ada juga kasus ketika tidak masuk akal untuk membeli RCD elektromekanis yang mahal. Salah satunya adalah penggunaan stabilizer atau uninterruptible power supply (UPS) saat menyalakan apartemen / rumah. Dalam hal ini, tidak masuk akal untuk menggunakan RCD elektromekanis.

Saya langsung mencatat bahwa saya berbicara tentang kategori RCD, pro dan kontranya, dan bukan tentang model tertentu. Anda dapat membeli RCD tipe elektromekanis dan elektronik berkualitas rendah. Saat membeli, mintalah sertifikat kesesuaian, karena banyak RCD elektronik di pasar kami yang tidak bersertifikat.

Transformator Arus Urutan Nol (TTNP)

Biasanya ini adalah cincin ferit yang dilalui (di dalam) kabel fase dan netral, mereka memainkan peran belitan primer. Belitan sekunder dililitkan secara merata pada permukaan cincin.

Sempurna:

Biarkan arus bocor menjadi nol.Arus yang mengalir melalui konduktor fase tercipta Medan gaya besarnya sama dengan medan magnet yang diciptakan oleh arus yang mengalir melalui kabel netral dan berlawanan arah. Dengan demikian fluks kopling total adalah nol dan arus induksi pada belitan sekunder adalah nol.

Pada saat arus bocor mengalir melalui konduktor (nol, fasa), terjadi ketidakseimbangan arus, akibat terjadinya fluks dari kopling dan induksi arus sebanding dengan arus bocor ke belitan sekunder.

Dalam praktiknya, ada arus tidak seimbang yang mengalir melalui belitan sekunder dan ditentukan oleh transformator yang digunakan. Persyaratan untuk TTNP adalah sebagai berikut: arus ketidakseimbangan harus jauh lebih kecil daripada arus bocor yang dikurangi ke belitan sekunder.

Pemilihan RCD

Misalkan Anda telah memutuskan jenis RCD (elektromekanis, elektronik). Tapi apa yang harus dipilih dari daftar besar produk yang ditawarkan?

Anda dapat memilih RCD dengan akurasi yang cukup menggunakan dua parameter:

Nilai arus dan arus bocor (arus putus).

Arus pengenal adalah arus maksimum yang akan mengalir melalui konduktor fasa. Sangat mudah untuk menemukan arus ini dengan mengetahui konsumsi daya maksimum. Bagi saja konsumsi daya kasus terburuk (daya maksimum pada Cos minimum (?)) dengan tegangan fasa. Tidak ada gunanya menempatkan RCD untuk arus yang lebih besar dari arus pengenal mesin di depan RCD. Idealnya, dengan margin, kami mengambil RCD untuk arus pengenal yang sama dengan arus pengenal mesin.

RCD dengan arus pengenal 10,16,25,40 (A) sering ditemukan.

Arus bocor (arus pemicu) biasanya 10 mA jika RCD dipasang di apartemen / rumah untuk melindungi nyawa manusia, dan 100-300mA di perusahaan untuk mencegah kebakaran jika kabel terbakar.

Ada parameter RCD lain, tetapi spesifik dan tidak menarik bagi pengguna biasa.

KELUAR

Artikel ini mencakup dasar-dasar pemahaman prinsip RCD serta metode untuk membangun berbagai jenis perangkat arus sisa. RCD elektromekanis dan elektronik tentunya memiliki hak untuk eksis, karena memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.