Kas yra UZO: įtaisas, veikimo principas, rūšys ir UZO žymėjimas

Bet kuris elektros tinklas turi turėti apsaugos įtaisą, tačiau ne kiekvienas žino, kas yra AIĮ ir koks jo veikimo principas. Santrumpos iššifravimas yra toks – apsauginis išjungimo įtaisas.

Šis elektros žemosios įtampos aparatas skirtas išjungti saugomą grandinės dalį, kai susidaro diferencinė srovė, viršijanti šio prietaiso vardinę vertę.

Šiame straipsnyje stengsimės išsamiai išnagrinėti AIĮ įrenginį ir veikimo principą, apžvelgti esamas atmainas ir išsiaiškinti, kokią informaciją pateikia apsauginių išjungimo įtaisų ženklinimas.

Apsaugos aparato paskirtis

AIĮ įžeminimo kontūrą sudaro PE laidininkas, jungiantis neutralius srovės laidžius korpusus arba elektros mechanizmų dalis, kurių varža ne didesnė kaip 4 omai.

Atsiradus nuotėkio srovei, šie įrangos elementai gali būti įtampingi, o tai kelia pavojų žmonių ir gyvūnų gyvybei juos palietus, taip pat visam turtui.

Išgelbėti nuo elektros traumų – tai apsauginių aparatų pašaukimas. Aptikus nuotėkio srovę, jie išjungia įtampą.

Didžiausias pavojus slypi tame, kad tokie grandinės pažeidimai yra nematomi ir retais atvejais juntami, kai palietus prietaisą galima pajusti lengvą elektros smūgį.

Pagrindinė šio reiškinio priežastis yra laidų izoliacinio sluoksnio pažeidimas. Nekontroliuojami procesai gali padaryti didelę žalą, todėl apsauginė įranga tampa vis populiaresnė buitinėmis sąlygomis.

Srovės laidžių tinklų poveikis žmogaus organizmui gali baigtis liūdnomis pasekmėmis. Ši problema buvo išspręsta naudojant AIĮ valdymo ir matavimo prietaisus, priklausančius apsaugos segmentui. Pagrindiniai montavimo ir naudojimo reikalavimai aprašyti IEC 60364

AIĮ naudojimas labiausiai paplito vienfaziuose tinkluose su kintamąja srove ir neutraliosios linijos įžeminimu, taip pat su įtampos rodikliais iki 1 kV buitinio elektros tiekimo formate.

RCD konstrukcija

Pasirenkamosios apsauginio mechanizmo savybės padės suprasti RCD veikimo principą, būtent atkuriamą prietaiso reakciją į srovės nuotėkį.

Pagrindiniai darbo mazgai yra:

• transformatorinis diferencialinis jutiklis;
• paleidimo elementas – mechanizmas, nutraukiantis netinkamai veikiančią elektros grandinę;
• elektromagnetinė relė;
• kontrolinis blokas.

Prie jutiklio prijungtos priešingos apvijos – fazė ir nulis. Esant normaliam tinklo darbo režimui, šie puslaidininkiniai elementai šerdyje sukuria magnetinius srautus, turinčius priešingą kryptį vienas kito atžvilgiu. Dėl to magnetinis srautas lygus nuliui.

Transformatorių sudaro uždara plieninė šerdis, ant kurios yra dvi ritės: pirminė – prijungta prie kintamosios srovės šaltinio, antrinė – prijungta prie apkrovos. Kiek kartų transformatorius padidina kintamosios srovės įtampą, tiek kartų sumažėja srovės stipris.

Prie antrinės apvijos, suvyniotos ant transformatoriaus magnetolaidžio, prijungta elektromagnetinio tipo relė. Jei tinkle laikomasi standartinių darbo sąlygų, ji nenaudojama.

Kai atsiranda srovės nuotėkis, visas darbas kardinaliai pasikeičia. Fazinis ir neutralus laidininkai pradeda praleisti skirtingus srovės dydžius. Dabar magnetinių srautų šerdyje galios vertė ir kryptis taip pat turės skirtingus parametrus.

Antriniuose vijose atsiranda srovė, o pasiekus nustatytas vertes, įvyksta elektromagnetinės relės suveikimas. Ji prijungta poroje su atjungimo mechanizmu. Ši jungtis reikiamu momentu sureaguoja ir atjungia elektros tinklą.

Pagal priešgaisrinės saugos reikalavimus, diferencialinės apsaugos įtaiso kontroliniai patikrinimai atliekami reguliariai, ne rečiau kaip kartą per mėnesį. Tam prietaisas turi specialų mygtuką „TESTAS“.

Tikrinimo mazgas sudarytas iš varžos mechanizmo – tam tikra apkrova, prijungta apeinant diferencialinį jutiklį. Šis elementas imituoja srovės nuotėkį ir taip atliekamas prietaiso veikimo patikrinimas. Išsamiau apie tikrinimo metodus kalbėjome šiame straipsnyje.

RCD veikimo principas yra toks: srovės tiekimas iš fazinės linijos į kontrolinę varžą, o po to – į neutralų laidą, apeinant jutiklį.

Taip sukuriamos sąlygos skirtingiems srovės rodikliams prietaiso įėjime ir išėjime. Šis disbalansas turėtų sukelti atjungimo mazgo aktyvavimą.

Priklausomai nuo kūrėjų, grandinės techninis įtaisas gali skirtis, tačiau RCD veikime naudojamas principas bus identiškas visiems modeliams.

Apsaugos mechanismo suveikimo principas

Panagrinėkime, kam reikia naudoti UZO. Apsauginio įrenginio veikimas pagrįstas matavimo metodu.

Fiksuojami įeinančių ir išeinančių srovių, tekančių per transformatorių, parametrai. Jei pirmoji vertė didesnė už antrąją, tai reiškia, kad elektros grandinėje vyksta srovės nuotėkis ir prietaisas atjungia maitinimą. Jei parametrai identiški, įrenginys nesuveikia.

Dviejų laidų sistemoje diferencialinis įrenginys nesuveikia, jei fazės ir neutralės laidais teka vienodo stiprumo srovė. Jei šiuose dydžiuose yra skirtumas, vadinasi, tinkle yra izoliacijos pažeidimas, ir apsauginis mechanizmas atjungs pažeistą atkarpą.

Kad geriau suprastume, panagrinėkime, kaip veiks UZO buitiniame skirstomajame skydelyje su dvipoliu sistema.

Prie viršutinių gnybtų blokų prijungtas įvesties dvišerdis laidas (fazė ir nulis). Prie apatinių gnybtų prijungtos fazė ir nulis, nutiestos iki apkrovos, pavyzdžiui, prie boilerio ar elektrinio virdulio maitinimo lizdo. Apsauginis įrenginio įžeminimas bus atliekamas kabeliu, apeinant UZO.

Standartiniu darbo režimu elektronų judėjimas vyksta fazės linija nuo įvesties kabelio iki elektrinio boilerio/virdulio šildytuvo, tekant per diferencialinės apsaugos įrenginį. Atgal jie juda į žemę vėl per UZO, tačiau neutralės linija.

Jei žmogus palies srovę laidaus prietaiso korpusą, ant kurio dėl pažeidimo atsirado potencialas, šioje situacijoje srovės nuotėkis eis per žmogaus kūną, į ką įrenginys reaguos beveik akimirksniu, atjungdamas maitinimo sistemą.

Pavyzdžiui, prietaiso šildymo elemente (TEN) buvo pažeista izoliacija. Taigi per viduje esantį vandenį srovė iš dalies tekės per korpusą, o paskui nutekės į žemę per apsauginio įrenginio laidus.

Srovės likučiai grįš neutralės linija per UZO. Tačiau jos stiprumas taps mažesnis nuotėkio dydžiu, palyginti su įeinančia srove.

Rodiklių skirtumą apskaičiuoja diferencialinis transformatorius. Jei skaičius didesnis už leistiną, prietaisas akimirksniu sureaguoja ir nutraukia grandinę.

Kitame mūsų straipsnyje pateikėme rekomendacijas, kaip pasirinkti ir tinkamai prijungti UZO boileriui.

AIĮ naudojimo tikslingumas

Panagrinėkime, kam reikia naudoti UZO ir nuo kokių neigiamų poveikio veiksnių įrenginys suteikia apsaugą.

Visų pirma – fazės trumpasis jungimas prie elektrotechnikos korpuso. Dažniausiai prie probleminių zonų priskiriami šildytuvų ir skalbimo mašinų kaitinimo elementai (TEN). Verta pastebėti, kad pažeidimas (pramušimas) atsiranda tik tada, kai šilumą generuojanti dalis kaitinama veikiant srovei.

Taip pat neteisingai prijungus laidus. Pavyzdžiui, jei naudojami suktiniai sujungimai be gnybtų dėžutės, kurie vėliau įleidžiami į sieną ir uždaromi tinko sluoksniu. Kadangi paviršius turi padidintą drėgmę, šis suktinis sujungimas ir bus pralaidumo vieta, sukelianti nuotėkį į sieną.

Diferencialinis apsauginis mechanizmas šiuo atveju nuolat atjungs liniją, kol atkarpa visiškai neišdžius arba kol nebus perdarytas jungiamasis mazgas.

Automatinė apsauga efektyviai naudojama buitinėmis sąlygomis: elektros grupėse vonios kambariui, virtuvei ir kištukiniuose lizduose, su daugybe maitinamų prietaisų. Idealus variantas, kai tokio tipo įrenginiai yra sumontuoti kiekvienoje kištukinių lizdų grupėje.

Apžvalginių aparatų taikymo sritis gana įvairi – nuo visuomeninių pastatų iki didelių įmonių. Jais komplektuojamos elektrotechninės konstrukcijos ir schemos, skirtos priėmimui ir paskirstymui: skydai gyvenamuosiuose namuose, elektros tiekimo sistemos individualiam vartojimui ir pan. Svarbiausia – teisingai pasirinkti UZO pagal galią.

Prietaisų rūšys ir jų klasifikacija

Kūrėjų firmos suteikia savo gaminiams įvairias galimybes, į kurias būtina atsižvelgti nustatant reikiamą UZO tipą, remiantis konkrečiomis elektros tinklo eksploatavimo sąlygomis.

Kad eilinis vartotojas sugebėtų išsirinkti reikiamą apsauginį atjungimo įrenginį iš siūlomų modelių gausos, buvo sukurta klasifikavimo sistema, pagrįsta šiomis charakteristikomis:

• veikimo principas;
• diferencialinės srovės rūšis;
• atjungiančios diferencialinės srovės laiko uždelsimas;
• polių skaičius;
• montavimo būdas.

Toliau detaliau aptarsime kiekvieną iš šių klasifikacijų.

Klasifikacija #1 — pagal įjungimo būdą

Yra tik du įjungimo būdai – elektromechaninis ir elektroninis. Pirmuoju atveju automatas atjungs maitinimą pažeistoje linijoje nepriklausomai nuo tinklo įtampos. Pagrindinis darbo organas – toroidinė šerdis su apvijomis.

Susidarius nuotėkiui, antrinėje grandinėje susidaro įtampa, skirta suaktyvinti poliarizacijos relės darbą, o tai lemia išjungimo mechanizmo aktyvavimą.

Elektromechaninio tipo įrenginiams nereikia išorinės įtampos. Jų suveikimo šaltinis yra diferencialinė srovė pažeistoje linijoje.

Prietaiso su elektroniniu užpildu veikimas visiškai priklauso nuo papildomos įtampos, t.y. reikalingas išorinis maitinimas. Čia darbo organas yra elektroninė plokštė su stiprintuvu.

Tokio mechanismo viduje nėra papildomų energiją kaupiančių šaltinių, todėl schemos darbui naudojama išorinio tinklo elektra, o jei nėra įtampos, – įrenginys nenutrauks grandinės.

Įrenginio tipo nustatymas: prie AA tipo pirštinės baterijos gnybtų prilituokite du laidus. Įjunkite RCD ir prijunkite prie apsauginio bloko įvado, o kitą – prie išvado. Linijos jungiamos prie vieno poliaus. Jei prietaisas išsijungs, tai reiškia, kad pateiktas elektromechaninis tipas, jei ne – elektroninis.

Elektroninio RCD, sumontuoto ant linijos su lizdu, iš kurio maitinama mikrobangų krosnelė, veikimo pavyzdys: įvyko nulinės fazės pertraukimas, be to, tuo pačiu metu atsiranda mikrobangų elektros instaliacijos gedimas ir fazė uždaroma ant korpuso, t. y. ant jo atsiranda pavojingas potencialas.

Jei paliesite krosnelę, elektroninės apsaugos tipas nebus suaktyvintas, nes nėra maitinimo tinklo. Būtent dėl nepatikimumo, palyginti su elektromechaniniu analogu, šis prietaisas buvo mažiau paplitęs.

Klasifikacija #2 — pagal nuotėkio srovės rūšį

Visi gaminamų saugos automatinių jungiklių modeliai papildomai skirstomi pagal apkrovos srovę, tekančią per įrenginį. Jie apdoroja tam tikro bangos pavidalo įtampą.

Ant visų prietaisų korpuso ir pase nurodoma vardinė darbinė įtampa. Šis parametras turi atitikti elektrotechnikos vardinės srovės diapazoną.

AS tipas bus suaktyvintas, kai kontroliuojamoje grandinėje akimirksniu atsiranda kintamoji nuotėkio įtampa arba kai ji bangos pavidalu didėja. Šie aparatai žymimi užrašu "AS" arba simboliniu ženklu "~".

Tinkamiausias formos faktorius buitiniam naudojimui – RCD-AS. Modelis yra pigiausias iš panašaus veikimo prietaisų. Elektrotechnikos pase gamintojai neretai nurodo konkretų apsauginio automato modelį, tinkantį šiam gaminiui.

A tipas suveikia, kai kontroliuojamoje grandinėje akimirksniu susidaro kintamoji arba pulsuojanti pramušimo srovė, arba joms lėtai didėjant.

Tokį mechanizmą galima naudoti bet kokiose pateiktose situacijose. Ant automato korpuso yra užrašyta santrumpa "A" arba simbolis, kaip grafiniame paveikslėlyje stačiakampyje. .

Dažniausiai A tipas prijungiamas prie grandinės, kur apkrovos reguliavimas atliekamas nupjaunant sinusoidės viršų, pvz., variklio sukimosi greičio rodiklių koregavimas tiristorių keitikliu.

A modelio kaina yra kelis kartus brangesnė, palyginti su AS, nes čia papildomai vykdoma nuolatinės įtampos, atsirandančios galios keitimo technikoje, kontrolė.

B potipio RCD yra veiksmingi reaguojant į nuotėkio srovę, kuri gali būti nuolatinė, kintamoji arba konvertuota (išlyginta) elektros grandinėje.

Tai brangi įranga, skirta pramoninės veiklos objektams. Buitinėmis sąlygomis jie nenaudojami.

Pateikti apsaugos išjungimo įrenginiai A, B ir AC tipų yra skirti aktyvacijos laikui 0,02-0,03 s.

Klasifikacija #3 — pagal laiko uždelsimo tipą

Ši klasifikacija numato skirtumą pagal du tipus: S ir G. Automatinę S tipo apsaugą galima apibūdinti kaip selektyvaus formato reakciją. Veikimo laiko uždelsimas atitinka 0,15-0,5 s diapazoną. Jį tikslinga rinktis, kai RCD jungiamas grupėje.

Buto skydo schema su dviem apkrovos grupėmis, prie kurių prijungti du skirtingi apsauginių įrenginių tipai: AC arba A, ir S

Pagal schemą skydelyje yra dvi apkrovos grupės – kištukiniai lizdai Nr.1 ir Nr.2, prie kurių prijungtas A tipo RCD, o į patalpos įėjimą – antrasis automatas S.

Jei įvyks pramušimas viename ryšulyje, įvadinis prietaisas suaktyvės tik tada, kai kolektyvinis įrenginys neįvykdys savo funkcijos ir neatjungs defektinės dalies.

Grandinės pertraukimo aktyvacijos selektyvumą galima atlikti naudojant kitą metodą – per nuotėkio srovės nustatymus. Šis būdas yra labiausiai paplitęs.

Buto skydo schema su dviem apkrovos grupėmis, prie kurių prijungti du skirtingi apsauginių įrenginių tipai: AC su pramušimo nustatymu, o antrasis – A, bet su didesne verte.

Paimkime analogišką ankstesnei schemą ir pakeiskime ją taip: grupinį automatą renkamės AC tipo, tik su diferencinės srovės nustatymu 0,03 A, o įvade bus analogiškas įrenginys, tik 0,1 A.

Yra situacijų, kai diferencinė srovė pažeidimo grandinėje viršija dviejų apsaugos prietaisų vardines nustatymus. Pirmoje schemoje selektyvumas nebus pažeistas, o antroje – atskirties srovė gali suveikti bet kurį iš prijungtų įrenginių.

G formos faktoriaus aparatas taip pat turi selektyvų veikimo principą ir turi uždelsimą 0,06-0,08 s. Visi aprašyti selektyvūs tipai yra skirti ekstremalių srovių poveikiui – iki 15 kA.

Kai kurie RCD modeliai turi diferencinio srovės nustatymo reguliavimo sistemą, kiti tokios galimybės neturi. Tačiau buitiniams tikslams tinka antrasis vykdymo variantas.

Ribojimo srovė yra svarbus pasirinkimo parametras, nes būtent dėl to užtikrinamas saugumas.

Pavyzdžiui, patalpose su padidinta drėgme, elektros prietaisų maitinimas atliekamas prijungiant prie schemos išjungimo įrenginius su nustatymu 0,01 A. Standartinėms buitinėms sąlygoms – 0,03 A.

Pastatų priešgaisrinės saugos organizavimui – 0,1-0,3 A. Rekomenduojame susipažinti su patarimais apie priešgaisrinio RCD pasirinkimą ir jo montavimo subtilybėmis.

Klasifikacija #4 — pagal polių skaičių

Kadangi automatinis įtaisas veikia per jį einančių srovių dydžių palyginimo principu, automatinio jungiklio polių skaičius bus identiškas laidžių linijų skaičiui.

Dviejų polių apsauginis išjungimo įtaisas (APS) žymimas kaip 2P. Jis įjungiamas į vienfazę schemą, siekiant užtikrinti žmogaus apsaugą ir užkirsti kelią galimoms gaisro priežastims.

Keturių polių APS ženklinimas – 4P. Jie skirti darbui trijų fazių tinkle. Taip pat galimas įrengimo derinys, pvz., keturių polių prietaisas įvedamas į dviejų laidų tinklą.

Tačiau tokiu atveju bus išnaudotas ne visas įrenginio potencialas, o tai yra ekonomiškai nenaudinga.

Montuojant apsauginį automatinį jungiklį, reikia atsižvelgti į tikimybę, kad apkrovos srovė gali viršyti maksimalias įrenginio darbines vertes. Todėl papildomai montuojamas automatinis jungiklis, kurio nominali įtampa ne didesnė už saugos sistemos darbinę srovę.

Klasifikacija #5 — pagal prietaiso montavimo būdą

Kadangi diferencialiniai apsauginiai įtaisai gaminami įvairiuose korpusuose, juos galima naudoti kaip stacionarius arba nešiojamus.

Antruoju atveju aparatas aprūpinamas ilginamuoju laidu. Ant DIN bėgelio tvirtinami prietaisai montuojami elektros skyde, kuris įrengiamas arba koridoriuje, arba bute.

Taip pat yra APS rozetės ir APS kištuko variantai. Tiek pirmuoju, tiek antruoju atveju bet koks elektros prietaisas, prijungtas per tokį mechanizmą, sugedęs nekelia pavojaus žmogui.

Visiškas ženklinimo verčių iššifravimas

Ant įrenginio korpuso privalomai nurodomas gamintojo pavadinimas. Toliau seka standartizuotas ženklinimas su serijos numerio žymeniu.

Sutrumpinimo iššifravimui naudosime tokį pavyzdį [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – apsauginis išjungimo įtaisas;
• [X] – vykdymo formatas;
• 00 – skaitmeniniai arba raidiniai-skaitmeniniai serijos žymenys;
• [X] – polių skaičius: 2 arba 4;
• [XX] – nuotėkio srovės tipo charakteristikos: AC, A ir B.

Taip pat čia bus nurodyti ir prietaiso nominalūs parametrai, į kuriuos renkantis reikia atkreipti ypatingą dėmesį.

Sutrumpinimo iššifravimas: 1 – prekės ženklas; 2 – įrenginio tipas; 3 – selektyvus tipas; 4 – atitiktis Europos standartams; 5 – nominali darbinė srovė ir nustatymas; 6 – maksimali kintamoji darbinė įtampa; 7 – nominali srovė, kurią prietaisas gali atlaikyti; 8 – diferencialinė įjungimo ir išjungimo geba; 9 – elektros schema; 10 – rankinis veikimo patikrinimas; 11 – jungiklio padėties ženklinimas

Didžiausi parametrai, kuriems prietaisai yra suprojektuoti, yra: įtampa Un, srovė In, diferencinė grandinės atjungimo srovės vertė IΔn, įjungimo ir išjungimo gebėjimas Im, perjungimo gebėjimas trumpųjų jungimų metu Icn.

Pagrindinės ženklinimo reikšmės turi būti išdėstytos taip, kad jos liktų matomos sumontavus prietaisą. Kai kurie parametrai gali būti užrašomi šone arba galiniame skydelyje, matomi tik iki gaminio sumontavimo.

Išėjimai, skirti tik neutraliam laidui prijungti, žymimi lotynišku simboliu «N». Išjungtą RCD režimą rodo simbolis «O» (apskritimas), įjungtą – trumpa vertikali linija «I».

Ne ant kiekvieno gaminio yra pažymėti optimalūs aplinkos temperatūros rodikliai. Tuose modeliuose, kur yra simbolis – tai reiškia, kad darbo režimo diapazonas yra nuo -25 iki +40 °C, jei nėra jokių žymėjimų – turimi omenyje standartiniai rodikliai nuo -5 iki +40 °C.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdinė medžiaga su išsilia apžvalga visų apsaugos mechanizmų sudedamųjų elementų, jų paskirties ir tarpusavio sąveikos principų:

Visų tipų apsauginių automatinų jungtuvų aprašymas, taip pat patarimai, kaip teisingai pasirinkti:

Atsakymas į amžiną klausimą, prie ko sustoti renkantis – prie diferencialinio automato, ar prie RCD + montavimo paslaptys:

RCD naudojimas yra naudingas ir teisingas sprendimas ne tik taupymo požiūriu, bet ir priešgaisrinės saugos bei žmogaus apsaugos požiūriu.

Rekomenduojama maksimaliai išnaudoti jo potencialą buitinėmis sąlygomis, įrengiant jį visoms elektrotechnikos grupėms, siekiant užtikrinti visišką izoliaciją nuo elektros poveikio.

Ar jums liko klausimų dėl veikimo principo ar apsauginių išjungimo įrenginių klasifikacijos? Ar norite papildyti pateiktą medžiagą naudinga informacija? Rašykite, prašau, savo pastabas komentarų bloke, užduokite klausimus – mūsų svetainės ekspertai ir kompetentingi lankytojai pasistengs kuo išsamiau jums atsakyti.