วัตถุประสงค์ หลักการทำงาน ขอบเขตการใช้งาน เรียกว่าการปิดระบบป้องกันการปิดระบบอัตโนมัติของการติดตั้งระบบไฟฟ้าเมื่อเฟสเดียว (ขั้วเดียว) สัมผัสกับชิ้นส่วนที่ได้รับพลังงานซึ่งมนุษย์ไม่ยอมรับ และ (หรือ) เมื่อเกิดกระแสไฟฟ้ารั่ว (ลัดวงจร) ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าเกินค่าที่กำหนด

วัตถุประสงค์ของการปิดระบบป้องกัน- รับประกันความปลอดภัยทางไฟฟ้าซึ่งทำได้โดยการจำกัดเวลาที่บุคคลสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าที่เป็นอันตราย การป้องกันดำเนินการโดยอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างพิเศษ (RCD) ซึ่งทำงานในโหมดสแตนด์บายจะตรวจสอบสภาพไฟฟ้าช็อตต่อบุคคลอย่างต่อเนื่อง

ขอบเขตการใช้งาน: การติดตั้งระบบไฟฟ้าในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าและโหมดที่เป็นกลาง

การปิดระบบป้องกันแพร่หลายมากที่สุดในการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ใช้ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV โดยมีสายดินหรือฉนวนหุ้มฉนวน

หลักการทำงานของ RCD คือจะตรวจสอบสัญญาณอินพุตอย่างต่อเนื่องและเปรียบเทียบกับค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (จุดที่ตั้งไว้) หากสัญญาณอินพุตเกินจุดที่ตั้งไว้ อุปกรณ์จะถูกทริกเกอร์และตัดการเชื่อมต่อการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ได้รับการป้องกันจากเครือข่าย ในฐานะที่เป็นสัญญาณอินพุตของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างจะใช้พารามิเตอร์ต่าง ๆ ของเครือข่ายไฟฟ้าซึ่งนำข้อมูลเกี่ยวกับสภาวะไฟฟ้าช็อตไปยังบุคคล

RCD ทั้งหมดแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามประเภทของสัญญาณอินพุต (รูปที่ 4.11)

นอกจากนี้ RCD ยังสามารถจำแนกตามเกณฑ์อื่นๆ ได้ เช่น ตามการออกแบบ

องค์ประกอบหลักของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างคือเซ็นเซอร์ คอนเวอร์เตอร์ และแอคชูเอเตอร์

พารามิเตอร์หลักที่ใช้เลือก RCD นี้หรือนั้นคือ: กระแสโหลดที่พิกัด เช่น กระแสการทำงานของการติดตั้งระบบไฟฟ้าซึ่งไหลผ่านหน้าสัมผัสปิดปกติของ RCD ในโหมดสแตนด์บาย แรงดันไฟฟ้า; จุดเตรียมตัว; เวลาตอบสนองของอุปกรณ์

ในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจรไปยังตัวเครื่อง ให้ต่อสายดินป้องกัน

ในความเป็นจริง RCD ประเภทนี้ทำซ้ำคุณสมบัติการป้องกันของการต่อสายดินหรือการต่อสายดินและใช้เป็นการป้องกันเพิ่มเติม เพิ่มความน่าเชื่อถือของการต่อสายดินหรือการต่อสายดิน

RCD ประเภทนี้สามารถใช้ในเครือข่ายที่มีโหมดเป็นกลางใดๆ เมื่อการต่อสายดินหรือการต่อสายดินไม่ได้ผล

RCD ที่ตอบสนองต่อกระแสดิฟเฟอเรนเชียล (ตกค้าง) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกอุตสาหกรรม คุณลักษณะเฉพาะของพวกเขาคือความเก่งกาจ RCD ดังกล่าวสามารถป้องกันบุคคลจากไฟฟ้าช็อตในระหว่างการสัมผัสโดยตรง การสัมผัสทางอ้อม ระหว่างฉนวนของสายไฟลดลงอย่างไม่สมมาตรสัมพันธ์กับกราวด์ในเขตป้องกันของอุปกรณ์ ระหว่างกราวด์ฟอลต์และในสถานการณ์อื่น ๆ

หลักการทำงานของ RCD ประเภทดิฟเฟอเรนเชียลคือมันจะตรวจสอบกระแสดิฟเฟอเรนเชียลอย่างต่อเนื่องและเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ เมื่อค่ากระแสส่วนต่างเกินการตั้งค่า RCD จะถูกทริกเกอร์และตัดการเชื่อมต่อผู้ใช้ไฟฟ้าฉุกเฉินจากเครือข่าย สัญญาณอินพุตสำหรับ RCD สามเฟสคือกระแสลำดับเป็นศูนย์ สัญญาณอินพุต RCD สัมพันธ์ตามหน้าที่กับกระแสที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์

ขอบเขตของการประยุกต์ใช้ RCD ประเภทดิฟเฟอเรนเชียลคือเครือข่ายที่มีความเป็นกลางต่อสายดินและมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV (ระบบ TN - S)

แผนภาพวงจรสำหรับเชื่อมต่อ RCD ที่ตอบสนองต่อกระแสดิฟเฟอเรนเชียลในเครือข่ายที่มีประเภทเป็นกลางที่มีการต่อสายดิน

เซ็นเซอร์ของอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นหม้อแปลงกระแสลำดับศูนย์ (ZCT) บนขดลวดเอาต์พุตซึ่งมีการสร้างสัญญาณที่เป็นสัดส่วนกับกระแสที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์ฉันชม. . ตัวแปลง RCD (P) จะเปรียบเทียบค่าของสัญญาณอินพุตกับค่าที่ตั้งไว้ ซึ่งค่าจะถูกกำหนดโดยกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตผ่านบุคคล และขยายสัญญาณอินพุตให้อยู่ในระดับที่จำเป็นในการควบคุมแอคชูเอเตอร์ (E) ตัวอย่างเช่น แอคชูเอเตอร์ คอนแทคเตอร์ จะตัดการเชื่อมต่อการติดตั้งไฟฟ้าจากเครือข่ายในกรณีที่เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตในเขตป้องกันของ RCD

การปิดระบบป้องกันคือการปิดการติดตั้งระบบไฟฟ้าโดยอัตโนมัติในกรณีที่มีการสัมผัสกับชิ้นส่วนที่ได้รับพลังงานซึ่งมนุษย์ไม่สามารถยอมรับได้ และ (หรือ) เมื่อเกิดกระแสไฟฟ้ารั่ว (ไฟฟ้าลัดวงจร) ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่เกินค่าที่ระบุ

วัตถุประสงค์ของการปิดระบบป้องกันคือเพื่อความปลอดภัยทางไฟฟ้า ซึ่งทำได้โดยการจำกัดเวลาที่บุคคลสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าที่เป็นอันตราย การป้องกันดำเนินการโดยอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างพิเศษ (RCD) ซึ่งรับประกันความปลอดภัยทางไฟฟ้าเมื่อบุคคลสัมผัสกับชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าของอุปกรณ์ ช่วยให้สามารถตรวจสอบฉนวนได้อย่างต่อเนื่อง และปิดการติดตั้งเมื่อชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าลัดวงจรลงกราวด์ เพื่อป้องกันผู้คนจากไฟฟ้าช็อต จะใช้ RCD ที่มีกระแสไฟทำงานไม่เกิน 30 mA

ขอบเขตของการใช้การปิดระบบป้องกัน: การติดตั้งระบบไฟฟ้าในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าและโหมดที่เป็นกลาง

การปิดระบบป้องกันแพร่หลายมากที่สุดในการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ใช้ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV โดยมีสายดินหรือฉนวนหุ้มฉนวน

หลักการทำงานของ RCD คือตรวจสอบสัญญาณอินพุตอย่างต่อเนื่องและเปรียบเทียบกับค่าที่กำหนด หากสัญญาณอินพุตเกินค่านี้ อุปกรณ์จะตัดการเชื่อมต่อการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ได้รับการป้องกันจากเครือข่าย ในฐานะที่เป็นสัญญาณอินพุตของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างจะใช้พารามิเตอร์ต่าง ๆ ของเครือข่ายไฟฟ้าซึ่งนำข้อมูลเกี่ยวกับสภาวะไฟฟ้าช็อตไปยังบุคคล

RCD จะตอบสนองต่อ "กระแสไฟรั่ว" และปิดไฟฟ้าภายในเสี้ยววินาที เพื่อป้องกันบุคคลจากไฟฟ้าช็อต โดยจะตรวจจับกระแสไฟรั่วเพียงเล็กน้อยและเปิดหน้าสัมผัส

โครงสร้าง RCD มีสองประเภท:

อิเล็กทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้ากลไกในการดำเนินการปิดเครื่องนั้นต้องใช้พลังงานที่ได้รับจากเครือข่ายควบคุมหรือจากแหล่งภายนอก ระบบเครื่องกลไฟฟ้าซึ่งไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้ามีราคาแพงกว่า RCD อิเล็กทรอนิกส์ แต่มีความไวมากกว่า แหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำงานของ RCD ดังกล่าวคือสัญญาณอินพุตเอง - กระแสต่างที่มันทำปฏิกิริยา

RCD ทั้งหมดแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามประเภทของสัญญาณอินพุต:

ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของร่างกายสัมพันธ์กับกราวด์ ตอบสนองต่อกระแสดิฟเฟอเรนเชียล (ตกค้าง) ตอบสนองต่อสัญญาณอินพุตรวม ตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าขัดข้องของกราวด์ ตอบสนองต่อกระแสไฟในการทำงาน (โดยตรง; สลับ 50 Hz); ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าลำดับศูนย์

การใช้ RCD ต้องดำเนินการตามกฎการติดตั้งระบบไฟฟ้า (PUE)

ป้องกันการปิดเครื่องอัตโนมัติจากเครือข่าย (ต่อไปนี้เรียกว่ากำลังไฟฟ้า) จะดำเนินการโดยการเปิดวงจรของตัวนำเฟสตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปโดยอัตโนมัติ (และตัวนำการทำงานที่เป็นกลางหากจำเป็น) ซึ่งดำเนินการเพื่อป้องกันไฟฟ้าช็อต วิธีการป้องกันนี้ถูกนำมาใช้ เช่น ในระบบสายดินป้องกันที่พิจารณา เช่นเดียวกับในระบบสายดินและในอุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง จะต้องประสานคุณสมบัติของอุปกรณ์ป้องกันการปิดเครื่องอัตโนมัติและพารามิเตอร์ของตัวนำเพื่อให้แน่ใจว่าเวลาปกติสำหรับการถอดวงจรที่เสียหายโดยอุปกรณ์ป้องกันสวิตช์ที่ระบุใน PUE ตามแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครือข่ายจ่ายไฟ อุปกรณ์สวิตชิ่งป้องกันสามารถตอบสนองกระแสลัดวงจร (เช่น ในระบบสายดิน) หรือกระแสดิฟเฟอเรนเชียล (อุปกรณ์กระแสตกค้าง) ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ใช้การปิดเครื่องอัตโนมัติ จะมีการดำเนินการปรับศักย์ไฟฟ้าเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าสัมผัสในช่วงเวลาตั้งแต่เกิดเหตุการณ์ฉุกเฉินจนถึงช่วงเวลาที่ปิดเครื่อง

การทำให้เป็นศูนย์ใช้ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV และเป็นการเชื่อมต่อโดยเจตนาของชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าแบบเปิดของการติดตั้งระบบไฟฟ้า (รวมถึงตัวเรือน) ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลงที่มีสายดินที่เป็นกลางอย่างแน่นหนา

การเชื่อมต่อนี้ทำโดยใช้ตัวนำป้องกันที่เป็นกลาง (ตัวนำ PE) ตามคำแนะนำในบทที่ 1.7 PUE ระบบดังกล่าวถูกกำหนดให้เป็น TN (T - "terra" (อังกฤษ) - แหล่งกำเนิดที่เป็นกลางนั้นมีการต่อสายดินอย่างแน่นหนา N - "เป็นกลาง" - ชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าแบบเปิดเชื่อมต่อกับความเป็นกลางนี้) ตัวนำ PE ที่เป็นกลาง (“สายดินป้องกัน”) ควรแยกความแตกต่างจากตัวนำการทำงานที่เป็นกลาง (N) ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดที่เป็นกลางที่มีการลงกราวด์อย่างแน่นหนา แต่มีจุดประสงค์เพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องรับไฟฟ้าแบบเฟสเดียว ตัวนำ PE และ N สามารถแยกออกจากกันตามความยาวทั้งหมดโดยขึ้นรูปร่วมกับตัวนำเฟสซึ่งเป็นระบบห้าสายที่กำหนด TN-S (S - "แยก") หากรวมกันเป็นตัวนำ PEN ตัวเดียวตลอดความยาวแสดงว่านี่คือระบบ TN-C สี่สาย (C - "การรวมกัน" - "รวมกัน") นอกจากนี้ยังใช้ระบบ TN-C-S ระดับกลางซึ่งโดยเริ่มจากแหล่งพลังงานจะมีการวางตัวนำ PEN จากนั้นจะถูกแบ่งออกเป็นตัวนำ N และ PE แยกกันในพื้นที่ที่มีเครื่องรับไฟฟ้าซึ่งมีไว้สำหรับเชื่อมต่อกับ ระบบ TN-S จากมุมมองด้านความปลอดภัย ระบบ TN-S จะดีกว่าระบบ TN-C เนื่องจากในการทำงานปกติ กระแสไฟในการทำงานจะไม่ไหลผ่านตัวนำ PE ดังนั้นศักยภาพของชิ้นส่วนนำไฟฟ้าแบบเปิดที่เป็นกลางของการติดตั้งระบบไฟฟ้าจึงแทบจะเท่ากันและเท่ากับศักย์ดิน ระบบ TN-S ซึ่งเสนอครั้งแรกในทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 ได้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมภายในประเทศและชีวิตประจำวันมาตั้งแต่ปี 1995 แต่ขอบเขตของระบบ TN-C (ใช้ตั้งแต่ปี 1910) ยังคงมีชัย

การติดตั้งและการทำงานของเครือข่ายสามเฟสเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการระบุเฟสและตัวนำที่เป็นกลางอย่างชัดเจน (ในระยะไกล) สามารถทำได้โดยใช้รหัสสี เฟสบัส A (แสดงเป็น L1 ในแผนภาพ), B (L2) และ C (L2) จะถูกระบายสีตามลำดับ เหลืองเขียว และ สีแดง สี การกำหนด A, B, C – ลำดับโดยตรงของตัวอักษรของอักษรละติน ลำดับโดยตรงของตัวอักษรของตัวอักษรรัสเซียตามลำดับ – Zh, Z, K (ตัวอักษร I หายไป) ตัวนำเป็นกลางที่ทำงาน (N) ถูกทาสีไว้ สีฟ้า สีป้องกัน (PE) – นิ้ว เหลืองเขียว สี (เนื่องจากตัวนำถูกกำหนดด้วยตัวอักษรสองตัวจึงมีสองสี) ตัวนำ PEN ที่รวมกันจะทาสีน้ำเงินโดยมีแถบสีเหลืองและเขียวสลับกันตามขวาง (เฉียง) เป็นระยะๆ หากใช้เครือข่าย DC บัส “+” จะเป็นสี ถึง สีแดง สี “–” – นิ้ว สีฟ้า , ตัวนำเป็นศูนย์ (เป็นกลาง) - เข้า สีฟ้า . ในการติดตั้งระบบไฟฟ้า รถบัสที่อยู่ใกล้บุคคลมากที่สุด (เช่น เมื่อเปิดประตูชุดจ่ายไฟหรือเมื่อปีนขึ้นไปบนส่วนรองรับสายเหนือศีรษะ) ควรเป็นบัส PE เสมอ ถัดมาเป็นบัส N แล้วก็เฟสบัส และทันทีที่บัส N มาถึงบัสเฟส C (สีแดงคือสีแห่งความอันตราย) ตามด้วย B และสุดท้ายบัสที่ไกลที่สุดคือบัสเฟส A ใน เครือข่าย DC รถบัสที่อยู่ใกล้บุคคลที่สุดควรเป็นกลาง ตามด้วยรถบัส “+” (สีแดง) แล้วตามด้วยรถบัส “–”

เมื่อทำความคุ้นเคยกับเครื่องหมายสีของตัวนำแล้วเราจะพิจารณาหลักการทำงานของการต่อลงดินในเครือข่ายสามเฟสโดยใช้ตัวอย่างระบบ TN-C (รูปที่ 5.26)

รูปที่ 5.26 – วงจรกราวด์ป้องกัน (ระบบ TN-C)

การต่อสายดินจะเปลี่ยนการแยกเฟสบนตัวเรือนให้เป็นไฟฟ้าลัดวงจร (ไฟฟ้าลัดวงจร) ระหว่างเฟสและตัวนำป้องกันที่เป็นกลาง และส่งเสริมการไหลของกระแส I ถึง (รูปที่ 5.26) ที่มีขนาดใหญ่ ค่าปัจจุบันนี้จะทริกเกอร์อุปกรณ์ป้องกัน (A3) ซึ่งจะตัดการเชื่อมต่อการติดตั้งที่เสียหายจากเครือข่ายโดยอัตโนมัติ การป้องกันนี้อาจเป็นฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรต้องมีขนาดจนทำให้ตัวฟิวส์ไหม้หรือเบรกเกอร์ตัดการทำงานภายในระยะเวลาไม่เกินที่อนุญาต

ตาม PUE เวลาปิดเครื่องอัตโนมัติป้องกันสูงสุดที่อนุญาตในระบบ TN คือ 0.8; 0.4; 0.2 และ 0.1 วินาที ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าเฟสที่กำหนดของเครือข่าย: 127, 220, 380 และมากกว่า 380 V ตามลำดับ พื้นที่หน้าตัดที่เล็กที่สุดของตัวนำป้องกันที่เป็นกลางก็ได้รับการควบคุมเช่นกัน ถ้าตัวนำป้องกันทำจากวัสดุชนิดเดียวกับตัวนำเฟส หน้าตัดที่เล็กที่สุดจะขึ้นอยู่กับหน้าตัดของตัวนำเฟสดังนี้

ถ้าหน้าตัดของตัวนำเฟสน้อยกว่าหรือเท่ากับ 16 มม. 2 ดังนั้นหน้าตัดที่เล็กที่สุดของตัวนำป้องกันจะเท่ากับหน้าตัดของตัวนำเฟส

ถ้าหน้าตัดของตัวนำเฟสมากกว่า 16 มม. 2 แต่น้อยกว่า 35 มม. 2 ดังนั้นหน้าตัดของตัวนำป้องกันต้องมีอย่างน้อย 16 มม. 2

ถ้าหน้าตัดของตัวนำเฟสมากกว่า 35 มิลลิเมตร 2 ดังนั้น หน้าตัดของตัวนำป้องกันจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของหน้าตัดของตัวนำเฟส โดยมีเงื่อนไขว่าต้องสังเกตเวลาตอบสนองการป้องกัน (0.4 วินาทีที่ แรงดันเฟส 220 V)

หน้าตัดของตัวนำป้องกันที่เป็นกลางที่ทำจากวัสดุอื่นจะต้องมีความนำไฟฟ้าเทียบเท่ากับตัวนำที่กำหนด

ตัวนำป้องกันที่เป็นกลางไม่ควรมีฟิวส์หรืออุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่ออื่น ๆ อนุญาตให้ใช้สวิตช์ที่ปลดสายไฟกลางและเฟสพร้อมกัน

กระแสลัดวงจรเฟสเดียว Ik ไหลผ่าน วนซ้ำ "เฟสเป็นศูนย์" (รูปที่ 5.26) ประกอบด้วยตัวนำเฟส (ส่วนจากหม้อแปลงไฟฟ้าไปยังส่วนที่เสียหาย) ท่อโลหะของการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับตัวนำ PEN ตัวนำ PEN เอง (ส่วนจากท่อติดตั้งระบบไฟฟ้าไปยังจุดศูนย์ของ หม้อแปลงไฟฟ้า) เช่นเดียวกับการม้วนเฟสของหม้อแปลงไฟฟ้า (ในกรณีนี้ - ขดลวดเฟส A) หากความต้านทานลูประหว่างเฟสถึงศูนย์มีขนาดใหญ่ เวลาตอบสนองการป้องกันจะเกินเวลาปิดเครื่องอัตโนมัติป้องกันสูงสุดที่อนุญาต ดังนั้น ความต้านทานของวงนี้จึงถูกวัดอย่างน้อยทุกๆ 3 ปีโดยใช้เครื่องมือ M417, ESO202 และเครื่องมือที่คล้ายกัน หากค่าความต้านทานไม่สามารถยอมรับได้จะมีการตรวจสอบการเชื่อมต่อของตัวเรือนโลหะของการติดตั้งระบบไฟฟ้ากับตัวนำที่เป็นกลาง (ตรวจสอบความแน่นของการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวและความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อแบบสัมผัสแบบเชื่อม, ถอดสเกล, ทำความสะอาดหน้าสัมผัสจากสนิม) หลังจากการตรวจสอบแล้ว ให้ตรวจสอบความต้านทานหน้าสัมผัสของหน้าสัมผัส - ไม่ควรเกิน 0.05 โอห์ม

ตัวนำป้องกันที่เป็นกลางเชื่อมต่อกับกราวด์โดยการต่อสายดินตัวนำที่เป็นกลางและที่ต่อลงดินซ้ำ ซึ่งความต้านทานการแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้าถูกกำหนด r 0 และ r p ตามลำดับ (รูปที่ 5.26) การต่อลงดินซ้ำจะดำเนินการที่ปลายเส้นเหนือศีรษะ (หรือกิ่งก้านจากพวกเขาที่มีความยาวมากกว่า 200 ม.) เช่นเดียวกับอินพุตสามเฟส (เฟสเดียว) ในอาคารที่มีการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ต้องต่อสายดิน ความต้านทานต่อกราวด์ที่เป็นกลาง ความต้านทานรวมของตัวนำกราวด์ซ้ำและแต่ละตัวแยกกันไม่ควรเกินค่าต่ำสุดที่กำหนดไว้ เช่น ในเครือข่าย 380/220 V, 4, 10 และ 30 โอห์ม ตามลำดับ (ตารางที่ 5.8) ชิ้นส่วนที่ต่อสายดินของการติดตั้งระบบไฟฟ้านั้นต่อสายดินผ่านตัวนำป้องกันที่เป็นกลาง ดังนั้นในช่วงเวลาฉุกเฉิน (ก่อนที่การติดตั้งที่เสียหายจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายโดยอัตโนมัติ) ผลการป้องกันของการต่อสายดินนี้จะปรากฏให้เห็นนั่นคือ แรงดันไฟฟ้าของชิ้นส่วนที่ต่อสายดินที่สัมพันธ์กับพื้นจะลดลง ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีที่ตัวนำ PEN แตกและการลัดวงจรของเฟสไปยังตัวเรือนที่อยู่เลยจุดพัก นอกจากนี้ โดยการต่อสายดินแหล่งกำเนิดที่เป็นกลาง แม้ว่าจะไม่มีการต่อสายดินใหม่ก็ตาม ศักยภาพของตัวเครื่องอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีฉนวนที่เสียหายก็ลดลงอย่างมาก บนเส้นเหนือศีรษะ การต่อสายดินใหม่ยังใช้เพื่อป้องกันฟ้าผ่าอีกด้วย แถบเหล็ก สายถักโลหะ โครงสร้างโลหะของอาคาร รางเครน ฯลฯ สามารถใช้เป็นตัวนำป้องกันที่เป็นกลางได้

ในกรณีที่ไม่สามารถรับประกันความปลอดภัยทางไฟฟ้าในระบบ TN ที่ใช้สายดินป้องกัน ในเครือข่ายสูงถึง 1 kV โดยมีสายดินเป็นกลาง อนุญาตให้ต่อสายดินส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้โดยใช้อิเล็กโทรดกราวด์ที่เป็นอิสระทางไฟฟ้าจากสายดินที่เป็นกลางของ แหล่งที่มา (ระบบ TT) ในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันการสัมผัสทางอ้อม จะมีการปิดเครื่องอัตโนมัติโดยต้องใช้ RCD และปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

โดยที่ I z คือกระแสสะดุดของอุปกรณ์ป้องกัน R z – ความต้านทานรวมของตัวนำกราวด์และตัวนำกราวด์ของเครื่องรับไฟฟ้าที่ไกลจาก RCD ที่สุด นอกจากนี้ยังมีการนำระบบการปรับสมดุลที่เป็นไปได้มาใช้

การปิดระบบความปลอดภัยเป็นระบบป้องกันที่ทำงานรวดเร็วซึ่งจะปิดการติดตั้งระบบไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ (ใน 0.2 วินาทีหรือน้อยกว่า) เมื่อเกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตต่อบุคคล การปิดระบบป้องกันใช้ในกรณีที่เป็นไปไม่ได้หรือยากต่อการต่อสายดินหรือต่อสายดินป้องกัน หรือเมื่อมีความเป็นไปได้สูงที่ผู้คนจะสัมผัสชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าซึ่งไม่มีฉนวนของการติดตั้งระบบไฟฟ้า ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้การปิดระบบป้องกันเพื่อให้การป้องกันเมื่อใช้เครื่องมือไฟฟ้าแบบมือถือ การติดตั้งระบบไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่ และในชีวิตประจำวันด้วย

เมื่อเฟสลัดวงจรกับตัวเครื่อง เมื่อความต้านทานฉนวนของเฟสสัมพันธ์กับพื้นลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนด เมื่อบุคคลสัมผัสชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าซึ่งมีกระแสไฟฟ้าอยู่ การเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของเครือข่ายจะเกิดขึ้น ซึ่งสามารถใช้เป็นแรงกระตุ้นในการดำเนินงานได้ อุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง (RCD) โดยมีส่วนประกอบหลักคืออุปกรณ์จ่ายกระแสไฟตกค้างและเซอร์กิตเบรกเกอร์

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของเครือข่ายไฟฟ้าและส่งสัญญาณเพื่อกระตุ้นเบรกเกอร์ซึ่งจะตัดการเชื่อมต่อการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ได้รับการป้องกันจากเครือข่าย

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างได้รับการออกแบบไม่เพียง แต่เพื่อปกป้องบุคคลจากไฟฟ้าช็อตเมื่อสัมผัสสายไฟแบบเปิดหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีกระแสไฟ แต่ยังป้องกันไฟไหม้ที่เกิดขึ้นเนื่องจากกระแสรั่วไหลเป็นเวลานานและกระแสลัดวงจรที่พัฒนาจากพวกเขา

ดังนั้นวัตถุประสงค์หลักของ U3O คือ: การป้องกันกระแสรั่วไหล; การป้องกันกระแสผิดลงสู่กราวด์ ป้องกันไฟ.

ขึ้นอยู่กับสัญญาณอินพุต RCD เป็นที่ทราบกันว่าตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของร่างกายที่สัมพันธ์กับกราวด์, ต่อกระแสไฟฟ้าขัดข้องของกราวด์, ต่อแรงดันลำดับเป็นศูนย์, ต่อกระแสดิฟเฟอเรนเชียล, ต่อกระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน ฯลฯ

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าตัวเรือนสัมพันธ์กับกราวด์ (รูปที่ 5.27) ขจัดความเสี่ยงของไฟฟ้าช็อตเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกิดขึ้นบนตัวเรือนที่ต่อสายดินหรือทำให้เป็นกลาง เช่น ในกรณีที่ฉนวนเสียหาย

รูปที่ 5.27 – แผนผังของ RCD ที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของร่างกายสัมพันธ์กับกราวด์

หลักการทำงานคือการตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วจากเครือข่ายการติดตั้งหากแรงดันไฟฟ้าบนตัวเรือนที่สัมพันธ์กับกราวด์สูงกว่าค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งการสัมผัสตัวเรือนจะเป็นอันตราย RCD ดังกล่าวไม่เพียงทำปฏิกิริยากับการพังทลายของฉนวนโดยสมบูรณ์ แต่ยังรวมถึงความต้านทานที่ลดลงบางส่วนด้วย

อุปกรณ์กระแสเหลือที่ทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าตรงได้รับการออกแบบสำหรับการตรวจสอบฉนวนเฟสที่สัมพันธ์กับกราวด์โดยอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกับการป้องกันบุคคลที่สัมผัสสายไฟที่มีไฟฟ้า (รูปที่ 5.28) ในอุปกรณ์เหล่านี้ ความต้านทานของฉนวนแบบแอคทีฟของสายไฟสามเฟส r ที่สัมพันธ์กับกราวด์นั้นประมาณโดยกระแสการทำงาน I op ที่ได้รับจากแหล่งภายนอกที่ผ่านความต้านทานเหล่านี้ เมื่อ r ลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนดอันเป็นผลมาจากความเสียหายต่อฉนวนและการลัดวงจรของสายไฟลงกราวด์ผ่านความต้านทานต่ำ r ของเซอร์กิตเบรกเกอร์หรือบุคคลที่สัมผัสกับสายเฟส กระแสไฟฟ้า I op เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดการป้องกัน เครือข่ายที่จะตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งพลังงาน

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างที่ตอบสนองต่อกระแสดิฟเฟอเรนเชียลให้การป้องกันในกรณีที่บุคคลสัมผัสส่วนที่มีการต่อสายดินหรือทำให้เป็นกลางของการติดตั้งระบบไฟฟ้าเมื่อเฟสลัดวงจร เช่นเดียวกับในกรณีที่บุคคลสัมผัสกับชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าซึ่ง ได้รับพลัง RCD ประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคเกษตรกรรมและในชีวิตประจำวัน

รูปที่ 5.28 – แผนผังของ RCD ที่ทำงานบนกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานคงที่ (สถานะเริ่มต้น)

แผนผังของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างดังกล่าวแสดงในรูปที่ 5.29 เซ็นเซอร์เป็นหม้อแปลงกระแส (CT) (รูปที่ 5.30)

รูปที่ 5.29 – แผนผังของ RCD ที่ตอบสนองต่อกระแสดิฟเฟอเรนเชียล (สถานะเริ่มต้น)

รูปที่ 5.30 – แกนแม่เหล็กรูปวงแหวนที่มีขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า

ถ้ากระแสในสายเฟส I 1, I 2, I 3 เท่ากันและเลื่อนไปในเฟส 120° สัมพันธ์กัน ดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดที่สร้างขึ้นในวงจรแม่เหล็ก CT จะเป็นศูนย์ เมื่อความไม่สมดุลของการนำไฟฟ้าของเฟสสัมพันธ์กับกราวด์เกิดขึ้น เช่น เป็นผลมาจากการลัดวงจรระหว่างเฟสถึงกราวด์หรือบุคคลที่สัมผัสเฟสในเขตป้องกัน ความเท่าเทียมกันของกระแสในเฟสจะถูกละเมิด กระแสดิฟเฟอเรนเชียลจะปรากฏขึ้นเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของกระแสเหล่านี้ซึ่งตามอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงจะถูกถ่ายโอนไปยังขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไปยังอินพุตของขดลวดรีเลย์กระแส (RT) หากกระแสนี้ถึง (หรือเกินกว่า) ค่าของกระแสการทำงานของรีเลย์ หน้าสัมผัสที่ปิดตามปกติจะเปิดขึ้น โดยตัดการเชื่อมต่อตัวรับพลังงานจากเครือข่ายจ่ายไฟ รีเลย์จะปิดแม้ว่าผู้ปฏิบัติงานจะถือที่จับควบคุมอยู่ในตำแหน่งที่ถูกง้างก็ตาม หากจำเป็นต้องขยายสัญญาณจาก CT เครื่องขยายกระแสจะถูกวางไว้ระหว่างเครื่องขยายสัญญาณกับรีเลย์ PT (ไม่แสดงในรูปที่ 5.29)

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างชนิดนี้สามารถใช้ได้ทั้งในเครือข่ายที่มีระบบแยกและในเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลาง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุดในเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลาง ซึ่งสามารถวาง CT ไว้บนตัวนำที่ต่อกราวด์จุดที่เป็นกลางของหม้อแปลงไฟฟ้าได้ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่เครือข่ายทั้งหมดที่ขับเคลื่อนโดยมันจะได้รับการปกป้อง .

เมื่อป้องกันเครื่องรับไฟฟ้าแบบเฟสเดียวเฟสและตัวนำการทำงานที่เป็นกลางจะถูกส่งผ่านวงจรแม่เหล็กรูปวงแหวนโดยเชื่อมต่อกับเครือข่ายจ่ายไฟ ในการทำงานปกติ กระแสในตัวนำเหล่านี้จะเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดในวงจรแม่เหล็กจึงเป็นศูนย์ ในกรณีที่เกิดการรั่วไหลของพื้นดิน ความเท่าเทียมกันของกระแสจะถูกละเมิด และกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะปรากฏขึ้น การทำงานในภายหลังของ RCD จนกระทั่งเครื่องรับไฟฟ้าถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายจะคล้ายกับอุปกรณ์ที่อธิบายไว้ข้างต้นซึ่งสัมพันธ์กับวัตถุป้องกันสามเฟส

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างสามารถใช้เป็นการป้องกันเพิ่มเติมสำหรับการต่อสายดินและการต่อสายดินได้ตลอดจนการป้องกันอิสระ (แทน) และไม่ขึ้นอยู่กับความต้านทานของสายดินและความต้านทานของตัวนำที่เป็นกลางในระหว่างการต่อสายดิน ข้อเสียของ RCD ประเภทนี้คือความไม่รู้สึกต่อความต้านทานของฉนวนเฟสที่ลดลงอย่างสมมาตรในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ได้รับการป้องกันซึ่งเกิดขึ้นน้อยมาก

รู้จักการจำแนกประเภทของอุปกรณ์กระแสตกค้างที่ถูกกระตุ้นโดยกระแสดิฟเฟอเรนเชียลดังต่อไปนี้: AC - ตอบสนองต่อกระแสสลับไซน์ซอยด์; เอ - ตอบสนองต่อกระแสตรงกระแสสลับและเร้าใจ; B - ตอบสนองต่อกระแสสลับ, ตรงและกระแสตรง; S - เลือก (พร้อมการหน่วงเวลาปิดเครื่อง); O - เหมือนกับประเภท S แต่มีการหน่วงเวลาปิดเครื่องสั้นกว่า

การมีอยู่ของ RCD ประเภท A และ B เกิดจากการที่กระแสรั่วไหลส่วนต่างสามารถกลายเป็นเร้าใจหรืออยู่ในรูปของกระแสตรงที่เรียบเนื่องจากการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นวงจรเรียงกระแสหรือตัวแปลงความถี่ อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างประเภท S และ G ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดวัตถุที่ได้รับการป้องกันแบบเลือกสรร ดังนั้น ด้วยรูปแบบการป้องกันแบบหลายขั้นตอน RCD ที่อยู่ใกล้กับแหล่งพลังงานจะต้องมีเวลาตอบสนองนานกว่าเวลาตอบสนองของ RCD ที่อยู่ใกล้กับผู้ใช้บริการอย่างน้อยสามเท่า

มีอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างให้เลือกใช้โดยมีกระแสรั่วไหลพิกัด 10, 30, 100, 300, 500, 1000 mA นอกจากนี้ RCD ที่มีการตั้งค่า 100 mA ขึ้นไปมักจะใช้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเลือกการป้องกัน และด้วยการตั้งค่า 300 mA เพื่อป้องกันไฟไหม้ระหว่างเกิดข้อผิดพลาดของกราวด์ด้วย

อุปกรณ์กระแสไฟตกค้างอาจเป็นระบบเครื่องกลไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ แบบแรกไม่ได้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากพลังงานของสัญญาณอินพุต (กระแสต่าง) เพียงพอสำหรับการทำงาน หลังนั้นขึ้นอยู่กับเนื่องจากใช้พลังงานจากเครือข่ายควบคุมหรือจากแหล่งภายนอก (สัญญาณพลังงานต่ำจากหม้อแปลงดิฟเฟอเรนเชียลจะถูกส่งไปยังแอมพลิฟายเออร์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งให้กลไกการปล่อยของหน้าสัมผัสหลักของ RCD ที่ทรงพลัง พัลส์ - สิบหรือหลายร้อยวัตต์เพียงพอที่จะกระตุ้นการปล่อยอย่างง่าย) จากมุมมองนี้ RCD แบบอิเล็กทรอนิกส์มีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าแบบเครื่องกลไฟฟ้า นอกจากนี้ หากสายไฟที่เป็นกลางขาดไปยังตำแหน่งติดตั้ง RCD อิเล็กทรอนิกส์ มันจะไม่ทำงานหากไม่มีไฟฟ้า และสายเฟสในวัตถุที่ได้รับการป้องกันจะเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าช็อต เพื่อกำจัดข้อเสียเปรียบนี้ RCD อิเล็กทรอนิกส์จะติดตั้งรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำงานในโหมดพักซึ่งจะป้องกันวัตถุที่ถูกตัดการเชื่อมต่อเมื่อแหล่งจ่ายไฟไปยังอุปกรณ์ป้องกันหายไป องค์กรในประเทศหลายแห่งผลิตอุปกรณ์กระแสไฟฟ้าตกค้างแบบอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ในเยอรมนี ฝรั่งเศส ออสเตรีย และประเทศอื่นๆ ในยุโรปบางประเทศ อนุญาตให้ใช้เฉพาะ RCD ที่ไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า RCD ระบบเครื่องกลไฟฟ้าผลิตโดย บริษัท ตะวันตกชั้นนำ - Siemens, ABB, GF POWER, Legrand, Merlin Gerin เป็นต้น อุปกรณ์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าในประเทศเป็นที่รู้จัก - ASTRO-UZO, DEK, IEK

เป็นที่ทราบกันว่า RCD แบบรวมนั้นมีการป้องกันในตัวเพิ่มเติมต่อกระแสลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด - ที่เรียกว่าเบรกเกอร์ดิฟเฟอเรนเชียล

เมื่อเลือก RCD คุณจะต้องได้รับคำแนะนำโดยเงื่อนไขที่ว่ากระแสรั่วไหลรวมของเครื่องรับไฟฟ้าแบบอยู่กับที่และแบบพกพาไม่ควรเกิน 1/3 ของกระแสสะดุดที่กำหนดของ RCD ในกรณีที่ไม่มีข้อมูล ควรใช้กระแสไฟรั่วของเครื่องรับไฟฟ้าที่อัตรา 0.4 mA ต่อกระแสโหลดหนึ่งแอมแปร์ และกระแสไฟรั่วของเครือข่ายที่อัตรา 10 μA ต่อความยาวตัวนำเฟส 1 ม. ตามเงื่อนไขสุดท้ายในบ้านเก่าและอาคารอุตสาหกรรมที่มีสายไฟชำรุดจะมีการติดตั้ง RCD ที่มีกระแสการปิดระบบที่ 30 ไม่ใช่ 10 mA ในบ้านใหม่ ในสถานที่อุตสาหกรรมที่สร้างขึ้นใหม่ รวมถึงในสถานที่สุขาภิบาลที่มีความชื้นสูง เพื่อปกป้องมนุษย์และสัตว์จากไฟฟ้าช็อต มีการใช้ RCD ที่มีกระแสปิดที่กำหนดที่ 10 mA (กระแสไฟรั่วของเครือข่ายจะไม่ทำให้เกิดข้อผิดพลาด สัญญาณเตือน)

อุปกรณ์กระแสไฟฟ้าตกค้างเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ และแนะนำให้เลือกกระแสไฟที่กำหนดของเซอร์กิตเบรกเกอร์ให้ต่ำกว่ากระแสไฟที่กำหนดของ RCD หนึ่งขั้น เมื่อเชื่อมต่อขอแนะนำให้ใช้ตัวดึงสายเคเบิลแบบพิเศษเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปที่จุดสัมผัส

สำหรับการทำงานปกติของ RCD จำเป็นต้องตรวจสอบประสิทธิภาพทุกเดือนโดยกดปุ่ม "ทดสอบ" การปิดใช้งาน RCD แสดงว่าอุปกรณ์ทำงานอย่างถูกต้อง ในศูนย์ปศุสัตว์และโรงงานผลิต จะมีการตรวจสอบประสิทธิภาพอย่างน้อยไตรมาสละครั้ง

RCD จะไม่ถูกใช้หากเครือข่ายที่ได้รับการป้องกันจ่ายไฟอัตโนมัติ การระบายอากาศ ระบบไฟฉุกเฉิน รวมถึงผู้บริโภค อันดับแรก กลุ่มความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ .

เครื่องรับไฟฟ้ากลุ่มแรก (หมวด)- เครื่องรับไฟฟ้า การหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ ภัยคุกคามต่อความมั่นคงของรัฐ ความเสียหายต่อวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ การหยุดชะงักของกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน การหยุดชะงักของการทำงานขององค์ประกอบที่สำคัญโดยเฉพาะของสาธารณูปโภค การสื่อสารและ สิ่งอำนวยความสะดวกโทรทัศน์ เครื่องรับไฟฟ้าเหล่านี้ได้รับไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานสำรองที่แยกจากกันสองแหล่ง (แหล่งที่สองอาจเป็นโรงไฟฟ้าดีเซลในพื้นที่) และอนุญาตให้มีการหยุดจ่ายไฟได้เฉพาะในช่วงระยะเวลาของการฟื้นฟูพลังงานอัตโนมัติเท่านั้น ในการผลิตอุตสาหกรรมเกษตร ตัวรับพลังงานประเภทแรกคือโรงงานสัตว์ปีก

RCD สามารถใช้เพื่อปกป้องตัวรับพลังงานของความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟประเภทที่สองและสาม เครื่องรับไฟฟ้าประเภทที่สอง – เครื่องรับไฟฟ้า การหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟซึ่งนำไปสู่การขาดแคลนผลิตภัณฑ์จำนวนมาก การหยุดทำงานครั้งใหญ่ของคนงาน เครื่องจักร และการขนส่งทางอุตสาหกรรม การหยุดชะงักของกิจกรรมปกติของผู้อยู่อาศัยในเมืองและในชนบทจำนวนมาก เครื่องรับไฟฟ้าประเภทที่สองได้รับไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานสำรองที่เป็นอิสระและซ้ำซ้อนสองแหล่ง หากการจ่ายไฟจากแหล่งพลังงานแหล่งใดแหล่งหนึ่งถูกขัดจังหวะ จะอนุญาตให้มีการหยุดจ่ายไฟได้ตามเวลาที่จำเป็นในการเปิดไฟสำรองโดยการกระทำของเจ้าหน้าที่ปฏิบัติหน้าที่หรือทีมงานปฏิบัติการเคลื่อนที่ ในการผลิตทางการเกษตร เครื่องรับไฟฟ้าประเภทที่สอง ได้แก่ โรงเรือนปศุสัตว์และโรงเรือน

สำหรับ เครื่องรับพลังงานประเภทที่สาม สามารถจัดหาแหล่งจ่ายไฟได้จากแหล่งพลังงานเดียว โดยมีเงื่อนไขว่าการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟที่จำเป็นสำหรับการซ่อมแซมจะต้องไม่เกิน 1 วัน ตัวรับพลังงานได้รับพลังงานจากแหล่งเดียว อาคารที่พักอาศัย อู่ซ่อมรถ ร้านซ่อม ฯลฯ ทั้งหมด เป็นของตัวรับพลังงานประเภทที่สามของความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ

เมื่อเลือก เบรกเกอร์ดิฟเฟอเรนเชียล (เครื่องจักรอัตโนมัติ) จำเป็นต้องจำไว้ว่าจุดประสงค์หลักคือ: การป้องกันกระแสไฟเกิน ป้องกันกระแสลัดวงจร ป้องกันกระแสรั่วไหล การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน; ป้องกันไฟ.

เบรกเกอร์วงจรดิฟเฟอเรนเชียลสามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่หลากหลาย สามารถเชื่อมต่อตัวนำทองแดงและอะลูมิเนียมได้ และไม่ต้องการการบำรุงรักษาระหว่างการทำงาน สวิตช์เฟืองท้ายเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยสมัยใหม่ ชิ้นส่วนตัวเรือนทำจากวัสดุที่สามารถทนต่อการทดสอบการทนไฟที่อุณหภูมิสูงถึง 960 °C เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลมีจำหน่ายในรุ่นสองและสี่ขั้ว อุปกรณ์ติดตั้งอยู่บนราง DIN ขนาด 35 มม.

เช่นเดียวกับ RCD ฟังก์ชั่นจะถูกตรวจสอบโดยการกดปุ่ม "ทดสอบ" - เมื่อกด อุปกรณ์จะปิดทันที หากต้องการเปิดอุปกรณ์หลังจากการตรวจสอบนี้ คุณต้องกดปุ่ม "ย้อนกลับ" และง้างที่จับสวิตช์

การปิดระบบป้องกันมีไว้เพื่อการปิดระบบไฟฟ้าที่เสียหายอย่างรวดเร็วและอัตโนมัติ ในกรณีที่เฟสลัดวงจรไปยังตัวเครื่อง ความต้านทานของฉนวนของตัวนำลดลง หรือเมื่อบุคคลลัดวงจรกับองค์ประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

ขอบเขตของการประยุกต์ใช้อุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง (RCD) นั้นไม่ จำกัด ในทางปฏิบัติ: สามารถใช้ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าใด ๆ และในโหมดที่เป็นกลาง RCD แพร่หลายมากที่สุดในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V ในการติดตั้งที่มีอันตรายระดับสูง ซึ่งการใช้สายดินหรือสายดินป้องกันทำได้ยากด้วยเหตุผลทางเทคนิคหรือเหตุผลอื่น ๆ เช่น บนม้านั่งทดสอบหรือในห้องปฏิบัติการ

ข้อดีของ RCD ได้แก่: ความเรียบง่ายของวงจร ความน่าเชื่อถือสูง ความเร็วสูง (เวลาตอบสนอง t = 0.02ธ0.05 วินาที) ความไวสูงและการเลือก

ตามหลักการทำงาน RCD แตกต่างกันดังนี้:

การกระทำโดยตรง:

1. RCD ที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเครื่อง ยูถึง;

2. RCD ตอบสนองต่อกระแสของร่างกาย ฉันถึง.

การกระทำทางอ้อม:

3. RCD ที่ตอบสนองต่อความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าเฟส - แรงดันไฟฟ้าลำดับเป็นศูนย์ ยูโอ้;

4. RCD ที่ตอบสนองต่อความไม่สมดุลของกระแสเฟส - กระแสลำดับเป็นศูนย์ ฉันโอ้;

5. RCD ตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าในการดำเนินงาน ฉันปฏิบัติการ

พิจารณาประเภทอุปกรณ์กระแสไฟตกค้างที่ระบุไว้

1. RCD ที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเครื่อง

การทำงานของวงจร RCD ดังแสดงในรูปที่ 1 7.29 ดำเนินการดังต่อไปนี้

โรงไฟฟ้าถูกนำไปใช้งานโดยการกดปุ่ม "เริ่ม" โดยมีหน้าสัมผัสที่เปิดอยู่ตามปกติ ในกรณีนี้ทริปคอยล์ก็โอเคโดยได้รับพลังงานจากตัวนำเฟส 2 และ 3 บีบอัดสปริง P และดึงก้านกลับ ปิดหน้าสัมผัสทั้งสี่ของสตาร์ทเตอร์แม่เหล็ก MP ปุ่ม "START" จะถูกปล่อยและการจ่ายไฟเพิ่มเติมไปที่ OK เมื่อ EC กำลังทำงานอยู่จะดำเนินการผ่านสายป้อนอาหารอัตโนมัติ LS ผ่านทางหน้าสัมผัส MK เมื่อตัวนำเฟส เช่น ตัวนำ เกิดการลัดวงจร 2 ไปยังตัวเรือนโรงไฟฟ้าผ่านรีเลย์แรงดันไฟฟ้า RN ที่ติดตั้งบนสายดินเพิ่มเติม ( อาร์จี) กระแสจะไหล ในกรณีนี้หน้าสัมผัสที่ปิดตามปกติของรีเลย์แรงดันไฟฟ้า RN จะเปิดขึ้น ขดลวด OK จะถูกตัดการเชื่อมต่อ และด้วยความช่วยเหลือของสปริงเชิงกล P หน้าสัมผัสของสตาร์ทเตอร์แม่เหล็กจะเปิดขึ้นและการติดตั้งที่เสียหายจะถูกตัดการเชื่อมต่อ จากเครือข่าย อันตรายจากไฟฟ้าช็อตต่อบุคลากรปฏิบัติการจะหมดไป ในการตรวจสอบการทำงานของวงจร RCD จะทำการทดสอบตัวเองเมื่อการติดตั้งทางไฟฟ้าไม่ได้ใช้งาน เมื่อคุณกดปุ่ม KS ที่เชื่อมต่อกับตัวนำเฟส 1 และสายดินป้องกันผ่านความต้านทาน อาร์ด้วยตัวเรือนแหล่งจ่ายไฟจะถูกจ่ายไฟ หากวงจร RCD อยู่ในสภาพดีและไม่มีข้อบกพร่อง การติดตั้งทั้งหมดจะถูกปิดตามที่อธิบายไว้ข้างต้น การใช้สายป้อนอาหารอัตโนมัติ LS พร้อมหน้าสัมผัสเชิงกลเพิ่มเติม MK วงจร RCD แสดงในรูปที่ 1 ตามข้อ 7.29 ยอมให้มีการป้องกันเป็นศูนย์ - การป้องกันการติดตั้งทางไฟฟ้าด้วยตนเอง

ข้าว. 7.28. แผนผังของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง
ตอบสนองต่อศักยภาพของร่างกาย:

MP - สตาร์ทแม่เหล็ก; ตกลง - คอยล์ทริปพร้อมสปริง P; RN - รีเลย์แรงดันไฟฟ้าพร้อมหน้าสัมผัสปิดปกติ RN; ร 3 - ความต้านทานของสายดินป้องกันหลัก อาร์จี- ความต้านทานของการต่อลงดินเพิ่มเติม LS - สายป้อนอาหารเอง MK - หน้าสัมผัสทางกลเพิ่มเติม P - ปุ่ม "เริ่มต้น"; C - ปุ่ม "หยุด"; KS - ปุ่ม "ควบคุมตนเอง"; ร- ความต้านทานต่อการควบคุมตนเอง ก 1 , ก 2 - ค่าสัมประสิทธิ์การสัมผัสของการต่อสายดินหลักและสายดินเพิ่มเติม

การเลือกแรงดันไฟฟ้าตอบสนองของ RCD ที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเรือนนั้นทำตามสูตร:

(7.25)

ที่ไหน ยู pr เพิ่ม - แรงดันไฟฟ้าสัมผัสที่อนุญาตซึ่งถ่ายได้เท่ากับ 36 V โดยมีระยะเวลาของการสัมผัสกับกระแสไฟให้กับบุคคล 3 ธ 10 วินาที (ตารางที่ 7.2); รพี เอ็กซ์แอล– ความต้านทานแบบแอคทีฟและอุปนัยของ LV; ก 1 , ก 2 – ค่าสัมประสิทธิ์การสัมผัสของตัวนำกราวด์ที่เกี่ยวข้อง อาร์จี– ความต้านทานของการต่อลงดินเพิ่มเติม

การคำนวณโดยใช้สูตร (7.25) ลดลงเพื่อกำหนดปริมาณ อาร์จีในกรณีนี้แรงดันตอบสนองของวงจร RCD ควรน้อยกว่าแรงดันสัมผัสนั่นคือ ยูพุธ< ยูฯลฯ

2. RCD ที่ตอบสนองต่อกระแสของร่างกาย

หลักการทำงานของวงจรเบรกเกอร์ซึ่งตอบสนองต่อกระแสของร่างกายนั้นคล้ายคลึงกับการทำงานของวงจร RCD ที่ถูกกระตุ้นโดยแรงดันไฟฟ้าของร่างกายตามที่อธิบายไว้ข้างต้น โครงการนี้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งสายดินเพิ่มเติม แทนที่จะเป็นรีเลย์แรงดันไฟฟ้า RN รีเลย์ปัจจุบัน RT จะถูกติดตั้งบนสายดินป้องกันหลัก อุปกรณ์และส่วนประกอบวงจรอื่นๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังในรูป 7.20. ทริกเกอร์การเลือกปัจจุบัน ฉันค่าเฉลี่ยของ RCD ที่ทำปฏิกิริยากับกระแสของตัวเรือน EC นั้นจัดทำขึ้นตามสูตร:

ฉันโดย = (7.26)

ที่ไหน ซี RT - ความต้านทานรวมของรีเลย์ปัจจุบัน ร 3 – ความต้านทานต่อสายดินป้องกัน ยู- แรงดันไฟฟ้าสัมผัสที่อนุญาต (7.25)

3. RCD ที่ตอบสนองต่อความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าเฟส

ข้าว. 7.30 น. แผนผังของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง
ตอบสนองต่อความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าเฟส:

ก- ตัวกรองลำดับศูนย์พร้อมจุดร่วม 1 ; RN - รีเลย์แรงดันไฟฟ้า;
ซี 1 , ซี 2 , ซี 3 - ความต้านทานของตัวนำเฟส 1, 2 และ 3; ร zm1, ร zm2 - ความต้านทาน
การลัดวงจรของตัวนำเฟส 1 และ 2 ลงกราวด์ ยูо =φ 1 - φ 2  – แรงดันไฟฟ้าลำดับเป็นศูนย์ (φ 1 – ศักย์ไฟฟ้าที่จุด 1 , φ 2  - มีศักยภาพ ณ จุดหนึ่ง 2 )

เซ็นเซอร์ในวงจร RCD นี้เป็นตัวกรองลำดับศูนย์ซึ่งประกอบด้วยตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่ออยู่ในรูปดาว

ลองพิจารณาการทำงานของวงจร RCD ดังแสดงในรูปที่ 1 7.30 น.

หากความต้านทานของตัวนำเฟสที่สัมพันธ์กับกราวด์เท่ากันนั่นคือ ซี 1 = ซี 2 = ซี 3 = ซีจากนั้นแรงดันไฟฟ้าลำดับศูนย์จะเป็นศูนย์ ยู o = φ 1 - φ 2  = 0 ในกรณีนี้วงจร RCD นี้ไม่ทำงาน

หากมีความต้านทานของตัวนำเฟสลดลงอย่างสมมาตรตามจำนวน n> 1 เช่น แล้วแรงดันไฟฟ้า ยู o จะเท่ากับศูนย์และ RCD จะไม่ทำงาน

หากฉนวนของตัวนำเฟสเกิดการเสื่อมสภาพอย่างไม่สมมาตร ซี 1¹ ซี 2¹ ซี 3 จากนั้นในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าลำดับศูนย์จะเกินแรงดันไฟฟ้าตอบสนองของวงจรและอุปกรณ์กระแสเหลือจะปิดเครือข่าย ยูโอ > ยูพุธ

หากตัวนำเฟสหนึ่งลัดวงจรลงกราวด์ ค่าความต้านทานต่ำจะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร รแรงดันไฟฟ้าลำดับศูนย์ zm1 จะอยู่ใกล้กับแรงดันเฟส ยูฉ > ยูวันพุธ ซึ่งจะทำให้เกิดการปิดระบบเชิงป้องกัน

หากตัวนำสองตัวลัดวงจรลงกราวด์พร้อมกัน แสดงว่ามีค่าต่ำ ร zm1 และ ร zm2 แรงดันไฟฟ้าลำดับศูนย์จะใกล้เคียงกับค่า ซึ่งจะนำไปสู่การปิดเครือข่ายด้วย ดังนั้นข้อดีของวงจร RCD ที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้า ยูหรือรวมถึง:

ความน่าเชื่อถือของการทำงานของวงจรในกรณีที่ฉนวนของตัวนำเฟสเสื่อมสภาพไม่สมมาตร

ความน่าเชื่อถือของการทำงานในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดระหว่างตัวนำถึงกราวด์เฟสเดียวหรือสองเฟส

ข้อเสียของวงจร RCD นี้คือความไม่รู้สึกแน่นอนโดยความต้านทานของฉนวนของตัวนำเฟสลดลงอย่างสมมาตรและการขาดการควบคุมตัวเองในวงจรซึ่งจะช่วยลดความปลอดภัยในการให้บริการระบบไฟฟ้าและการติดตั้ง

4. RCD ที่ตอบสนองต่อความไม่สมดุลของกระแสเฟส

ก) ข)

ข้าว. 7.31. แผนผังของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง
ตอบสนองต่อความไม่สมดุลของกระแสเฟส:

ก- วงจรของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าลำดับศูนย์ TTNP ข - ฉัน 1 , ฉัน 2 , ฉัน 3 - กระแสของตัวนำเฟส 1 , 2 , 3 ; RT - รีเลย์ปัจจุบัน; ตกลง - คอยล์ทริป; 4 - วงจรแม่เหล็ก TTNP
5 - ขดลวดทุติยภูมิ TTNP

เซ็นเซอร์ในวงจร RCD ประเภทนี้คือ TTNP หม้อแปลงกระแสลำดับเป็นศูนย์ซึ่งแสดงแผนผังในรูปที่ 1 7.31 น. ข. ขดลวดทุติยภูมิของ TTNP จะให้สัญญาณแก่รีเลย์กระแส RT แม้ว่ากระแสลำดับจะเป็นศูนย์ก็ตาม ฉัน 0 เท่ากับหรือมากกว่ากระแสการติดตั้ง การติดตั้งระบบไฟฟ้าจะปิดตัวลง

ให้เราพิจารณาผลกระทบของ RCD ที่แสดงในรูปที่ 1 7.31.

หากความต้านทานฉนวนของตัวนำเฟสเท่ากัน ซี 1 = ซี 2 = ซี 3 = ซีและโหลดแบบสมมาตรบนเฟส ฉัน 1 = ฉัน 2 = ฉัน 3 = ฉันกระแสลำดับเป็นศูนย์ ฉัน 0 จะเท่ากับศูนย์ ดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กในแกนแม่เหล็ก 4 (รูปที่ 7.31, ก) และ EMF ในขดลวดทุติยภูมิ 5 TTNP ก็จะเท่ากับศูนย์เช่นกัน วงจรป้องกันไม่ทำงาน

ด้วยการเสื่อมสภาพอย่างสมมาตรของฉนวนของตัวนำเฟสและการเปลี่ยนแปลงของกระแสเฟสแบบสมมาตรวงจร RCD นี้จึงไม่ตอบสนองเช่นกันเนื่องจากกระแสไฟฟ้า ฉัน 0 = 0 และไม่มี EMF ในขดลวดทุติยภูมิ

ถ้าฉนวนของตัวนำเฟสเสื่อมลงอย่างไม่สมมาตร หรือลัดวงจรลงดินหรือตัวถังโรงไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าลำดับเป็นศูนย์จะเกิดขึ้น ฉัน 0 > 0 และกระแสจะถูกสร้างขึ้นในการพันขดลวดทุติยภูมิของ TTNP ที่เท่ากับหรือมากกว่ากระแสการทำงาน ส่งผลให้พื้นที่หรือการติดตั้งที่เสียหายถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลักของวงจร RCD นี้ ข้อเสียของวงจรได้แก่ การออกแบบที่ซับซ้อน ความไม่ไวต่อการเสื่อมสภาพของฉนวนแบบสมมาตร และการขาดการตรวจสอบตัวเองในวงจร

5. RCD ที่ตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าในการทำงาน

ข้าว. 7.32. แผนผังของอุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง
ตอบสนองต่อกระแสไฟในการทำงาน:

D 1, D 2, D 3 - โช้คสามเฟสที่มีจุดร่วม 1 ; D r - โช้คเฟสเดียว ฉัน op - กระแสการดำเนินงานจากแหล่งภายนอก RT - รีเลย์ปัจจุบัน; ซี 1 , ซี 2 , ซี 3 - ความต้านทานของตัวนำเฟส 1 , 2 และ 3 ; ร zm - ความต้านทานของวงจรตัวนำเฟส
- เส้นทางการดำเนินงานในปัจจุบัน

กระแสไฟทำงานคงที่จะจ่ายให้กับวงจรป้องกัน ฉัน op จากแหล่งภายนอกที่ผ่านวงจรปิด: แหล่งกำเนิด - กราวด์ - ความต้านทานของฉนวนของตัวนำ ซี 1 , ซี 2 และ ซี 3 – ตัวตัวนำเอง – โช้คสามเฟสและเฟสเดียว – ขดลวดของรีเลย์กระแส RT

ในระหว่างการทำงานปกติ ความต้านทานของฉนวนของตัวนำจะสูง ดังนั้นกระแสไฟฟ้าในการทำงานจึงไม่มีนัยสำคัญและน้อยกว่ากระแสไฟฟ้าในการทำงาน ฉันปฏิบัติการ< ฉันพุธ

ในกรณีที่ความต้านทาน (สมมาตรหรือไม่สมมาตร) ของฉนวนของตัวนำเฟสลดลง (สมมาตรหรือไม่สมมาตร) หรือเป็นผลจากการที่มนุษย์สัมผัสกับฉนวน ค่าความต้านทานรวมของวงจร ซีจะลดลงและกระแสไฟฟ้าในการทำงาน ฉัน op จะเพิ่มขึ้น และหากเกินกระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน ฉันวันพุธ เครือข่ายจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟ

ข้อดีของ RCD ที่ตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าในการปฏิบัติงานคือการให้ความปลอดภัยระดับสูงแก่ผู้คนในทุกโหมดการทำงานของเครือข่าย เนื่องจากข้อจำกัดในปัจจุบันและความสามารถในการตรวจสอบสุขภาพของวงจรด้วยตนเอง

ข้อเสียของอุปกรณ์เหล่านี้คือความซับซ้อนของการออกแบบเนื่องจากต้องใช้แหล่งจ่ายกระแสคงที่