Arbetsprincip för jordfelsbrytare

Grundläggande principanalys

Innan du förstår huvudprincipen för ett elektriskt stötskydd är det nödvändigt att förstå vad elektrisk stöt är. Elektrisk stöt avser skador som orsakas av en elektrisk ström som passerar genom människokroppen. När en person rör en tråd och bildar en strömslinga flyter ström genom deras kropp; när strömmen är tillräckligt stor kan den kännas och orsaka skada. När en elektrisk stöt inträffar måste strömmen stängas av på kortast möjliga tid. Till exempel, om strömmen som passerar genom en person är 50 milliampere, måste strömmen stängas av inom 1 sekund; om strömmen är 500 milliampere är tidsgränsen 0,1 sekunder.

En jordfelsbrytare (RCD) installeras vid den punkt där kraftledningen kommer in i huset, nära elmätaren, ansluten till mätarens utgång, dvs användarens sida. Alla hushållsapparater representeras av ett motstånd RL, och motståndet hos personen i kontakt representeras av RN.

CT står för "strömtransformator", som används för att mäta växelström med hjälp av principen om ömsesidig induktans, därav namnet "transformator". Det är i huvudsak en transformator. Dess primärlindning är den inkommande AC-ledningen, med de två ledningarna behandlade som en och parallellkopplade för att bilda primärlindningen. Den sekundära spolen är ansluten till spolen på "reedreläet" SH.

 

Ett "rörrelä" är i huvudsak ett vassrör med en spole lindad runt den. När spolen strömförsörjs får magnetfältet som genereras av strömmen att tungelektroden inuti tungröret griper in, vilket ansluter den externa kretsen. När spolen är urladdad- släpper tungen och kopplar bort den externa kretsen. Kort sagt, det är ett litet relä.

 

Strömställaren DZ är inte en vanlig strömbrytare; det är en fjäderbelastad-omkopplare. Efter att en person har övervunnit fjäderkraften för att stänga den, måste en speciell krok användas för att hålla den på plats för att säkerställa att den förblir i "på" tillstånd; annars kopplas den från så snart handen släpps.

Reed-reläets reedelektrod är ansluten till TQ-kretsen "trip coil". Utlösningsspolen är en elektromagnetspole; när ström flyter genom den genererar den en attraktionskraft. Denna attraktionskraft är tillräcklig för att frigöra den tidigare nämnda kroken, vilket gör att DZ omedelbart kopplar ur. Eftersom DZ är ansluten i serie med den strömförande kabeln på användarens huvudströmledning, kopplar utlösning från strömmen, vilket räddar personen från elektriska stötar.

 

Men för att en jordfelsbrytare (RCD) ska skydda människor måste den först "upptäcka" en elektrisk stöt. Så hur vet en RCD när någon har blivit elektrocuterad? Som visas i diagrammet, om det inte finns någon elektrisk stöt, kommer strömmen i de två ledningarna från strömkällan alltid att vara av samma storlek men i motsatta riktningar. Därför kommer det magnetiska flödet i primärspolen till strömtransformatorn (CT) att försvinna helt, och sekundärspolen kommer inte att ha någon utgång. Om någon får elektricitet motsvarar det ett motstånd som går genom den strömförande ledningen, vilket utlöser en strömutgång på sekundärsidan. Denna utgång får kontaktpunkten (SH) att koppla in, aktiverar utlösningsspolen, drar bort kroken och kopplar bort strömbrytaren (DZ), vilket ger skydd.

 

Det är viktigt att notera att när strömbrytaren löser ut, även om strömmen i utlösningsspolen (TQ) försvinner, kommer den inte automatiskt att återansluta DZ. Strömmen kan inte återställas utan att någon stänger den. Efter att personen som fick elektricitet lämnat och en inspektion bekräftar att det inte finns några ytterligare faror, för att använda elektricitet igen, måste DZ stängas för att-återkoppla strömbrytaren och återställa strömmen.

 

Ovanstående förklarar huvudprincipen för ett elektriskt stötskydd. Men även med ett elektriskt stötskydd garanteras inte säkerheten, och försiktighetsåtgärder bör fortfarande vidtas när du använder elektricitet.

 

1. Som visas i diagrammet, när kretsen fungerar normalt, enligt strömsatsen, är strömmen som flyter in och ut ur nätet noll. Därför bör den totala strömmen på höger sida av jordfelsbrytaren (RCD) vara noll, dvs I1 + I2 + I3 + IN=0; RCD kommer därför inte att fungera. Observera att den faktiska riktningen av strömmen beror på den faktiska kretsen. I detta exempel är IN riktningen motsatt till den för I1, I2 och I3.

 

2. När utrustningens hölje läcker ström och någon rör vid den, kommer en del av strömmen IK att flöda genom människokroppen i marken, vilket gör att den totala strömmen på höger sida av jordfelsbrytaren inte blir noll. Det vill säga I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. När läckströmmen når jordfelsbrytarens driftsström kommer jordfelsbrytaren att lösa ut, bryta strömmen och uppnå syftet med läckageskydd.

 

Observera följande två punkter:

 

1. Nollledaren som går genom jordfelsbrytaren (RCD) får inte användas som skyddsledare. Som visas i diagrammet, när läckström uppstår, flyter läckströmmen IK1 tillbaka till RCD genom utrustningens hölje. Vid denna tidpunkt är den totala strömmen på höger sida av RCD fortfarande noll, därför kommer RCD inte att lösa ut, och syftet med läckageskydd uppnås inte.

 

2. Den neutrala ledningen som går genom jordfelsbrytaren får inte jordas upprepade gånger. Som visas i diagrammet, om den jordas upprepade gånger, kommer en del ström att avledas till marken, vilket gör att den totala strömmen på höger sida av jordfelsbrytaren blir icke-noll, vilket stänger av jordfelsbrytaren och förhindrar användning av andra elektriska apparater.

 

3. Notera: Den faktiska anslutningsmetoden för jordfelsbrytaren bör bestämmas enligt det neutrala jordningsskyddssystem som används i systemet.