Maavuotokatkaisija - Earth leakage circuit breaker

Maa-vuoto katkaisija ( ELCB ) on turvalaite käytetään sähkö- asennuksissa korkea Impedanssimittauksissa estämiseksi shokki. Se havaitsee pienet harhajännitteet sähkölaitteiden metallikoteloissa ja keskeyttää piirin, jos havaitaan vaarallinen jännite. Kun käytetään laajasti, uudempia laitoksia sen sijaan käyttää jäljellä-vikavirtasuoja (vikavirtasuojakytkimiä, vikavirtasuojille tai GFCIs), joka sen sijaan tunnistaa vuotovirran suoraan.

Tarkoitus

Maavuotosuojainten päätarkoitus on estää sähköiskun aiheuttamat henkilövahingot.

Historia

Tämä on laiteluokka, jota käytetään instrumenttien, piirien ja operaattoreiden suojaamiseen maavuodon aikana. Varhaiset ELCB: t olivat jännitteellä toimivia laitteita (VO-ELCB), jotka havaitsivat asennuksen metallityön ja ulkoisen elektrodin välisen jännitteen nousun. Nämä on nyt korvattu nykyisillä antureilla (RCD / RCCB). Nykyaikaisessa kirjallisuudessa jännitetunnistimia kutsutaan ELCB tai VOELCB ja virran tunnistimia kutsutaan RCCB tai RCD.

Jännitetunnistavat ELCB: t otettiin ensimmäisen kerran käyttöön noin kuusikymmentä vuotta sitten. Nykyiset tunnistavat ELCB: t otettiin käyttöön noin neljäkymmentä vuotta sitten. Monien vuosien ajan jännitteellä toimivaa ELCB: tä ja differentiaalivirtaa käyttävää ELCB: tä kutsuttiin molemmiksi ELCB: ksi, koska se oli yksinkertaisempi nimi muistaa. Mutta yhteisen nimen käyttö kahdelle eri laitteelle aiheutti huomattavaa sekaannusta sähköteollisuudessa.

Jos asennuksessa käytettiin väärää tyyppiä, annettu suojaustaso voi olla huomattavasti alhaisempi kuin suunniteltu, erityisesti jännitteellä toimiva tyyppi voi suojata vain VOELCB: hen kytkettyyn piiriin kytkettyyn metallityöhön liittyvistä virheistä tai iskuista. ei tunnista virtaa, joka jättää jännitteisen johdon ja kulkee maahan toisella polulla, kuten maan päällä seisovan henkilön kautta.

Tämän sekaannuksen poistamiseksi IEC päätti soveltaa termiä vikavirtasuojalaite (differentiaalivirralla toimivia ELCB: itä). Jäännösvirta tarkoittaa mitä tahansa jäännöstä verrattaessa piirin lähtevän ja paluuvirran virtaa. Yksivaiheisessa piirissä tämä on yksinkertaisesti jännite- tai vaihevirta miinus neutraali virta. Kolmivaiheisessa piirissä kaikki virtaa johtavat johtimet on tunnistettava.

Operaatio

ELCB on erikoistyyppinen lukitusrele , jossa rakennuksen saapuva verkkovirta on kytketty kytkentäkoskettimiensa kautta niin, että ELCB katkaisee virran, kun havaitaan maavuoto.

ELCB tunnistaa vikavirrat jännitteestä maadoitusjohtoon suojaamassasi asennuksessa. Jos ELCB: n sensorikäämin yli ilmestyy riittävä jännite , se katkaisee virran ja pysyy pois päältä, kunnes se nollataan manuaalisesti. Jännitettä tunnistava ELCB ei tunnista vikavirtoja jännitteestä mihinkään muuhun maadoitettuun kappaleeseen.

Tyypit

Maavuotokatkaisijoita on kahta tyyppiä:

• jännitteellä toimiva (tässä artikkelissa käytetään nimitystä ELCB) ja
• nykyinen (tässä artikkelissa kutsutaan RCCB: ksi).

Jännitekäyttöinen (ELCB)

Jännite-ELCB: t ovat olleet laajalti käytössä siitä lähtien, ja monet ovat edelleen toiminnassa, mutta niitä ei enää asenneta uudisrakentamiseen. Jännitteellä toimiva ELCB havaitsee potentiaalin nousun suojattujen toisiinsa kytkettyjen metallirakenteiden (laitekehykset, putket, kotelot) ja kaukaisen eristetyn maan vertailuelektrodin välillä. Ne toimivat havaitulla noin 50 voltin potentiaalilla avaamaan pääkatkaisija ja eristämään syöttö suojatuista tiloista.

Jännitteellä toimivassa ELCB: ssä on toinen liitin, joka kytketään etäyhteysmaadoitusliitäntään.

Maan piiri on modifioitu kun vikavirtasuojakytkimen käytetään; yhteys maadoitussauvaan johdetaan ELCB: n kautta yhdistämällä sen kahteen maadoitusliittimeen. Yksi päätelaite menee asennus Maan CPC ( piiri suojaava johdin, eli Maadoitusjohtimen), ja toinen on maapallon tangon (tai joskus muu maapallon yhteyden).

Haitat

Virta-anturijärjestelmiin verrattuna virrantunnistinjärjestelmillä on useita haittoja, joihin kuuluvat:

• Johtokatkos kuormitusosassa tai maadoitusosassa estää ELCB: n toiminnan.
• Lisäosan kolmas johdin vaaditaan kuormalta ELCB: lle.
• Erillisiä laitteita ei voida maadoittaa erikseen.
• Mikä tahansa ylimääräinen yhteys maapalloon suojatussa järjestelmässä voi poistaa tunnistimen käytöstä.
• ELCB tunnistaa laitteiden viat eikä pysty havaitsemaan, koskettako henkilö vahingossa ELCB: n jännitteellistä osaa.

Virta-anturit (RCD / RCCB)

RCD / RCCB on yleisesti käytetty ELCB-tyyppi. RCCB koostuu tyypillisesti virtamuuntajasta, jossa on useita ensiökäämiä ja yksi toissijainen käämi. Neutraali- ja linjajohdot (tai monivaihejärjestelmien linjat) toimivat ensiökääminä. Lankakäämi on toissijainen käämi. Sekundäärikäämityksen virta on tasapainotilassa nolla. Tasapainoisessa tilassa vaihelangan läpi kulkevan virran aiheuttama virtaus neutraloidaan neutraalin johdon kautta kulkevalla virralla, koska vaiheesta virtaava virta palautetaan neutraaliin. Vian tapahtuessa myös pieni virta virtaa maahan. Tämä aiheuttaa epätasapainon linjan ja neutraalin virran välillä, mikä luo epätasapainoisen magneettikentän. Tämä indusoi virran sekundäärikäämityksen kautta, joka on kytketty anturipiiriin. Tämä tunnistaa vuodon ja lähettää signaalin laukaisujärjestelmään.

Jännitteen tunnistamisen edut

Jännitetunnistimilla varustetuilla ELCB: llä on muutama etu nykyisiin tunnistaviin vikavirtasuojiin verrattuna: 1) Ne ovat vähemmän herkkiä vikatilanteille ja siksi niillä on vähemmän haitallisia laukaisuja. (Tämä ei tarkoita, että he tekevät aina, koska käytännön suorituskyky riippuu asennuksen yksityiskohdista ja erotusta lisäävästä suodatuksesta ELCB: ssä.) Siksi, erottamalla kaapelipanssari sähköisesti kaapelipiirin suojajohtimesta, voidaan järjestää ELCB suojaamaan kaapelivaurioilta vain, eikä laukaise vikoja alalinja-asennuksissa. 2) Jännitteentunnistavat ELCB: t laukeavat myös tasavirtahäiriöissä maahan, jota muuntajaliitäntäinen RCD / RCCB ei kykene havaitsemaan, samankaltaisilla ongelmilla, joiden taajuudet ovat huomattavasti verkkotaajuutta suuremmat. Tämä voi johtaa siihen, että taajuusmuuttajien maadoitusvikoja ei havaita esimerkiksi käyttöelektroniikan ja moottorin välillä.

Jännitteen tunnistamisen haitat

Jännitteentunnistavilla ELCB: llä on joitain haittoja:

• Ne eivät havaitse vikoja, jotka eivät kulje virtaa CPC: n kautta maaputkeen .
• Ne eivät salli yhden rakennusjärjestelmän jakamista helposti useisiin osiin itsenäisellä vikasuojauksella, koska maadoitusjärjestelmät on yleensä liitetty putkistoon .
• Ne voivat laukaista ulkoisilla jännitteillä jostakin maadoitusjärjestelmään liitetystä, kuten metalliputkista, TN-S- maadoituksesta tai TN-CS-yhdistelmästä ja maadoituksesta.
• Kuten vikavirtasuojien kohdalla, sähköisesti vuotavat laitteet, kuten jotkut vedenlämmittimet , pesukoneet ja liedet, voivat aiheuttaa ELCB: n laukaisun.
• ELCBs käyttöön uusia vastarintaa ja lisäksi pisteen epäonnistumisen osaksi maadoitusjärjestelmään .

Maan ohittaminen

Ei ole epätavallista, että ELCB-suojatulla laitteistolla on toinen tahaton yhteys maapalloon jossain, joka ei kulje ELCB-käämin läpi. Tämä voi tapahtua metalliputkiston kautta, joka on kosketuksessa maanpinnan kanssa, metallirakenteiden rungon, ulkokodinkoneiden kanssa kosketuksessa maan kanssa jne.

Kun näin tapahtuu, vikavirta voi kulkea maapallolle ilman, että ELCB tunnistaa sitä. Tästä huolimatta kenties vastahakoisesti ELCB: n toiminta ei vaarannu. ELCB: n tarkoituksena on estää maadoitetun metallityön nouseminen vaaralliseksi jännitteeksi vikatilanteissa, ja ELCB jatkaa tätä samalla tavalla, ELCB katkaisee edelleen virtaa samalla CPC-jännitetasolla. (Erona on, että tämän jännitteen saavuttamiseksi tarvitaan sitten suurempaa vikavirtaa.)

Haitat

Vaikka maajohdon jännite ja virta ovat yleensä vikavirtaa jännitteisestä johdosta, näin ei ole aina, joten on tilanteita, joissa ELCB voi häiritä laukaisua.

Kun laitteistolla on kaksi yhteyttä maapalloon, lähellä oleva suurivirtainen salamanisku isännöi maaperässä jännitteen kaltevuutta, mikä tuo ELCB-käämin tarpeeksi jännitteelle sen laukaisemiseksi.

Jos laitoksen maadoitussauva sijoitetaan lähelle naapurirakennuksen maadoitussauvaa, toisen rakennuksen korkea maavuotovirta voi nostaa paikallista maapotentiaalia ja aiheuttaa jännite-eron kahden maapallon välillä ja jälleen laukaista ELCB: n. Suljetut maadoitussauvat eivät sovi ELCB: n käyttöön tästä syystä, mutta tosielämässä tällaisia ​​asennuksia esiintyy joskus.

Sekä Vikavirtasuojien ja ELCBs ovat alttiita haittaa matkoja normaaleista vaarattomia Maavuotoresistanssin jossain määrin. Toisaalta ELCB: t ovat keskimäärin vanhempia, ja siksi niiden suodatus on yleensä vähemmän kehittynyttä haitallisiin matkoihin nähden, ja toisaalta ELCB: t ovat luonnostaan ​​immuuneja joillekin väärän matkan syille RCD: t kärsivät ja ovat yleensä vähemmän herkkiä kuin RCD: t. Käytännössä RCD-häiriöt ovat paljon yleisempiä.

Toinen syy häiriöiden laukeamiseen johtuu kertyneistä tai kuormitusvirroista, joita aiheuttavat alhaisemman eristysvastuksen omaavat tuotteet. Tämä voi johtua vanhemmista laitteista tai laitteista, joissa on lämmityselementtejä, tai jopa johdotuksista tropiikin rakennuksissa, joissa pitkät kosteus- ja sadeolosuhteet voivat aiheuttaa eristysvastuksen pienenemisen kosteuden seurannan vuoksi. Jos käytössä on 30 mA: n suojalaite ja eri lähteistä aiheutuu 10 mA: n taakka, yksikkö laukeaa 20 mA: lla. Yksittäiset tuotteet voivat kukin olla sähköturvallisia, mutta suuri määrä pieniä kuormitusvirtoja kasautuu ja vähentää laukaisutasoa. Tämä oli enemmän ongelma aikaisemmissa asennuksissa, joissa useita piirejä suojasi yksi ELCB.

Putkimaisen lämmityselementit on täytetty erittäin hienolla jauheella, joka voi absorboida kosteutta, jos elementtiä ei ole käytetty jonkin aikaa. Tropiikoilla näin voi käydä, esimerkiksi jos vaatteiden kuivausrumpua ei ole käytetty vuoden ajan tai suuri kahvinkeitin jne. On ollut varastossa. Tällaisissa tapauksissa, jos laitteen annetaan käynnistyä ilman vikavirtasuojausta, se yleensä kuivuu ja läpäisee tarkastuksen. Tämän tyyppinen ongelma näkyy jopa upouusissa laitteissa.

Vastaamatta jättäminen

Jotkut ELCB: t eivät reagoi korjattuun vikavirtaan. Tämä asia on periaatteessa sama ELCB: n ja RCD: n kanssa, mutta ELCB: t ovat keskimäärin paljon vanhempia ja tekniset tiedot ovat parantuneet huomattavasti vuosien varrella, joten vanhalla ELCB: llä on todennäköisemmin vikavirran aaltomuoto, johon se ei reagoi.

Kaikissa mekaanisissa laitteissa tapahtuu vikoja, ja ELCB: t tulisi ihanteellisesti testata säännöllisesti sen varmistamiseksi, että ne toimivat edelleen.

Jos jompikumpi maadoitusjohdoista irrotetaan ELCB: stä, se ei enää kytkeydy eikä asennus ole usein enää oikein maadoitettua.

Katso myös

• VIKAVIRTASUOJAKYTKIN
• Maadoitusjärjestelmä

Viitteet