Pracovní princip proudového chrániče

Analýza základních principů

Než pochopíte hlavní princip ochrany před úrazem elektrickým proudem, je nutné pochopit, co je elektrický šok. Elektrický šok označuje zranění způsobené elektrickým proudem procházejícím lidským tělem. Když se člověk dotkne drátu a vytvoří proudovou smyčku, proud protéká jeho tělem; když je proud dostatečně velký, může být cítit a způsobit škodu. Když dojde k úrazu elektrickým proudem, musí být proud přerušen v co nejkratším čase. Pokud je například proud procházející osobou 50 miliampérů, musí být proud přerušen do 1 sekundy; pokud je proud 500 miliampér, časový limit je 0,1 sekundy.

V místě vstupu elektrického vedení do domu v blízkosti elektroměru je instalován proudový chránič (RCD), připojený k výstupní svorce elektroměru, tj. na straně uživatele. Všechny domácí spotřebiče jsou reprezentovány odporem RL a odpor osoby v kontaktu je reprezentován RN.

CT znamená „proudový transformátor“, který se používá k měření střídavého proudu na principu vzájemné indukčnosti, odtud název „transformátor“. Je to v podstatě transformátor. Jeho primárním vinutím je vstupní střídavý proud, přičemž dva vodiče jsou považovány za jeden a jsou zapojeny paralelně, aby vytvořily primární vinutí. Sekundární cívka je připojena k cívce "jazýčkového relé" SH.

 

"Jazýčkové relé" je v podstatě jazýčková trubice s cívkou navinutou kolem ní. Když je cívka pod napětím, magnetické pole generované proudem způsobí zapojení jazýčkové elektrody uvnitř jazýčkové trubice, čímž se propojí vnější obvod. Když je cívka odpojena-, jazýček se uvolní a odpojí externí obvod. Zkrátka je to malé relé.

 

Spínač DZ není obyčejný spínač; je to pružinový-přepínač. Poté, co osoba překoná sílu pružiny, aby ji zavřela, musí být použit speciální hák, který ji přidrží na místě, aby se zajistilo, že zůstane ve stavu „zapnuto“; jinak se odpojí, jakmile uvolníte ruku.

Jazýčková elektroda jazýčkového relé je připojena k obvodu TQ "vypínací cívky". Vypínací cívka je elektromagnetická cívka; když jím protéká proud, generuje přitažlivou sílu. Tato přitažlivá síla je dostatečná k uvolnění výše uvedeného háku, což způsobí okamžité odpojení DZ. Protože DZ je zapojen do série s živým vodičem hlavního elektrického vedení uživatele, vypnutí odpojí napájení a ochrání osobu před úrazem elektrickým proudem.

 

Aby však proudový chránič (RCD) chránil lidi, musí nejprve „detekovat“ úraz elektrickým proudem. Jak tedy RCD pozná, že někoho zasáhl elektrický proud? Jak je znázorněno na obrázku, pokud nedojde k úrazu elektrickým proudem, proud ve dvou vodičích ze zdroje energie bude mít vždy stejnou velikost, ale v opačných směrech. Proto magnetický tok v primární cívce proudového transformátoru (CT) zcela zmizí a sekundární cívka nebude mít žádný výstup. Pokud někoho zasáhne elektrický proud, je to ekvivalent rezistoru procházejícího živým vodičem, který spustí proudový výstup na sekundární straně. Tento výstup způsobí, že se kontaktní bod (SH) zapojí, nabudí vypínací cívku, odtáhne hák a odpojí spínač (DZ), čímž poskytuje ochranu.

 

Je důležité si uvědomit, že jakmile dojde k vypnutí jističe, i když proud ve vypínací cívce (TQ) zmizí, automaticky znovu nepřipojí DZ. Napájení nelze obnovit, aniž by jej někdo zavřel. Poté, co osoba, která byla zabita elektrickým proudem, odejde a inspekce potvrdí, že neexistují žádná další nebezpečí, pro opětovné použití elektřiny musí být DZ uzavřen, aby se znovu zapnul jistič a obnovila se dodávka proudu.

 

Výše uvedené vysvětluje hlavní princip ochrany před úrazem elektrickým proudem. Avšak ani s ochranou proti úrazu elektrickým proudem není zaručena bezpečnost a při používání elektřiny je třeba stále dodržovat bezpečnostní opatření.

 

1. Jak je znázorněno na schématu, když obvod pracuje normálně, podle aktuální věty je proud tekoucí do a ze sítě nulový. Proto by celkový proud na pravé straně proudového chrániče (RCD) měl být nulový, tj. I1 + I2 + I3 + IN=0; proudový chránič tedy nebude fungovat. Všimněte si, že skutečný směr proudu závisí na skutečném obvodu. V tomto příkladu je směr IN opačný než směr I1, I2 a I3.

 

2. Když z pouzdra zařízení uniká proud a někdo se ho dotkne, část proudu IK proteče lidským tělem do země, což způsobí, že celkový proud na pravé straně RCD nebude nulový. To znamená, že I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. Když svodový proud dosáhne provozního proudu proudového chrániče, proudový chránič se vypne, přeruší napájení a dosáhne účelu ochrany proti svodům.

 

Všimněte si následujících dvou bodů:

 

1. Nulový vodič procházející proudovým chráničem (RCD) nesmí být použit jako ochranný vodič. Jak je znázorněno na diagramu, když se objeví svodový proud, svodový proud IK1 teče zpět do RCD skrz kryt zařízení. V tomto okamžiku je celkový proud na pravé straně proudového chrániče stále nulový, proto proudový chránič nevypne a není dosaženo účelu ochrany proti úniku.

 

2. Nulový vodič procházející proudovým chráničem nesmí být opakovaně uzemněn. Jak je znázorněno na diagramu, pokud je opakovaně uzemněn, bude určitý proud odveden do země, což způsobí, že celkový proud na pravé straně proudového chrániče bude nenulový, čímž se proudový chránič vypne a zabrání použití jiných elektrických spotřebičů.

 

3. Poznámka: Skutečná metoda připojení proudového chrániče by měla být určena podle systému ochrany nulového uzemnění použitého v systému.