Дифференциального тока: Дифференциальный ток. Дифференциальный автомат: характеристики, назначение

Дифференциальный ток. Дифференциальный автомат: характеристики, назначение

Для более легкого понимания дифференциального тока следует рассмотреть один физический процесс. Когда происходит прикосновение к изолированной токоведущей линии, почему отсутствует поражение электрическим током? Ответ очевиден: изоляция не дает току течь через человеческое тело. Но если жилу оголить, встать на изолирующую подложку и прикоснуться к проводу? Эффект тот же – электрического удара нет. Подложка не дает цепи замыкаться через туловище на землю.

дифференциальный ток

Содержание

Понятие дифференциального тока

В природе нет такого физического процесса, как дифференциальный ток. Это понятие является векторной величиной, выраженной как сумма токов, присутствующих в цепи, взятых в значении среднеквадратичном. Чтобы появился ток дифференциальный, должен произойти физический процесс, именуемый током утечки. Но необходимо, чтобы было соблюдено одно условие: корпус оборудования, где появился ток утечки, должен быть соединен с землей. В противном случае, если тело не заземлено, то возникновение тока утечки не приводит к появлению дифференциального тока. И выключатель дифференциального тока (ВДТ) не сработает.

Связь между дифференциальным и током утечки

Когда происходит утечка тока в цепи, то он переходит на элементы, имеющие токопроводящий материал (корпуса из металла для приборов, отопительные трубы и др.) с частей, находящихся под напряжением (электрические схемы, провода). Во время этих утечек короткозамкнутых участков нет. И поэтому отсутствует факт нарушения работоспособности цепи (явное ее повреждение).

выключатель дифференциального тока

Так как дифференциальный ток, если выразить его математически, являет собой разницу (в векторном значении) между током на выходе источника и током после нагрузки, то понятно, что он практически идентичен току утечки. Но если последний реально существует при нарушении, например, изоляции, повышенной влажности среды, через которую он может пройти, или еще чего-либо, то ток дифференциальный появляется при соединении с землей.

Отключающий и неотключающий дифференциальные токи

Под током срабатывания (или отключающим) понимают такой дифференциальный ток, протекание которого приводит к отключению ВДТ при утечках в цепи.

Ток, протекание которого допустимо в цепи устройства защитного отключения (УЗО) и не происходит его срабатывания, называется дифференциальным неотключающим током.

В нагруженной цепи, где работают устройства импульсного типа: выпрямители, дискретные цифровые приборы для регулировки мощности – все это современная бытовая техника, присутствуют фоновые токи дифференциальные. Но такие токи не являются токами повреждения, и электрическую цепь в этом случае отключать нельзя. Поэтому порог срабатывания УЗО выбран таким, чтобы не реагировать на рабочее значение фона, а отключать ток утечки, превышающий эту величину.

УЗО или дифференциальный автомат

Для того чтобы защитить цепь от замыкания на землю токов большой величины, разработаны специальные автоматические выключатели. Схема устройства постоянно тестирует контролируемую цепь на наличие электрических утечек. Как только сумма векторных значений токов линейных станет больше нуля и перейдет предел чувствительности прибора, он сразу отключит цепь. Такие системы ставят и в однофазных, и в трехфазных линиях.

дифференциальный выключатель

Характеристики дифференциальных выключателей

Различные модификации устройств защитных отличаются друг от друга по:

  • особенностям конструкции;
  • виду электричества утечки;
  • параметрам чувствительности;
  • быстродействию.

В зависимости от конструктивных особенностей бывают:

  • Устройства ВДТ (дифференциальный выключатель), где отсутствует защита от больших токов. Они реагируют на токи утечки, но чтобы обеспечить защиту их схемы, последовательно нужно включать предохранители.
  • Устройство АВДТ, где предусмотрен выключатель автоматического типа. Это универсальные приборы с двойной функцией – для защиты от КЗ и перегрузок, а также контроля утечек.
  • Устройство БДТ с возможным подключением автомата срабатывания в точке подключения. Прибор, предназначенный для совместной установки с автоматическим выключателем. Его конструкция проработана таким образом, что допускает только одноразовое соединение с автоматом.
защитное устройство дифференциального тока

В зависимости от формы токов утечки, разработаны группы защитных устройств следующей модификации:

  • AC – устройства, работающие с переменным синусоидальным током. Они не реагируют на дифференциальные импульсные токи, которые возникают в момент включения, например, ламп люминесцентных, рентгеновских аппаратов, устройств для обработки информационных сигналов, преобразователей на тиристорах.
  • A – приборы для защиты от постоянного пульсирующего и переменного тока. Не распознают пиковые значения утечек импульсных дифференциальных токов. Они работают в цепях выпрямителей электронного типа, регуляторов фазоимпульсного преобразования. Предотвращают утечки на землю пульсирующего электричества, в котором имеется постоянная составляющая напряжения.
  • B – системы, работающие с переменными, постоянными и пульсирующими токами утечки.

По чувствительности дифференциальный выключатель имеет следующие типы:

  • Системы низкочувствительные, которые отключают цепь при косвенном прикосновении.
  • Системы с чувствительностью высокого порядка. Защищают, если произошло прямое прикосновение к токопроводу.
  • Противопожарного действия.

По времени, которое требуется для срабатывания устройства:

  • Действия мгновенного.
  • Быстродействующие.
  • Для общего назначения.
  • С задержкой – селективного типа.

Приборы защиты тока дифференциального селективного устройства способны отключать лишь ту часть оборудования, где произошло нарушение.

реле дифференциального тока

Как работает выключатель дифференциального тока

УЗО состоит из сердечника в виде кольца и двух обмоток. Эти обмотки совершенно одинаковы, то есть выполнены проводом одного сечения и количество витков идентично. Через одну обмотку проходит ток в направлении входа нагрузки, а далее через нагрузку возвращается на вторую обмотку. Так как в каждой нагрузке проходит номинальный ток, то суммированные токи на входе и на выходе, по Киргофу, должны быть равны. В итоге токи создают в обмотках одинаковые магнитные потоки, направленные в противоположном направлении. Эти потоки компенсируют друг друга, и система остается в неподвижном состоянии. Если только появился ток утечки, то магнитные поля будут различными, сработает реле дифференциального тока, что приведет к размыканию электрических контактов. Электрическая линия будет полностью обесточена.

узо или дифференциальный автомат

Где применимо устройство защитное дифференциального тока

В современном строительстве и электрическом оборудовании площадей, а также при реконструировании все больше применяют устройства, которые отключают дифференциальный ток. Это обосновано повышением безопасности эксплуатации электрических сетей, а также снижением травматизма. УЗО применяют в:

  • зданиях общественного назначения: учебных заведениях, зданиях культуры, лечебницах, гостиничных комплексах, спортивных учреждениях;
  • зданиях индивидуальных жилых и многоквартирных: домах, дачах, общежитиях, подсобных постройках;
  • торговых площадях, особенно изготовленных на основе металлоконструкций;
  • зданиях административного назначения;
  • промышленных предприятиях.

номинальный ток

Варианты схем подключения УЗО

Защитное устройство дифференциального тока выпускают на разное число контролируемых фаз. Бывают однофазные, двухфазные и трехфазные выключатели дифференциального тока.

Если линия однофазная и нужно подключить к ней УЗО и одинарный автоматический выключатель, то не имеет принципиальной разницы, что ставить в первую очередь. Все эти приборы ставятся на входе цепи. Просто удобнее ставить вначале автомат на фазу, а выключатель дифференциального тока после. Так как нагрузка тогда подключается к обоим контактам УЗО, вместо фазы - на автомат, а вместо ноля - на защитное устройство.

Если основная линия делится на несколько линий с нагрузками, то УЗО ставят вначале, а далее на каждую линию свой автоматический выключатель. Важно, чтобы номинальный ток, который может пропустить УЗО, был больше тока срабатывания автомата, иначе защитить само устройство не получится.

Заключение

Все работы по организации электрической проводки и систем защиты цепей лучше доверить профессиональным электрикам! Своими руками можно собирать только несложные электрические схемы, а подключая защитные устройства, четко следовать инструкции. Обычно каждый контакт имеет соответствующую маркировку.

номинальный ток отключения, датчик тока

Дифференциальный ток — тот, который проявляется утечкой при ситуации с отсутствием видимых повреждений на токопроводящих путях. Более подробная информация об определении, типе срабатывания по дифференциальному току, характеристиках, принципе работе и области применения далее.

Что это такое

Это векторная сумма токов в среднем квадратичном значении или физический процесс, приводящий к токовой утечке. Стоит отметить также, что это алгебраическое суммарное токовое значение всех токоведущих проводников, работающих в определенный период времени в электроцепи.

Обратите внимание! Согласно еще одному понятию дифференциального тока — это то, что видит устройство защитного отключения в сети или датчик и предотвращает из-за разрушительного воздействия на все электроприборы.

Полное определение из справочника

Характеристики

Номинальный отключающий дифференциальный ток имеет свою силу, напряжение, время действия, признаки появления и распространения. Кроме того, он обладает разрушительным действием. Это все, что можно причислить к характеристикам. Стоит указать, что для того чтобы он начал проникать в сеть или на тело человека, нужен проводник. Им может выступать как сам человек, так и энергия из пробитой кабельной изоляции или некачественного соединения провода.

Что касается вредного воздействия, то дифференциальный электроток приводит к образованию микротравм, летальному исходу и повреждению электрооборудования. Нормальная сетевая работа гарантируется с помощью упорядоченного потока электронов, которые двигаются по жилам и обеспечивают нулевую токовую силу в обоих проводниках.

Признаки или характеристика электротока

Как работает

Дифференциальный ток появляется благодаря свободным носителям и электрическому полю, появляющемуся при пробитой кабельной изоляции или некачественном проводном соединении. Движется по электрической проводке или полупроводниковым элементам в виде светодиодов и процессора. При этом проводником может выступать металл, а полупроводником — элемент кремния, германия, галия и прочего.

Принцип действия

Какой номинальный ток отключения

Номинальным током отключения является то токовое значение, которое может быть выключено выключателем, если оно равно наибольшему значению рабочего напряжения. Это значение при сетевом коротком замыкании, которое отключает предохранитель. Как правило, эта цифра указывается на упаковке к дифференциальному автоматическому выключателю.

Номинальный электроток отключения

Область появления тока

Физиками точно не дано понятия дифференциального токового значения, поэтому оно максимально приближено к понятию короткого замыкания. Оно, в свою очередь, возникает из-за высокого напряжения, плохой изоляции электрических элементов, внешнего механического воздействия, наличия посторонних предметов в электрических проводниках и прямом ударе молнии. Появляется подобное явление, как в домашней, так и производственной сети. Сопровождается искрами, неприятным запахом и порчей электрооборудования.

Сфера появления

Защита от дифференциального тока

Защититься от перенапряжения и всех неприятных признаков испорченной электропроводки и сети можно при помощи дифференциального автоматического выключателя или устройства защитного отключения. Оба они предназначены, для того чтобы защитить пользователей от поражения электротоком. Могут срабатывать при коротком замыкании. Как правило, работа первых аппаратов нацелена на устранения последствий при прямом соприкосновении, а работа вторых направлена на уничтожения неприятных ситуаций при косвенном соприкосновении электроэнергии.

То есть, в первом случае устройства непосредственно защищают человека от поражения электроэнергией, а во втором случае аппараты защищают электрооборудование и, тем самым, самого человека. Оба аппарата пропускают через себя напряжение и выдают нормальное токовое значение на выходе. Работают как с переменным, так и с постоянным электротоком. Бывают как однофазными, так и двух- и трехфазными.

Обратите внимание! Стоит указать, что по-другому защититься можно, делая правильно электропроводку и внимательно отслеживая работу сети.

Устройство дифференциальной защиты

В целом, дифференциальный ток — энергия, попадающая в землю или в иные токопроводящие элементы в электроцепи, не имеющей повреждений. Принцип работы основан на наличии электропроводника. Появляется он постоянно в результате электропробоя кабельного изоляционного диэлектрика. Защититься от него можно применением устройств дифференциальной защиты.

Виды дифференциального тока

Все многообразие дифференциальных токов, которые могут возникнуть в главной цепи устройства защитного отключения, в ГОСТ Р 51326.1 и ГОСТ Р 51327.1 сведено к следующим двум видам: синусоидальному дифференциальному току и пульсирующему постоянному дифференциальному току.

  • Синусоидальный дифференциальный ток имеет место в том случае, если в электрических цепях переменного тока, которые подключены к устройству защитного отключения, не применяют выпрямители,светорегуляторы, регулируемые электроприводы и аналогичные им устройства, существенно изменяющие форму синусоидального тока. Ток утечки и ток замыкания на землю в таких электрических цепях имеют форму, близкую к синусоиде. Такую же синусоидальную форму имеет и дифференциальный ток. При использовании в электроустановках зданий перечисленных выше приборов и устройств форма синусоидального тока в электрических цепях может существенно изменяться. Если, например, в каком-либо электроприемнике в качестве дискретного регулятора потребляемой им мощности использован диод, то в случае повреждения основной изоляции токоведущей части, подключенной после диода, может возникнуть ток замыкания на землю, который будет протекать только в течение половины периода, – так называемый пульсирующий постоянный ток.
    Дифференциальный ток в главной цепи устройства защитного отключения также будет представлять собой пульсирующий постоянный ток. Он существенно изменяет характеристики УЗО по сравнению с синусоидальным дифференциальным током. В электроустановках жилых зданий применяют большое число электроприемников, имеющих встроенные выпрямители. Все они характеризуются небольшими постоянными токами утечки, которые могут создавать суммарный (фоновый) постоянный ток утечки, проте кающий через главную цепь устройства защитного отключения. Протекание даже малого постоянного тока через первичную обмотку дифференциального трансформатора существенно изменяет (ухудшает) его характеристики. Поэтому в ГОСТ Р 51326.1 и ГОСТ Р 51327.1 учтена возможность протекания небольшого постоянного тока через главную цепь устройства защитного отключения.
  • Пульсирующий постоянный ток определен в стандартах как волнообразные импульсы электрического тока длительностью (в угловой мере) не менее 150 о за один период пульсации, следующие периодически с номинальной частотой и разделенные промежутками времени, в течение которых электрический ток принимает нулевое значение или значение, не превышающее 0,006 А постоянного тока.
    Пульсирующий постоянный ток характеризуется также углом задержки тока, под которым понимают промежуток времени в угловой величине, в течение которого устройство фазового управления задерживает момент протекания электрического тока в электрической цепи.
    Появление в главной цепи устройства защитного отключения пульсирующего постоянного тока существенно изменяет характеристики тех УЗО, которые рассчитаны на работу только с синусоидальным током. Поэтому современные устройства защитного отключения типа A имеют дифференциальные трансформаторы и расцепители дифференциального тока, выполненные из специальных материалов. Они одинаково хорошо функционируют и при возникновении синусоидального дифференциального тока, и при появлении пульсирующего постоянного дифференциального тока.

В статье использовались материалы «Книги защитного модульного оборудования производства ABB

Устройство дифференциального тока — Википедия

ВДТ с отключающим дифференциальным током IΔn 0,03 А

Устройство дифференциального тока (УДТ)[1], (англ. residual current device, RCD): Контактное коммутационное устройство, предназначено для того чтобы включать, проводить и отключать электрические токи при нормальных условиях эксплуатации и размыкать контакты, когда дифференциальный ток достигает заданного значения при установленных условиях[2]. В качестве УДТ используют автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока (ВДТ) и автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (АВДТ).

Назначение

УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током, не превышающим 30 мА предназначены для дополнительной защиты человека от поражения электрическим током. Используется в составе защиты «автоматическое отключение питания»[3].

В системах переменного тока дополнительная защита посредством УДТ должна быть предусмотрена для:

  • штепсельных и силовых розеток с номинальным током до 32 А;
  • передвижного оборудования с номинальным током до 32 А, которое используют вне помещения.

УДТ отключает защищаемую цепь:

  • при прямом прикосновении человека или животного к электрооборудованию, находящимуся под напряжением;
  • при повреждении основной изоляции и контакте токоведущих частей с открытой проводящей частью.

Требования по установке и применению УДТ приведены в серии стандартов на электроустановки зданий МЭК 60364.

Принцип действия

Схема, поясняющая принцип работы УДТ УДТ в разобранном виде

Главным компонентом УДТ является дифференциальный трансформатор, который предназначен для обнаружения дифференциального тока. Если дифференциальный ток превысит значение отключающего дифференциального тока или равен ему произойдёт размыкание электрической цепи.

Внутреннее устройство УДТ, подключаемого в разрыв провода

На фотографии показано внутреннее устройство одного из типов УДТ. Данное УДТ предназначено для установки в разрыв провода. Линейный и нейтральный проводники от источника питания подключаются к контактам (1), главная цепь УДТ подключается к контактам (2).

При нажатии кнопки (3) контакты (4) (а также ещё один контакт, скрытый за узлом (5)) замыкаются, и УДТ пропускает ток. Соленоид (5) удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как кнопка отпущена.

Вторичная обмотка (6), к которой подключён расцепитель дифференциального тока. В нормальном состоянии ток линейного проводника, равен току нейтрального проводника, однако эти токи противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно компенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформатора ЭДС отсутствует.

Ток замыкания на землю приводит к нарушению баланса в дифференциальном трансформаторе: через линейный проводник протекает больший ток, чем по нейтральному проводнику (часть тока протекает через тело человека, то есть в обход трансформатора). Дифференциальный ток в первичной обмотке дифференциального трансформатора приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС сразу же регистрируется следящим устройством (7), которое отключает питание соленоида (5). Отключённый соленоид больше не удерживает контакты (4) в замкнутом состоянии, и они размыкаются под действием силы пружины.

Устройство спроектировано таким образом, что отключение происходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть последствий от поражения электрическим током.

Кнопка проверки (8) позволяет проверить работоспособность устройства путём пропускания небольшого тока через оранжевый тестовый провод (9). Тестовый провод проходит через сердечник дифференциального трансформатора, поэтому ток в тестовом проводе эквивалентен нарушению баланса токонесущих проводников, то есть УДТ должно отключиться при нажатии на кнопку проверки. Если УДТ не отключилось, значит оно неисправно и должно быть заменено.

Ограничения

УДТ не сработает, если человек оказался под напряжением, но тока замыкания на землю при этом не возникло, например, при прикосновении одновременно к линейному и нейтральному проводникам защищаемой цепи. Предусмотреть защиту от таких прикосновений невозможно, так как нельзя отличить протекание тока через тело человека от нормального протекания тока в нагрузке. В подобных случаях действенны только механические защитные меры (изоляция, непроводящие кожухи и т. п.), а также отключение электроустановки перед её обслуживанием.

УДТ, функционально зависимое от напряжения сети, нуждается в питании, которое получает от защищаемой цепи. Поэтому потенциально опасной является ситуация, когда выше УДТ произошёл обрыв нейтрального проводника, а линейный остался под напряжением. В этом случае УДТ будет неспособно отключить цепь, так как напряжения в защищаемой цепи недостаточно для функционирования. УДТ функционально не зависимое от напряжения свободно от указанного недостатка.

История

Первый патент (патент Германии № 552678 от 08.04.28) на УДТ был получен в 1928 году германской фирмой RWE (Rheinisch — Westfälisches Elektrizitätswerk AG). Первый действующий образец устройства защиты был изготовлен этой же фирмой в 1937 г. В качестве датчика использовался маленький дифференциальный трансформатор, а исполнительным элементом служило поляризованное реле с чувствительностью 0,01 ампер и быстродействием 0,1с[4].

Чувствительность прототипа устройства была 80 мА[5] дальнейшее повышение чувствительности тормозилось отсутствием материалов с нужными магнитными свойствами. В 1958 г. доктором Биглмайером из Австрии было предложено новое схемное решение конструкции УДТ. Сейчас такие УДТ маркируются буквой G. В конструкции были устранены ложные срабатывания от грозовых разрядов и увеличена чувствительность до 30 мА[5].

Граничные кривые переменного тока и физиологическое действие тока на организм человека[6] были установлены путём тестов в 1940—1950 годы в университете Berkeley американским учёным Чарльзом Дальцилом. В ходе тестов добровольцы подвергались воздействию электрического тока с известным напряжением и силой тока[4]. В начале 1970-х годов большинство УДТ выпускались в корпусах типа автоматических выключателей. С начала 1980-х годов, в США, большинство бытовых УДТ были уже встроенными в розетки.

В СССР первые эксперименты по проектированию УДТ начались в 1964 году[7]. Первое серийное УДТ для укомплектования трёхфазного электрифицированного инструмента было изготовлено в 1966 г. Выборгским заводом «Электроинструмент» по разработке ВНИИСМИ. Первое бытовое УДТ в СССР было разработано в 1974 году, но в серию не пошло[8]. Серийное бытовое УДТ производилось с 1988 года в значительных количествах (до 200 тысяч штук в год). Типичный вид УДТ того времени — удлинитель с розеткой на шнуре. С 1982 года всё учебное электротехническое оборудование, поступавшее в школы, в обязательном порядке оснащалось УДТ, которое получило наименование «школьное». Серийность изделия доходила до 60 тыс. штук в год. Для нужд промышленности и сельского хозяйства выпускались защиты ИЭ-9801, ИЭ-9813, УЗОШ 10.2 (ещё выпускается), РУД-0,5. В настоящее время используются преимущественно УДТ для монтажа в электрощите на DIN-рейку, а встроенные УДТ пока широкого распространения не получили.

Классификация

По способу управления

  • УДТ без вспомогательного источника питания
  • УДТ со вспомогательным источником питания:
    • выполняющие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника с выдержкой времени и без неё:
      • производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
      • не производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
    • не производящие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника:
      • способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника
      • не способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника

По виду установки

  • стационарные с монтажом стационарной электропроводкой
  • переносные с монтажом гибкими проводами с удлинителями

По числу полюсов

  • двухполюсные;
  • четырёхполюсные.

По возможности регулирования отключающего дифференциального тока

  • нерегулируемые;
  • регулируемые:
    • с дискретным регулированием;
    • с плавным регулированием.

По стойкости при импульсном напряжении

  • допускающие возможность отключения при импульсном напряжении;
  • стойкие при импульсном напряжении.

По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока

УДТ типа АС: УДТ, срабатывание которого обеспечивается дифференциальным синусоидальным переменным током путём или внезапного его приложения, или при медленном нарастании[9].

УДТ типа А: УДТ, срабатывание которого обеспечивается и синусоидальным переменным, и пульсирующим постоянным дифференциальным током путём или внезапного приложения, или медленного нарастания[9].

УДТ типа В: УДТ, которое гарантирует срабатывание как устройство типа А и дополнительно срабатывает:

  • при дифференциальном синусоидальном переменном токе частоты до 1000 Гц;
  • при дифференциальном синусоидальном переменном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
  • при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
  • при дифференциальном пульсирующем выпрямленном токе от двух или более фаз;
  • при дифференциальном сглаженном постоянном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем, вне зависимости от полярности[10].

УДТ типа F: УДТ, которое гарантирует срабатывание как устройство типа А в соответствии с требованиями МЭК 61008-1 и МЭК 61009-1 и дополнительно срабатывает:

  • при составном дифференциальном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем между фазой и нейтралью или фазами и средним заземлённым проводником;
  • при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток[10].

По наличию задержки по времени (в присутствии дифференциального тока)

  • УДТ без выдержки времени — тип для общего применения;
  • УДТ с выдержкой времени — тип S для обеспечения селективности.

См. также

Примечания

  1. ↑ В нормативных документах наряду с термином «устройство дифференциального тока» применяют устаревший термин «устройство защитного отключения»
  2. ↑ ГОСТ IEC 60050-442—2015. Международный электротехнический словарь. Часть 442. Электрические аксессуары
  3. ↑ ГОСТ Р 50571.3—2009. Электроустановки низковольтные. Часть 4-41. Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током.
  4. 1 2 Гуревич В. И. Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга электротехника. Серия «Компоненты и Технологии». — М.: СОЛОН-Пресс, 2011. С. 341.
  5. 1 2 Штепан Ф. Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током. Прага, 2004. С 10.
  6. ↑ Штепан Ф. Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током. Прага, 2004. С. 13-16.
  7. ↑ Развитие и современное состояние УЗО в СССР и России / Ю. Водяницкий // Автоматизация и производство. — 1996. — № 3.
  8. ↑ Развитие и современное состояние УЗО в СССР и России / Ю. Водяницкий // Автоматизация и производство. — 1996. — № 4.
  9. 1 2 ГОСТ IEC 61008-1—2012. Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтока. Часть 1. Общие требования и методы испытаний
  10. 1 2 ГОСТ IEC 62423—2013. Автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, типа F и типа В со встроенной и без встроенной защиты от сверхтока бытового и аналогичного назначения

Литература

  • IEC/TR 60755:2008. General requirements for residual current operated protective devices. Edition 2.0 – Geneva: IEC, 2008‑01.
  • IEC 60947-2:2016. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 2: Circuit-breakers. Edition 5.0. – Geneva: IEC, 2016‑06.
  • IEC 61008‑1:2013. Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs). Part 1: General rules. Edition 3.2. – Geneva: IEC, 2013‑09.
  • IEC 61009-1:2013. Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs). Part 1: General rules. Edition 3.2. – Geneva: IEC, 2013‑09.
  • IEC 61540:1999. Electrical accessories. Portable residual current devices without integral overcurrent protection for household and similar use (PRCDs). Edition 1.1. – Geneva: IEC, 1999‑03.
  • IEC/TR 62350:2006. Guidance for the correct use of residual current-operated protective devices (RCDs) for household and similar use. First edition. – Geneva: IEC, 2006‑12.
  • IEC 62423:2009. Type F and type B residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses. Edition 2.0. – Geneva: IEC, 2009‑11.
  • IEC 60050-442:1998. International Electrotechnical Vocabulary. Part 442: Electrical accessories. Edition 1.0. – Geneva: IEC, 1998‑11.
  • ГОСТ Р МЭК 60755–2012. Общие требования к защитным устройствам, управляемым дифференциальным (остаточным) током.
  • ГОСТ IEC 61009-1–2014. Выключатели автоматические, срабатывающие от остаточного тока, со встроенной защитой от тока перегрузки, бытовые и аналогичного назначения. Ч. 1. Общие правила.
  • ГОСТ Р 51328–99 (МЭК 61540–97). Устройства защитного отключения переносные бытового и аналогичного назначения, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтоков (УЗО-ДП). Общие требования и методы испытаний.
  • Харечко Ю.В. Защитные устройства модульного исполнения. – М.: ООО «АББ Индустри и Стройтехника», 2008. – 336 с.
  • Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 4// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2015. – № 6. – 160 c.
  • Гуревич В. И. Ложные срабатывания УЗО: кто виноват и что делать? / Владимир Гуревич (к. т. н.) // Силовая электроника. — 2013. — № 5. — С. 48 — 54.

Ссылки

Что такое дифференциальный ток - Всё о электрике

Особенности дифференциального тока

Дифференциальный ток — тот, который проявляется утечкой при ситуации с отсутствием видимых повреждений на токопроводящих путях. Более подробная информация об определении, типе срабатывания по дифференциальному току, характеристиках, принципе работе и области применения далее.

Что это такое

Это векторная сумма токов в среднем квадратичном значении или физический процесс, приводящий к токовой утечке. Стоит отметить также, что это алгебраическое суммарное токовое значение всех токоведущих проводников, работающих в определенный период времени в электроцепи.

Обратите внимание! Согласно еще одному понятию дифференциального тока — это то, что видит устройство защитного отключения в сети или датчик и предотвращает из-за разрушительного воздействия на все электроприборы.

Характеристики

Номинальный отключающий дифференциальный ток имеет свою силу, напряжение, время действия, признаки появления и распространения. Кроме того, он обладает разрушительным действием. Это все, что можно причислить к характеристикам. Стоит указать, что для того чтобы он начал проникать в сеть или на тело человека, нужен проводник. Им может выступать как сам человек, так и энергия из пробитой кабельной изоляции или некачественного соединения провода.

Что касается вредного воздействия, то дифференциальный электроток приводит к образованию микротравм, летальному исходу и повреждению электрооборудования. Нормальная сетевая работа гарантируется с помощью упорядоченного потока электронов, которые двигаются по жилам и обеспечивают нулевую токовую силу в обоих проводниках.

Как работает

Дифференциальный ток появляется благодаря свободным носителям и электрическому полю, появляющемуся при пробитой кабельной изоляции или некачественном проводном соединении. Движется по электрической проводке или полупроводниковым элементам в виде светодиодов и процессора. При этом проводником может выступать металл, а полупроводником — элемент кремния, германия, галия и прочего.

Какой номинальный ток отключения

Номинальным током отключения является то токовое значение, которое может быть выключено выключателем, если оно равно наибольшему значению рабочего напряжения. Это значение при сетевом коротком замыкании, которое отключает предохранитель. Как правило, эта цифра указывается на упаковке к дифференциальному автоматическому выключателю.

Область появления тока

Физиками точно не дано понятия дифференциального токового значения, поэтому оно максимально приближено к понятию короткого замыкания. Оно, в свою очередь, возникает из-за высокого напряжения, плохой изоляции электрических элементов, внешнего механического воздействия, наличия посторонних предметов в электрических проводниках и прямом ударе молнии. Появляется подобное явление, как в домашней, так и производственной сети. Сопровождается искрами, неприятным запахом и порчей электрооборудования.

Защита от дифференциального тока

Защититься от перенапряжения и всех неприятных признаков испорченной электропроводки и сети можно при помощи дифференциального автоматического выключателя или устройства защитного отключения. Оба они предназначены, для того чтобы защитить пользователей от поражения электротоком. Могут срабатывать при коротком замыкании. Как правило, работа первых аппаратов нацелена на устранения последствий при прямом соприкосновении, а работа вторых направлена на уничтожения неприятных ситуаций при косвенном соприкосновении электроэнергии.

То есть, в первом случае устройства непосредственно защищают человека от поражения электроэнергией, а во втором случае аппараты защищают электрооборудование и, тем самым, самого человека. Оба аппарата пропускают через себя напряжение и выдают нормальное токовое значение на выходе. Работают как с переменным, так и с постоянным электротоком. Бывают как однофазными, так и двух- и трехфазными.

Обратите внимание! Стоит указать, что по-другому защититься можно, делая правильно электропроводку и внимательно отслеживая работу сети.

В целом, дифференциальный ток — энергия, попадающая в землю или в иные токопроводящие элементы в электроцепи, не имеющей повреждений. Принцип работы основан на наличии электропроводника. Появляется он постоянно в результате электропробоя кабельного изоляционного диэлектрика. Защититься от него можно применением устройств дифференциальной защиты.

Что такое дифференциальный автомат?

Дифференциальный автомат – уникальный аппарат, сочетающий в едином корпусе функции сразу двух защитных устройств – это одновременно УЗО и автоматический выключатель. Профессионалы рекомендуют использовать дифференциальные автоматические выключатели в обязательном порядке при устройстве или реконструкции проводки.

Каково назначение дифференциальных автоматов, по каким параметрам выбирается и какова его схема подключения – ответы на эти вопросы постараемся дать ниже.

Для чего нужны дифференциальные автоматы?

Прямым предназначением дифференциального автомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты сети.

Дифференциальный автомат обесточит контролируемую линию при возникновении:

  • короткого замыкания;
  • перегрева электрической проводки из-за превышения уставки номинального тока дифавтомата;
  • утечки на землю больше, чем соответствующая уставка.

Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или частный дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. Одно устройство, совмещающее в себе функции двух (УЗО и автоматического выключателя), занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5 мм.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Техническое устройство

Конструктивно дифавтоматы выполняются из диэлектрического материала. Задняя часть имеет специальное крепление для установки на DIN-рейку. Внутри они состоят из двухполюсного или четырёх полюсного выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифзащиты. Данный модуль представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходят ноль и фаза, образуя тем самым первичную обмотку и обмотку управления – вторичную обмотку.

Как работает дифференциальный автомат

В основе принципа работы дифавтомата лежит использование специального трансформатора, функционирование которого строится на изменениях дифференциального тока в проводниках электричества.

При появлении токов утечки баланс нарушается, так как часть тока не возвращается. Фазный и нулевой провода начинают наводить разные магнитные потоки и в сердечнике трансформатора тока возникает дифференциальный магнитный поток. В результате этого в обмотках управления возникает ток и срабатывает расцепитель.

При перегреве в модуле автоматического выключателя срабатывает биметаллическая пластина и размыкает автомат.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

  • Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
  • Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
  • Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
  • Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифференциального автомата;
  • Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

  1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
  2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (используется редко) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия для его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. Характеристика B означает кратковременное превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
  3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
  4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. При выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
  5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
  6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» – 1 к самому «быстрому» – 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
  7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Выбор дифавтомата по мощности

Для того чтобы выбрать дифавтомат по мощности необходимо учитывать состояние проводки. При условии, что проводка качественная, надёжная и отвечающая всем требованиям, для расчёта номинала можно применить следующую формулу – I=P/U, где P – это суммарная мощность используемых на линии дифференциального автомата электрических приборов. Выбираем дифавтомат ближайший по номиналу. Ниже приведена таблица зависимости номинала дифавтомата от мощности нагрузки для сети 220 В.

Внимание! Электрические провода должны быть правильно подобраны, исходя из мощности нагрузки.

Все характеристики дифавтоматов указываются непосредственно на самом корпусе устройства, что облегчит подбор подходящего дифференциального автомата и поможет определиться с тем, какой дифавтомат для квартиры подойдёт лучше всего.

Мощность Кабель Дифференциальный автомат
до 2 кВт ВВГнгLS 3х1.5 С10
от 2 до 3 кВт ВВГнгLS 3х2.5 С16
от 3 до 5 кВт ВВГнгLS 3х4 С25
от 5 до 6.3 кВт ВВГнгLS 3х6 С32
от 6.3 до 7.8 кВт ВВГнгLS 3х6 С40
от 7.8 до 10 кВт ВВГнгLS 3х10 С50

На данный момент в продаже имеются дифавтоматы с двумя типами расцепителя:

  • Электронный – имеет электронную схему с усилителем сигнала, которая питается от подключённой фазы, что делает устройство уязвимым при отсутствии питания. При пропаже нуля такой он не сработает.
  • Электромеханический – не потребует для работы внешних источников питания, что делает его автономным.

Подключение

Подключение дифавтомата – весьма несложный процесс. Верхняя часть дифференциального автомата содержит контактные пластины и зажимные винты, предназначенные для подключения нуля N и фазы L от счётчика. Нижняя часть располагает контактами, к которым и подключается линия с потребителями.

Подключение дифавтомата можно представить следующим образом:

  1. Зачистка концов проводников от изоляционного материала примерно на 1 сантиметр.
  2. Ослабление зажимного винта на несколько оборотов.
  3. Подключение проводника.
  4. Затягивание винта.
  5. Проверка качества крепления простейшим физическим усилием.

Выбор между конфигурацией УЗО + автомат и обычным дифавтоматом должен обуславливаться наличием места в щитке и ценой самих устройств. В первом варианте сложность монтажа слегка возрастёт.

В случае с однофазной сетью в 220 В, используемой в большинстве квартир и домов, необходимо использовать двухполюсное устройство. Монтаж дифференциального автомата в данном случае можно провести двумя способами:

  1. На входе после электросчётчика для всей квартирной проводки. При использовании данной схемы питающие провода подключаются к верхним клеммам. К нижним же подаётся нагрузка от различных электрических групп, разделённых автоматическими выключателями. Существенным минусом данного варианта является сложность поиска причины выхода из строя в случае срабатывания автоматики и полное отключение всех групп при неполадках.
  2. На каждую группу потребителей по отдельности. Этот метод применяют для защиты в помещениях, где отмечается повышенный уровень влажности воздуха – ванные, кухни. Актуален метод и для мест, где электробезопасность должна быть на высшем уровне – например, для детской. Понадобится несколько дифференциальных автоматов – несмотря на большие затраты, данный способ является наиболее надёжным и гарантирующим бесперебойное электроснабжение, а срабатывание любого из дифавтоматов не заставит сработать остальные.

При наличии трёхфазной сети в 380 В нужно применять четырёхполюсный дифавтомат. Вариант используется в новых домах или коттеджах, где устройству необходимо выдерживать высокие нагрузки от электроприборов. Использовать такое подключение дифавтоматов можно и в гаражах в связи с возможным использованием мощного электрооборудования.

Можно сделать вывод, что схема подключения дифференциальных автоматов мало чем отличается от аналогичных схем для УЗО. На выходе устройства должны быть подключены фаза и ноль от защищаемого участка сети. Безопасность именно этой группы и будет контролироваться.

Дифференциальные автоматы успешно применяются и в однофазных, и в трёхфазных сетях переменного тока. Установка такого устройства значительно повышает уровень безопасности при эксплуатации электроприборов. Кроме того, дифференциальный автомат может поспособствовать предотвращению пожара, связанного с возгоранием изоляционного материала.

дифференциальный ток

3.2.3 дифференциальный ток (I): Действующее значение векторной суммы токов, протекающих в первичной цепи ВДТ (выраженное в среднеквадратичном значении).

3.2.3 дифференциальный ток (ID): Действующее значение векторной суммы токов, протекающих в первичной цепи АВДТ (выраженная в среднеквадратичном значении).

Алгебраическая сумма значений электрических токов во всех токоведущих проводниках в одно и то же время в данной точке электрической цепи электрической установки.

20.29 дифференциальный ток: Алгебраическая сумма значений электрических токов всех токоведущих проводников, находящихся под напряжением, в одно и то же время в данной точке электрической цепи в электроустановке.

ПримечаниеОпределение термина «дифференциальный ток» в МЭК 60050-826 [4] сформулировано для электрической цепи. Через главную цепь устройства дифференциального тока, защищающего электрическую цепь, проходят все ее проводники, находящиеся под напряжением, вследствие чего дифференциальный ток, появляющийся в электрической цепи, будет равен дифференциальному току, определяемому устройством дифференциального тока.

3.2.3 дифференциальный ток (ID) (residual current (ID)): Действующее значение векторной суммы мгновенных значений токов, протекающих в главной цепи АВДТ.

Смотри также родственные термины:

3.2.1 дифференциальный ток ( IΔ) (residual current (IΔ)): Действующее значение векторной суммы мгновенных значений токов, протекающих в главной цепи УЗО.

20.28 дифференциальный ток (обозначение IΔ): Среднеквадратическое значение векторной суммы токов, протекающих через главную цепь устройства дифференциального тока.

ПримечаниеОпределение термина «дифференциальный ток» в МЭК 60050-442 [6] сформулировано для устройства дифференциального тока.

3.2.6 дифференциальный ток АВДТ ( IDt) (residual current (IDt) of an RCBO): Значение дифференциального тока, который ниже нижнего предела диапазона токов мгновенного расцепления для АВДТ типов В, С или D (см. сноску *** к таблице 2).

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое “дифференциальный ток” в других словарях:

дифференциальный ток — Алгебраическая сумма значений электрических токов во всех токоведущих проводниках в одно и то же время в данной точке электрической цепи электрической установки [ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009] Примечание Определение термина «дифференциальный… … Справочник технического переводчика

дифференциальный ток — rus дифференциальный ток (м), ток (м) небаланса; аварийный ток (м) eng differential current fra courant (m) différentiel, courant (m) de dérivation, courant (m) de déséquilibre deu Fehlerstrom (m) spa corriente (f) diferencial, corriente (f) de… … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

дифференциальный ток ( IΔ) — 3.2.1 дифференциальный ток ( IΔ) (res >Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

дифференциальный ток (в релейной защите) — дифференциальный ток [Интент] Тематики релейная защита EN differential current … Справочник технического переводчика

дифференциальный ток аномального режима — [Интент] Тематики релейная защита EN fault data for differential current … Справочник технического переводчика

дифференциальный ток небаланса — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN spurious differential current … Справочник технического переводчика

дифференциальный ток (обозначение IΔ) — 20.28 дифференциальный ток (обозначение IΔ): Среднеквадратическое значение векторной суммы токов, протекающих через главную цепь устройства дифференциального тока. [442 05 19] [6] Примечание Определение термина «дифференциальный ток» в МЭК 60050… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

дифференциальный ток АВДТ ( — 3.2.6 дифференциальный ток АВДТ ( >Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

дифференциальный ток, выдерживающий короткое замыкание — 3.2.4.3 дифференциальный ток, выдерживающий короткое замыкание : Максимальная величина дифференциального тока, при которой обеспечивается функционирование УЗО ДП в установленных условиях и выше которой устройство может подвергнуться необратимым… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

отключающий дифференциальный ток — 3.2.4 отключающий дифференциальный ток: Значение дифференциального тока, вызывающего отключение ВДТ в заданных условиях эксплуатации (ток срабатывания). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

{SOURCE}

Устройство дифференциального тока — Википедия

ВДТ с отключающим дифференциальным током IΔn 0,03 А

Устройство дифференциального тока (УДТ)[1], (англ. residual current device, RCD): Контактное коммутационное устройство, предназначено для того чтобы включать, проводить и отключать электрические токи при нормальных условиях эксплуатации и размыкать контакты, когда дифференциальный ток достигает заданного значения при установленных условиях[2]. В качестве УДТ используют автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока (ВДТ) и автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (АВДТ).

Назначение

УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током, не превышающим 30 мА предназначены для дополнительной защиты человека от поражения электрическим током. Используется в составе защиты «автоматическое отключение питания»[3].

В системах переменного тока дополнительная защита посредством УДТ должна быть предусмотрена для:

  • штепсельных и силовых розеток с номинальным током до 32 А;
  • передвижного оборудования с номинальным током до 32 А, которое используют вне помещения.

УДТ отключает защищаемую цепь:

  • при прямом прикосновении человека или животного к электрооборудованию, находящимуся под напряжением;
  • при повреждении основной изоляции и контакте токоведущих частей с открытой проводящей частью.

Требования по установке и применению УДТ приведены в серии стандартов на электроустановки зданий МЭК 60364.

Принцип действия

Схема, поясняющая принцип работы УДТ УДТ в разобранном виде

Главным компонентом УДТ является дифференциальный трансформатор, который предназначен для обнаружения дифференциального тока. Если дифференциальный ток превысит значение отключающего дифференциального тока или равен ему произойдёт размыкание электрической цепи.

Внутреннее устройство УДТ, подключаемого в разрыв провода

На фотографии показано внутреннее устройство одного из типов УДТ. Данное УДТ предназначено для установки в разрыв провода. Линейный и нейтральный проводники от источника питания подключаются к контактам (1), главная цепь УДТ подключается к контактам (2).

При нажатии кнопки (3) контакты (4) (а также ещё один контакт, скрытый за узлом (5)) замыкаются, и УДТ пропускает ток. Соленоид (5) удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как кнопка отпущена.

Вторичная обмотка (6), к которой подключён расцепитель дифференциального тока. В нормальном состоянии ток линейного проводника, равен току нейтрального проводника, однако эти токи противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно компенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформатора ЭДС отсутствует.

Ток замыкания на землю приводит к нарушению баланса в дифференциальном трансформаторе: через линейный проводник протекает больший ток, чем по нейтральному проводнику (часть тока протекает через тело человека, то есть в обход трансформатора). Дифференциальный ток в первичной обмотке дифференциального трансформатора приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС сразу же регистрируется следящим устройством (7), которое отключает питание соленоида (5). Отключённый соленоид больше не удерживает контакты (4) в замкнутом состоянии, и они размыкаются под действием силы пружины.

Устройство спроектировано таким образом, что отключение происходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть последствий от поражения электрическим током.

Кнопка проверки (8) позволяет проверить работоспособность устройства путём пропускания небольшого тока через оранжевый тестовый провод (9). Тестовый провод проходит через сердечник дифференциального трансформатора, поэтому ток в тестовом проводе эквивалентен нарушению баланса токонесущих проводников, то есть УДТ должно отключиться при нажатии на кнопку проверки. Если УДТ не отключилось, значит оно неисправно и должно быть заменено.

Ограничения

УДТ не сработает, если человек оказался под напряжением, но тока замыкания на землю при этом не возникло, например, при прикосновении одновременно к линейному и нейтральному проводникам защищаемой цепи. Предусмотреть защиту от таких прикосновений невозможно, так как нельзя отличить протекание тока через тело человека от нормального протекания тока в нагрузке. В подобных случаях действенны только механические защитные меры (изоляция, непроводящие кожухи и т. п.), а также отключение электроустановки перед её обслуживанием.

УДТ, функционально зависимое от напряжения сети, нуждается в питании, которое получает от защищаемой цепи. Поэтому потенциально опасной является ситуация, когда выше УДТ произошёл обрыв нейтрального проводника, а линейный остался под напряжением. В этом случае УДТ будет неспособно отключить цепь, так как напряжения в защищаемой цепи недостаточно для функционирования. УДТ функционально не зависимое от напряжения свободно от указанного недостатка.

История

Первый патент (патент Германии № 552678 от 08.04.28) на УДТ был получен в 1928 году германской фирмой RWE (Rheinisch — Westfälisches Elektrizitätswerk AG). Первый действующий образец устройства защиты был изготовлен этой же фирмой в 1937 г. В качестве датчика использовался маленький дифференциальный трансформатор, а исполнительным элементом служило поляризованное реле с чувствительностью 0,01 ампер и быстродействием 0,1с[4].

Чувствительность прототипа устройства была 80 мА[5] дальнейшее повышение чувствительности тормозилось отсутствием материалов с нужными магнитными свойствами. В 1958 г. доктором Биглмайером из Австрии было предложено новое схемное решение конструкции УДТ. Сейчас такие УДТ маркируются буквой G. В конструкции были устранены ложные срабатывания от грозовых разрядов и увеличена чувствительность до 30 мА[5].

Граничные кривые переменного тока и физиологическое действие тока на организм человека[6] были установлены путём тестов в 1940—1950 годы в университете Berkeley американским учёным Чарльзом Дальцилом. В ходе тестов добровольцы подвергались воздействию электрического тока с известным напряжением и силой тока[4]. В начале 1970-х годов большинство УДТ выпускались в корпусах типа автоматических выключателей. С начала 1980-х годов, в США, большинство бытовых УДТ были уже встроенными в розетки.

В СССР первые эксперименты по проектированию УДТ начались в 1964 году[7]. Первое серийное УДТ для укомплектования трёхфазного электрифицированного инструмента было изготовлено в 1966 г. Выборгским заводом «Электроинструмент» по разработке ВНИИСМИ. Первое бытовое УДТ в СССР было разработано в 1974 году, но в серию не пошло[8]. Серийное бытовое УДТ производилось с 1988 года в значительных количествах (до 200 тысяч штук в год). Типичный вид УДТ того времени — удлинитель с розеткой на шнуре. С 1982 года всё учебное электротехническое оборудование, поступавшее в школы, в обязательном порядке оснащалось УДТ, которое получило наименование «школьное». Серийность изделия доходила до 60 тыс. штук в год. Для нужд промышленности и сельского хозяйства выпускались защиты ИЭ-9801, ИЭ-9813, УЗОШ 10.2 (ещё выпускается), РУД-0,5. В настоящее время используются преимущественно УДТ для монтажа в электрощите на DIN-рейку, а встроенные УДТ пока широкого распространения не получили.

Классификация

По способу управления

  • УДТ без вспомогательного источника питания
  • УДТ со вспомогательным источником питания:
    • выполняющие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника с выдержкой времени и без неё:
      • производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
      • не производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
    • не производящие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника:
      • способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника
      • не способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника

По виду установки

  • стационарные с монтажом стационарной электропроводкой
  • переносные с монтажом гибкими проводами с удлинителями

По числу полюсов

  • двухполюсные;
  • четырёхполюсные.

По возможности регулирования отключающего дифференциального тока

  • нерегулируемые;
  • регулируемые:
    • с дискретным регулированием;
    • с плавным регулированием.

По стойкости при импульсном напряжении

  • допускающие возможность отключения при импульсном напряжении;
  • стойкие при импульсном напряжении.

По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока

УДТ типа АС: УДТ, срабатывание которого обеспечивается дифференциальным синусоидальным переменным током путём или внезапного его приложения, или при медленном нарастании[9].

УДТ типа А: УДТ, срабатывание которого обеспечивается и синусоидальным переменным, и пульсирующим постоянным дифференциальным током путём или внезапного приложения, или медленного нарастания[9].

УДТ типа В: УДТ, которое гарантирует срабатывание как устройство типа А и дополнительно срабатывает:

  • при дифференциальном синусоидальном переменном токе частоты до 1000 Гц;
  • при дифференциальном синусоидальном переменном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
  • при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
  • при дифференциальном пульсирующем выпрямленном токе от двух или более фаз;
  • при дифференциальном сглаженном постоянном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем, вне зависимости от полярности[10].

УДТ типа F: УДТ, которое гарантирует срабатывание как устройство типа А в соответствии с требованиями МЭК 61008-1 и МЭК 61009-1 и дополнительно срабатывает:

  • при составном дифференциальном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем между фазой и нейтралью или фазами и средним заземлённым проводником;
  • при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток[10].

По наличию задержки по времени (в присутствии дифференциального тока)

  • УДТ без выдержки времени — тип для общего применения;
  • УДТ с выдержкой времени — тип S для обеспечения селективности.

См. также

Примечания

  1. ↑ В нормативных документах наряду с термином «устройство дифференциального тока» применяют устаревший термин «устройство защитного отключения»
  2. ↑ ГОСТ IEC 60050-442—2015. Международный электротехнический словарь. Часть 442. Электрические аксессуары
  3. ↑ ГОСТ Р 50571.3—2009. Электроустановки низковольтные. Часть 4-41. Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током.
  4. 1 2 Гуревич В. И. Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга электротехника. Серия «Компоненты и Технологии». — М.: СОЛОН-Пресс, 2011. С. 341.
  5. 1 2 Штепан Ф. Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током. Прага, 2004. С 10.
  6. ↑ Штепан Ф. Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током. Прага, 2004. С. 13-16.
  7. ↑ Развитие и современное состояние УЗО в СССР и России / Ю. Водяницкий // Автоматизация и производство. — 1996. — № 3.
  8. ↑ Развитие и современное состояние УЗО в СССР и России / Ю. Водяницкий // Автоматизация и производство. — 1996. — № 4.
  9. 1 2 ГОСТ IEC 61008-1—2012. Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтока. Часть 1. Общие требования и методы испытаний
  10. 1 2 ГОСТ IEC 62423—2013. Автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, типа F и типа В со встроенной и без встроенной защиты от сверхтока бытового и аналогичного назначения

Литература

  • IEC/TR 60755:2008. General requirements for residual current operated protective devices. Edition 2.0 – Geneva: IEC, 2008‑01.
  • IEC 60947-2:2016. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 2: Circuit-breakers. Edition 5.0. – Geneva: IEC, 2016‑06.
  • IEC 61008‑1:2013. Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs). Part 1: General rules. Edition 3.2. – Geneva: IEC, 2013‑09.
  • IEC 61009-1:2013. Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs). Part 1: General rules. Edition 3.2. – Geneva: IEC, 2013‑09.
  • IEC 61540:1999. Electrical accessories. Portable residual current devices without integral overcurrent protection for household and similar use (PRCDs). Edition 1.1. – Geneva: IEC, 1999‑03.
  • IEC/TR 62350:2006. Guidance for the correct use of residual current-operated protective devices (RCDs) for household and similar use. First edition. – Geneva: IEC, 2006‑12.
  • IEC 62423:2009. Type F and type B residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses. Edition 2.0. – Geneva: IEC, 2009‑11.
  • IEC 60050-442:1998. International Electrotechnical Vocabulary. Part 442: Electrical accessories. Edition 1.0. – Geneva: IEC, 1998‑11.
  • ГОСТ Р МЭК 60755–2012. Общие требования к защитным устройствам, управляемым дифференциальным (остаточным) током.
  • ГОСТ IEC 61009-1–2014. Выключатели автоматические, срабатывающие от остаточного тока, со встроенной защитой от тока перегрузки, бытовые и аналогичного назначения. Ч. 1. Общие правила.
  • ГОСТ Р 51328–99 (МЭК 61540–97). Устройства защитного отключения переносные бытового и аналогичного назначения, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтоков (УЗО-ДП). Общие требования и методы испытаний.
  • Харечко Ю.В. Защитные устройства модульного исполнения. – М.: ООО «АББ Индустри и Стройтехника», 2008. – 336 с.
  • Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 4// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2015. – № 6. – 160 c.
  • Гуревич В. И. Ложные срабатывания УЗО: кто виноват и что делать? / Владимир Гуревич (к. т. н.) // Силовая электроника. — 2013. — № 5. — С. 48 — 54.

Ссылки

Понятие «устройство дифференциального тока»: y_kharechko — LiveJournal
Юрий Харечко (y_kharechko) wrote,
Юрий Харечко
y_kharechko
Categories: В п. 20.86 ГОСТ 30331.1–2013 (IEC 60364-1:2005) «Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения» приведено следующее определение:
«устройство дифференциального тока (УДТ): Контактное коммутационное устройство, предназначенное включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях и автоматически отключать электрическую цепь, когда дифференциальный ток достигает заданного значения при определенных условиях.
Примечание – Устройство дифференциального тока может быть комбинацией различных отдельных элементов, предназначенных обнаруживать и оценивать дифференциальный ток, а также включать и отключать электрический ток.
[МЭС 442-05-02, изм.]
Примечание – В нормативных документах наряду с термином «устройство дифференциального тока» применяют термин «устройство защитного отключения»
».
Процитированное определение представляет собой слегка изменённое определение, которое дано термину «residual current device» в п. 442-05-02 стандарта МЭК 60050-442 «Международный электротехнический словарь. Часть 442. Электрические аксессуары». В примечании к определению и разъяснению из стандарта МЭК 60050-442 указано, что наряду с рассматриваемым термином используют устаревший термин «устройство защитного отключения (УЗО)». Оба термина охватывают совокупность защитных устройств, имеющих один принцип действия, а именно – управляемых дифференциальным током (более подробно см. http://y-kharechko.livejournal.com/2147.html).
Выпускают две разновидности УДТ:
автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока (сокращенно – ВДТ) – управляемый дифференциальным током автоматический выключатель, который не предназначен для выполнения функции защиты от сверхтока;
автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (сокращенно – АВДТ) – управляемый дифференциальным током автоматический выключатель, который предназначен для выполнения функции защиты от сверхтока.
В определениях и ВДТ, и АВДТ в качестве ключевого использовано понятие «автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током», которое характеризует контактное коммутационное устройство, предназначенное для включения, проведения и отключения электрических токов при нормальных условиях эксплуатации, а также автоматического размыкания своих контактов, когда дифференциальный ток достигает заданной величины в установленных условиях. Таким образом, определения терминов «устройство дифференциального тока» и «автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током» эквивалентны.
Поскольку ВДТ и АВДТ являются конкретными видами защитных устройств, управляемых дифференциальным током, в нормативных требованиях по защите от поражения электрическим током обычно указывают УДТ. Когда необходимо подчеркнуть, что УДТ предназначено для защиты от сверхтока подключенных к нему электрических цепей, говорят об устройстве дифференциального тока со встроенной защитой от сверхтока. Такое УДТ выполняет те же функции, что и АВДТ. В противном случае речь идет об устройстве дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтока, эквивалентом которого является автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока – ВДТ.
Устройство дифференциального тока и автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, замыкают и размыкают одну или несколько подключенных к ним электрических цепей посредством своих главных контактов.
Автоматическое оперирование ВДТ происходит при появлении отключающего дифференциального тока (дифференциального тока срабатывания) в его главной цепи. АВДТ автоматически срабатывает также при протекании через его главную цепь сверхтока, который может быть током короткого замыкания или током перегрузки.
Во время своего функционирования устройство дифференциального тока так же, как автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, выполняет следующие три основные операции:
обнаружение дифференциального тока в своей главной цепи, который появляется при повреждении основной изоляции какой-либо опасной части, находящейся под напряжением, которая входит в состав защищаемых им электрических цепей, и ее замыкании на землю;
сравнение дифференциального тока со значением дифференциального тока срабатывания;
отключение защищаемых им электрических цепей в случае, когда дифференциальный ток в главной цепи превосходит значение дифференциального тока срабатывания или равен ему.
Основным фактором, воздействующим на устройство дифференциального тока и инициирующим его оперирование, является дифференциальный ток, который представляет собой действующее значение векторной суммы электрических токов, протекающих в главной цепи УДТ. Для его определения УДТ оснащают дифференциальным трансформатором. Посредством дифференциального тока отслеживают появление тока замыкания на землю, представляющего реальную опасность для человека, особенно когда он протекает через его тело.

Photo

Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq

дифференциальный ток - это ... Что такое дифференциальный ток?
  • Буферный разностный усилитель тока - Структурная схема CDBA Буферный разностный усилитель тока (CDBA) - это многотерминальный активный компонент с двумя входами и двумя выходами, разработанный Cevdet Acar и Serdar Özoğuz. Его блок-схема видна на рисунке. Это… Википедия

  • Дифференциальный усилитель - символ Инвертирующий и неинвертирующий входы различаются символами - и + (соответственно), размещенными в треугольнике усилителя.Vs + и Vs- - напряжения источника питания; они часто опускаются на диаграмме для простоты, но, конечно же… Википедия

  • Дифференциальный TTL - это тип двоичной электрической сигнализации, основанный на стандарте TTL (транзисторная транзисторная логика). Обычные сигналы TTL являются однополярными, что означает, что каждый сигнал состоит из напряжения на одном проводе, привязанного к заземлению системы. Низкое напряжение ... ... Википедия

  • Дифференциальная импульсная вольтамперометрия - (AKA Дифференциальная импульсная полярография или DPP) часто используется для проведения электрохимических измерений.Его можно рассматривать как производную от линейной развертки вольтамперометрии или ступенчатой ​​вольтамперометрии с серией регулярных импульсов напряжения, наложенных на…… Wikipedia

  • Дифференциальное выполнение - относится к способу выполнения компьютерной подпрограммы (см. Последовательность операций) таким образом, чтобы можно было обнаружить отличия от предыдущих выполнений и принять соответствующие меры. Если подпрограмма проходит через структуру данных, дифференциальное выполнение может… Wikipedia

  • Дифференциальный диагноз - Вмешательство MeSH D003937 Дифференциальный диагноз (иногда сокращенно DDx, ddx, DD, D / Dx или ΔΔ) - это метод систематической диагностики, используемый для выявления присутствия объекта, в котором существует несколько альтернатив… Wikipedia

  • Дифференциальный криптоанализ - это общая форма криптоанализа, применимая главным образом для блочных шифров, но также для потоковых шифров и криптографических хеш-функций.В широком смысле, это исследование того, как различия во входных данных могут повлиять на результирующую разницу в…… Wikipedia

  • Усилитель измерения тока - Усилители измерения тока (также называемые шунтирующими усилителями тока) - это усилители специального назначения, которые выдают напряжение, пропорциональное току, протекающему в шине питания. Они используют резистор тока для преобразования тока нагрузки в …… Википедия

  • Дифференциальное накопление - это подход для анализа капиталистического развития и кризиса, связывающих слияния и поглощения, стагфляцию и глобализацию как неотъемлемые аспекты накопления.Концепция была разработана Джонатаном Ницаном и Шимшоном Бихлером. Википедия

  • Логика текущего режима - (CML) или логика, связанная с источником (SCL), - это семейство дифференциальной цифровой логики, предназначенное для передачи данных со скоростями от 312,5 Мбит / с до 3,125 Гбит / с по стандартной печатной плате. [ 1] Схема завершения CML Передача… Википедия

  • Дифференциал - Дифференциальный, н. 1. (Математика.) Приращение, обычно бесконечно малое, которое присваивается переменной величине.[1913 Webster] Примечание: Согласно более современным авторам по дифференциальному и интегральному исчислению, если два или более ... ... Международный словарь английского языка

  • ,
    3 Основные причины ложного дифференциального тока в трансформаторе

    Дифференциальный ток

    Некоторые явления могут вызывать протекание значительного дифференциального тока, когда неисправности нет, и этих дифференциальных токов, как правило, достаточно, чтобы вызвать отключение дифференциального реле в процентах.

    3 Main causes of false differential current in transformer 3 Основные причины ложного дифференциального тока в трансформаторе Differential power transformer protection scheme Differential power transformer protection scheme Схема защиты дифференциального силового трансформатора

    Однако в этих ситуациях дифференциальная защита не должна отключать систему, поскольку она не является внутренней неисправностью трансформатора.

    Такие явления могут быть вызваны нелинейностями в сердечнике трансформатора. Некоторые из этих ситуаций рассматриваются ниже //

    1. Пусковые токи
    2. Условия перевозбуждения
    3. Трансформатор тока насыщения

    1. Пусковые токи

    Пусковой ток намагничивания в трансформаторах возникает в результате любого резкого изменения напряжения намагничивания. Хотя обычно рассматривается как результат подачи напряжения на трансформатор, намагничивание может быть также вызвано //

    • Возникновение внешней неисправности
    • Восстановление напряжения после устранения внешней неисправности
    • Изменение характера неисправности (например, когда замыкание фазы на землю превращается в замыкание фазы на землю)
    • Синфазная синхронизация подключенного генератора

    Пример пускового тока после операции повторного включения , измеренной на выключателе распределительной подстанции.

    Example inrush current measured at a substation (many distribution transformers together) Example inrush current measured at a substation (many distribution transformers together) Рисунок 3 - Пример пускового тока, измеренного на подстанции (много распределительных трансформаторов вместе)

    Так как намагничивающая ветвь , представляющая сердечник, выглядит как шунтирующий элемент в эквивалентной цепи трансформатора, ток намагничивания нарушает баланс между токами на клеммах трансформатора, и поэтому дифференциальное реле воспринимает его как «ложный» дифференциал текущий

    Однако реле должно оставаться стабильным в условиях пускового тока.Кроме того, с точки зрения срока службы трансформатора, отключение в пусковых условиях составляет , что является очень нежелательной ситуацией ! Прерывание тока чисто индуктивного характера создает высокое перенапряжение, которое может поставить под угрозу изоляцию трансформатора и стать косвенной причиной внутренней неисправности).

    Ниже обобщены основные характеристики пусковых токов //

    • Обычно содержит смещение постоянного тока, нечетные гармоники и четные гармоники.
    • Обычно состоит из униполярных или биполярных импульсов, разделенных интервалами очень низких значений тока.
    • Пиковые значения униполярных импульсов пускового тока уменьшаются очень медленно.
    • Постоянная времени обычно намного больше, чем у экспоненциально затухающего смещения постоянного тока токов повреждения.
    • Содержание второй гармоники начинается с низкого значения и увеличивается с уменьшением пускового тока.

    Подробнее о практических соображениях пускового тока трансформатора //

    Подробнее

    Вернуться к ситуациям ↑


    2.Условия перевозбуждения

    Слишком большое возбуждение трансформатора может привести к ненужной работе дифференциальных реле трансформатора . Такая ситуация может возникнуть на генерирующих установках, когда генератор, подключенный к единице, отделен при экспорте VAR. Результирующий внезапный рост напряжения на обмотках единичного трансформатора, вызванный потерей нагрузки VAR, может привести к превышению номинального напряжения на герц и, следовательно, к событию перевозбуждения .

    Это также может произойти в системах передачи , где большая реактивная нагрузка отключается от трансформатора, а первичная обмотка остается под напряжением .

    Когда первичная обмотка трансформатора перевозбуждена и приводится в насыщение, кажется, что в первичную обмотку трансформатора поступает больше энергии, чем из вторичной обмотки. Дифференциальное реле со своими входами, питаемыми от правильно выбранных трансформаторов тока, чтобы приспособить отношение и сдвиг фазы, будет воспринимать это как разницу тока между первичной и вторичной обмотками и, следовательно, будет работать.

    Это было бы нежелательной операцией, , поскольку не было бы никакой внутренней неисправности , с текущим дисбалансом, созданным из условия перевозбуждения.

    Поскольку перевозбуждение проявляется с образованием нечетных гармоник, и поскольку третья гармоника (и другие тройки) могут быть эффективно подавлены в обмотках Δ трансформатора, то пятая гармоника может использоваться как ограничивающая или блокирующая величина в дифференциальном реле. для того, чтобы провести различие между чрезмерным возбуждением и неисправным состоянием.

     SIPROTEC 4 7UT6 Differential Protection Relay for Transformers  SIPROTEC 4 7UT6 Differential Protection Relay for Transformers SIPROTEC 4 7UT6 Реле дифференциальной защиты для трансформаторов - Подключение дифференциальной защиты трансформатора с высоким импедансом REF (I7) и измерением тока нейтрали на I8

    Вернуться к ситуациям ↑


    3.Трансформатор тока насыщения

    Влияние насыщения ТТ на дифференциальную защиту трансформатора является обоюдоострым. Хотя ограничение в процентах уменьшает влияние несбалансированного дифференциального тока, в случае внешних неисправностей результирующий дифференциальный ток, который может иметь очень высокую величину , может привести к срабатыванию реле «мужской» !

    При внутренних неисправностях гармоники, возникающие в результате насыщения ТТ, могут задержать работу дифференциальных реле, имеющих ограничение по гармонике.

    Вернуться к ситуациям ↑

    Ссылка // Схема дифференциальной защиты трансформатора с алгоритмом обнаружения внутренних неисправностей с использованием логики блокировки удержания второй и пятой гармоник - Уахди Дрис, Фараг. М. Эльмарейми и Рекина Фуад

    ,
    Что такое процентное дифференциальное реле? Определение, рабочая, эксплуатационная характеристика и типы

    Определение: Процентное дифференциальное реле определяется как реле, которое работает на разности фаз двух или более одинаковых электрических величин. Это усовершенствованная форма дифференциальной защиты реле. Единственная разница между ними - сдерживающая катушка. Дифференциальное дифференциальное реле состоит из ограничивающей катушки для преодоления проблемы, возникающей из-за различий в коэффициенте тока для высокого значения тока короткого замыкания.

    Дифференциальная система в процентах состоит из сдерживающей катушки, подключенной к управляющему проводу, как показано на рисунке ниже, и ток, индуцированный в обоих трансформаторах тока, протекает через него. Рабочая катушка располагается между средней точкой ограничительной катушки.

    percentage-differntial-relay Ограничительная катушка контролирует чувствительную характеристику реле. Это ограничивает нежелательное отключение трансформатора из-за дисбаланса тока. Ограничительная катушка также ограничивает гармоники пускового тока.

    Рабочее процентного дифференциального реле

    Крутящий момент из-за ограничивающей катушки предотвращает замыкание цепи отключения, в то время как крутящий момент из-за рабочей катушки стремится замкнуть контакты цепи отключения. В нормальных условиях эксплуатации и в условиях нагрузки крутящий момент, создаваемый удерживающей катушкой, превышает крутящий момент рабочей катушки. Таким образом, реле остается неработоспособным.

    При возникновении внутренней неисправности рабочий крутящий момент превышает сдерживающий крутящий момент, после чего контакты цепи отключения замыкаются, чтобы размыкать автоматический выключатель.Удерживающий момент может регулироваться путем изменения количества витков удерживающей катушки.

    percentage-differential-relay-compressor Дифференциальный ток, необходимый для использования этого реле, является переменной величиной из-за влияния сдерживающей катушки. Дифференциальный ток в рабочей катушке пропорционален (I 1 -I 2 ), а ограничивающая катушка пропорциональна (I 1 -I 2 ) / 2, так как рабочий ток подключен к средняя точка удерживающей катушки. Для внешних неисправностей I 1 и I 2 увеличиваются и, следовательно, увеличивается сдерживающий момент, что предотвращает неправильное функционирование.

    Эксплуатационная характеристика процентного дифференциального реле

    Рабочие характеристики реле показаны на рисунке ниже. Приведенный выше график показывает, что соотношение их рабочего тока и ограничивающего тока составляет фиксированный процент. Это реле также называется смещенным дифференциальным реле, поскольку ограничивающая катушка также называется смещающей катушкой, поскольку она обеспечивает дополнительный поток.

    operating-charateristic-of-percentage-Differential-Relay Типы процентных дифференциальных реле

    Дифференциальное дифференциальное реле в основном подразделяется на два типа.Они

    1. Применение трехпозиционной системы процентного дифференциального реле.
    2. Реле смещения индукционного типа.

    Реле такого типа используют для защиты генераторов, трансформаторов, фидеров, линий электропередачи и т. Д.

    1. Применение системы с тремя терминалами - Это реле может быть применено к элементу, имеющему более двух клемм. Каждая из трех клемм имеет одинаковое количество витков, и каждая из этих катушек развивает крутящий момент, который не зависит друг от друга.Их крутящие моменты складываются арифметически.

    percentage-differential-equation-three-system Характеристика процентного наклона реле будет изменяться в зависимости от распределения тока между ограничительными катушками. Эти реле являются мгновенными или высокоскоростными.

    2. Дифференциальное дифференциальное реле индукционного типа - Это реле состоит из поворотного диска, который перемещается в воздушных зазорах двух электромагнитов. Часть каждого полюса снабжена медным кольцом. Это кольцо может далее двигаться от, в или из полюса.

    induction-type-biased-differential-relay Диск испытывает два момента - один из-за управляющего элемента, а другой из-за ограничительного элемента. Если бы кольцо затенения находилось в одном и том же положении каждого элемента, то сдерживающий момент, испытываемый кольцом, был бы равен нулю. Но если заштрихованное кольцо удерживающего элемента будет перемещено дальше в железный сердечник, крутящий момент, прилагаемый удерживающим элементом, будет превышать крутящий момент удерживающего момента.

    ,

    Схема дифференциальной защиты трансформатора

     SIPROTEC 4 7UT6 Differential Protection Relay for Transformers SIPROTEC 4 7UT6 Реле дифференциальной защиты для трансформаторов - Подключение дифференциальной защиты трансформатора с высоким полным сопротивлением REF (I7) и измерением тока нейтрали на I8

    Введение

    Дифференциальная защита - это защита типа устройства для определенной зоны или единицы оборудования. Он основан на том факте, что только в случае внутренних неисправностей в зоне, дифференциальный ток (разность между входными и выходными токами ) будет с высокой .

    Тем не менее, дифференциальный ток иногда может быть значительным даже без внутренней неисправности .

    Это связано с определенными характеристиками трансформаторов тока ( различных уровней насыщения, нелинейности ), измеряющих входные и выходные токи, и защищаемого силового трансформатора.

    За исключением пускового тока и тока перевозбуждения, большинство других проблем можно решить с помощью дифференциального реле процента, которое добавляет к нормальному дифференциальному реле две ограничивающие катушки, питаемые от сквозного зонного тока, путем правильного выбора результирующая процентная дифференциальная характеристика и правильное подключение трансформаторов тока на каждой стороне силового трансформатора.

    Предохранительные дифференциальные защитные реле в процентах эксплуатируются в течение многих лет. На рисунке 1 показана типичная схема подключения дифференциального реле. Дифференциальные элементы сравнивают рабочий ток с током ограничения.

    Рабочий ток ( также называется дифференциальным током ), I d , может быть получен из векторной суммы токов, поступающих в защищаемый элемент:

    Simple diagram connection for differential power transformer protection Рисунок 1 - Простая схема подключения для защиты дифференциального силового трансформатора

    I d пропорционально току короткого замыкания для внутренних неисправностей и приближается к нулю для любых других рабочих ( идеальных ) условий.

    Существуют различные альтернативы для получения ограничивающего тока , I RT . Наиболее распространенными из них являются следующие:

    Restraining current (Irt)

    , где k - коэффициент компенсации, обычно принимаемый как 1 или 0,5 .

    Дифференциальное реле генерирует сигнал отключения , если дифференциальный ток, I d , больше, чем процент сдерживающего тока, I RT :

    Restraining current (Irt)

    Название: Схема дифференциальной защиты трансформатора с алгоритмом обнаружения внутренних неисправностей с использованием логики блокировки удержания второй гармоники и пятой гармоники - Уахди Дрис, Фараг.М. Эльмарейми и Рекина Фуад
    Формат: PDF
    Размер: 259,3 КБ
    Страницы: 5
    Загрузить: Прямо здесь | Получить Скачать Обновления | Получите Премиум Членство
    Transformer Differential Protection Scheme With Internal Faults Detection Algorithm Схема дифференциальной защиты трансформатора с алгоритмом обнаружения внутренних неисправностей с использованием логики блокировки удержания второй и пятой гармоник ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *