1.4. Різницево-струмові захисні вимикачі
1.4.1. Струми витоку
Струми витоку це такі струми, які в результаті пошкодження ізоляції в електричних пристроях протікають до точки заземлення кола через нульовий провід або безпосередньо до землі (рис. 1.7).
Люди та тварини, стикаючись із пошкодженими пристроями або такими, що знаходяться під напругою, наражаються на небезпеку найвищого рівня (рис.1.8).
Струми витоку у вигляді блукаючих струмів, що проходять до землі через, наприклад, вологі частини, можуть спричинити небезпеку виникнення пожежі або ж знищення ізоляційного матеріалу.
1.4.2. Принцип дії різницево-струмових захисних вимикачів
Принцип дії різницево-струмових захисних вимикачів базується на законі Кірхгофа, за яким сума струмів, що втікають до вузла, дорівнює сумі струмів, які з нього витікають. В різницево-струмовому захисному вимикачеві вимірюються ці струми і їх значення порівнюються між собою. Оскільки під час аварії суми струмів не однакові, тобто якщо десь виник струм витоку, то вимикальний механізм припинить живлення пошкодженої частини кола (рис. 1.7). Це відбувається досить швидко, перш ніж відбудеться ураження людини
Р
ис.
1.7 – Можливе коло протікання струму
витоку під час пошкодження опору ізоляції
електроапарата
IF – струм витоку (пошкодження); 1 – коло струму перед пошкодженням; 2 – додаткове коло струму (пристрій з пошкодженням).
або тварин і вже навіть при малих струмах витоку.
1.4.3. Схема та конструкція різницево-струмових захисних вимикачів
Найважливішими складовими частинами конструкції різницево-струмових захисних вимикачів є: підсумовувальний струмовий трансформатор ПТр1, електромагнітний вимикач ЕМ4 і з’єднувальні елементи S. Як фазові, так і нульові провідники на вході охоронюваного об’єкту проходять через підсумовувальний трансформатор ПТр1 (див. рис. 1.9). Кожний із струмів, проходячи через свій провідник, індукує магнітний потік Ф в
Рис. 1.8. - Так реагує людина на струм
підсумовувальному трансформаторі ПТр1. У правильно працюючому пристрої струм, що входить та виходить у нього, є однакової величини, завдяки чому у трансформаторі ПТр1 настає врівноваження магнітних полів. Якщо струми в провідниках будуть різної величини, то в підсумовувальному трансформаторі ПТр1 виникне магнітний потік (ФВ+ФF)-ФВ=ФF, спричинений проходженням струмів ІВ+ІF у фазовому провіднику і відповідно ІВ у нульовому провіднику. Магнітний потік індукує напругу у вихідному навої W2, котра спричиняє проходження струму через електромагніт ЕМ 3, який керує електромагнітним вимикачем S. Цей струм послаблює магнітне поле у електромагнітному вимикачі ЕМ настільки, що фіксатор вимикача вивільнюється і через вимикальний механізм електромагнітного вимикача роз’єднує головні стики комутатора S. На рис. 1.9 видно контрольну кнопку Т, котра через резистор RP симулює струм пошкодження. Таким чином, в будь-який момент можна перевірити дію різницево-струмового захисного вимикача.
Рис. 1.9. – Схема різницево-струмових захисних вимикачів
ПТр1 - підсумовувальний трансформатор; ЕМ3 - електромагнітний вимикач; S - з’єднувальні елементи; Т – контрольна кнопка; RP – струмообмежувальний резистор