Das Erfordernis eines zuverlässigen Schutzes einer Person vor den schädlichen Auswirkungen des elektrischen Stroms war den Fähigkeiten von Wissenschaft und Technik bei der Schaffung von Schutzvorrichtungen, die dieses Ziel erreichen, immer voraus. Innovative Entwicklungen in der Elektroindustrie erfüllen heute alle Kriterien für diesen Gerätetyp. Der Artikel enthüllt die Frage nach einem solchen Gerät als GGM: was es ist, was es ist, wie es funktioniert, was die Funktionsweise, Auswahl und Anwendung betrifft.
Mittel und Methoden des elektrischen Schutzes: moderne Geräte und Merkmale ihrer Arbeit
Sobald die Verwendung von elektrischem Strom in unser Leben eingedrungen war, wurde es sofort notwendig, sich vor den schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu schützen. Es ist vor allem die Isolierung der leitfähigen Teile der Verdrahtung und Teile der Stromempfänger.
Eine vollständige Trennung ist jedoch nicht möglich, da es in jedem Stromkreis technologische Unterbrechungen und Kontaktgruppen gibt. Es besteht immer die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung (Zerstörung) der Isolierschicht leitfähiger Elemente und ihrer mechanischen Beschädigung, und vor allem – statistische Ordnungsmäßigkeit bei Verletzung der Sicherheitsvorschriften, Anweisungen und Regeln für den Betrieb elektrischer Geräte sowohl auf Produktions- als auch auf Haushaltsebene.
Eine der effektivsten Möglichkeiten zum Schutz vor den schädlichen Auswirkungen von elektrischem Strom ist die Organisation einer Erdschleife. Die Masseschleife ist eine künstliche Leiterverbindung mit der "Masse" (dem sogenannten PE-Leiter) von neutralen leitfähigen Gehäusen oder Teilen von Elektromechanismen, deren Widerstand 4 Ohm nicht überschreitet. Die aufgelisteten elektrischen Geräte können aufgrund eines Kurzschlusses im Phasenleiter oder aufgrund von Blitzstrom mit Strom versorgt werden.
Der Hauptzweck der Erdschleifenvorrichtung besteht darin, die Möglichkeit eines elektrischen Schlags für eine Person oder ein Tier auszuschließen, wenn sie den Körper oder einen Teil des elektrischen Ausrüstungsmechanismus berührt, der aufgrund des Kurzschlusses des elektrischen Phasenstroms unter Spannung steht.
Beachten Sie! In Wechselstromnetzen mit geerdetem Neutralleiter und einer Spannung von bis zu 1 kV (dies ist das Format der Gehäuseversorgung), gilt die Erdung als Hauptschutz gegen Stromschlag durch indirekten Kontakt nicht, da sie nicht wirksam ist.
Das Problem des effektivsten Schutzes gegen die Auswirkungen von Elektrizität auf den Menschen wurde von den sogenannten Differenzstromgeräten (UDT) entschieden – dies ist ein großes Segment von Steuerungs- und Schutzgeräten für verschiedene Zwecke und Konstruktionsmerkmale. Die Klassifizierung des UDT-Segments ist recht umfangreich: von der Art der Steuerung über die Art der Installation und der Polzahl bis hin zur Möglichkeit der Steuerung und der zeitlichen Verzögerung des auslösenden Differenzstroms.
Betrachten Sie, was RCD ist. Das Akronym für diese Abkürzung ist eine Sicherheitsvorrichtung. Anforderungen an die Installation und Verwendung von UDT sind in den ergänzenden Ausgaben der PUE – Regeln für die Installation elektrischer Geräte und in einer Reihe von Normen für elektrische Installationen in Gebäuden (IEC 60364) und den Auswirkungen von Strom auf Mensch und Vieh (IEC 60479-1) enthalten.
Innovator bei der Entwicklung der USO war Deutschland. Das erste gültige Probenschutzgerät wurde in den dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelt und hergestellt. Der Leckstromsensor verwendete den kleinstmöglichen Differenzstromwandler und das Steuerelement ein polarisiertes magnetisches Relais mit einer Empfindlichkeit von 100 Milliampere (mA) und einer Ansprechzeit von nicht mehr als 0,1 Sekunden.
Die Schwelle zur Festlegung des Differenzstroms im Prototyp lag bei etwa 80 mA. Ein Steuerrelais mit einer Empfindlichkeit von weniger als 80 mA konnte zu diesem Zeitpunkt aufgrund des Fehlens von Materialien mit den erforderlichen elektromagnetischen Eigenschaften nicht entwickelt werden. Und erst in der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts wurde eine neue konstruktive Lösung des GGM vorgeschlagen. Bei der Konstruktion wurden Mechanismen zur Beseitigung von Fehlalarmen durch Entladungen während eines Gewitters berücksichtigt und die Empfindlichkeit des Differenzstroms auf 30 mA erhöht.
Auch die Abmessungen des Fehlerstromschutzschalters haben sich geändert: Von der Größe der Paketbox bis hin zum modernen Format, das in modernen Schaltschränken auf einer DIN-Schiene installiert werden kann.
Technische Experten auf dem Gebiet der elektrischen und elektronischen Entwicklungen geben bereits Vorhersagen für die Zukunft ab. Sie sind fest davon überzeugt, dass Systeme wie der Schutz vor elektrischem Schlag bald für künstliche Intelligenz zuständig sein werden.
Er kann nicht nur Mess- und Steuerungsfunktionen ausführen, sondern auch Video- und Audio-Überwachung des ihm übergebenen Objekts durchführen, in beliebigen Situationen sofort Entscheidungen treffen und gegebenenfalls Rettungsdienste alarmieren.
Zu den beliebtesten UDT-Schutzgeräten, die unter Lebensbedingungen arbeiten, gehören Schutzschaltvorrichtungen (UZO). Der FI-Schutzschalter arbeitet als menschlicher Schutz gegen elektrischen Schlag und als vorbeugender Mechanismus, um ein versehentliches Zünden von Verdrahtungskabeln und elektrischen Ausrüstungskabeln zu verhindern.
Die Funktionsidee des betrachteten Geräts basiert auf den Gesetzen der Elektrotechnik, die die Gleichheit des ein- und ausgehenden Stroms in geschlossenen Stromkreisen mit aktiven Lasten postulieren.
Dies bedeutet, dass der durch den Phasenleiter fließende Strom gleich dem durch den Neutralleiter fließenden Strom sein muss – für einphasige Schaltungen mit Zweidrahtverdrahtung und der Strom im Neutralleiter sollte der Summe der Ströme entsprechen, die in den Phasen des dreiphasigen Vierleiterkreises fließen.
Wenn eine Person versehentlich nicht isolierte Teile der leitfähigen Schaltungselemente in einer solchen Schaltung berührt oder wenn der freiliegende Teil der Verdrahtung (aufgrund einer Beschädigung) mit anderen leitfähigen Objekten in Kontakt kommt, die eine neue elektrische Schaltung bilden, tritt der sogenannte Stromverlust auf – die Gleichheit der ein- und ausgehenden Ströme wird verletzt .
Diese Verletzung kann registriert und als Befehl zum Ausschalten des gesamten Stromkreises verwendet werden. In diesem Prozess wurde UZO entworfen. Und im Rahmen der Elektrotechnik wird der Leckstrom als Differenzstrom bezeichnet.
Der RCD kann sehr kleine Leckströme erkennen und als Schaltmechanismus wirken. Theoretisch ist das Funktionsprinzip eines GGM wie folgt (wobei Iin – Eingangsstrom des Neutralleiters, Iraus – Ausgangsstrom des Phasendrahts):
- Ichin = Ichraus (Systembalance ohne Verletzung, RCD im Standby-Zustand);
- Ichin > Ichraus (Das Gleichgewicht des Systems ist unterbrochen, der FI-Schutzschalter registriert das Auftreten des Differenzstroms und schaltet die Stromversorgung aus).
Wenn der FI-Schutzschalter im Stromversorgungsnetz installiert ist, bedeutet dies, dass Schutz gegen Folgendes bereitgestellt wird:
- die Schaltung des Phasendrahtes zum Gerätegehäuse. In vielen Fällen sind dies die Heizelemente von Waschmaschinen, Warmwasserbereitern und Heizgeräten. Darüber hinaus kann der Durchbruch nur dann auftreten, wenn das Thermoelement unter Stromeinfluss erhitzt wird;
- Ungeeignete Verdrahtung, wenn skrupellose Elektriker eine "Verdrehung" von Drähten ohne Verwendung einer Verteilerdose im Gips vornehmen Wenn die Wand nass ist – durch diese Verdrehung fließt ein Differentialstrom in die Wand, und der FI-Schutzschalter schaltet die Leitung so lange ab, bis der Putz vollständig getrocknet ist oder die Anschlüsse ordnungsgemäß repariert sind.
- unsachgemäße Installation in der Schalttafel, wenn diese scheinbar klein ist, aber "nützliche" Änderungen an der Stromverteilung des Schaltkreises vorgenommen werden und zum Verlust des hohen Wirkungsgrads des Geräts führen. Darauf wird später noch näher eingegangen.
Das GGM kann aus nicht auffälligen Gründen bei der ersten Prüfung des Anschlussschemas von Haushaltsgeräten ausgelöst werden. Wenn Sie einen Gasherd mit elektrischem Brandgas verwenden oder die Waschmaschine durch einen Schlauch in einem Metallgehäuse an einen Wasserhahn angeschlossen ist oder wenn Nachbarn an eine Wasserversorgung oder ein Heizungssystem angeschlossen sind, tritt erneut ein elektrischer Leckstrom auf RCD. In solchen Fällen ist eine sorgfältige technische Analyse erforderlich.
Regeln haben oft Ausnahmen. Dieses Prinzip hat die universellen Eigenschaften der betrachteten Schutzvorrichtung nicht umgangen.
Der FI-Schutzschalter reagiert nicht, wenn eine Person oder ein Tier eingeschaltet wird, es tritt jedoch kein Erdfehlerstrom auf. Ein solcher Fall ist möglich, wenn der Phasen- und Neutralleiter, der unter der Kontrolle des Fehlerstromschutzschalters steht, gleichzeitig berührt wird oder wenn der Boden vollständig isoliert ist. Der FI-Schutz ist in solchen Fällen völlig nicht vorhanden. Die RCD kann nicht zwischen einem durch den Körper eines Menschen oder Tieres fließenden elektrischen Strom von dem in der Wägezelle fließenden Strom unterscheiden. In solchen Fällen kann die Sicherheit durch Maßnahmen zum mechanischen Schutz (vollständige Isolierung, dielektrische Gehäuse usw.) oder vollständige Abschaltung des Geräts vor seiner technischen Überprüfung gewährleistet werden.
RCD, der vollständig von der für das Netzwerkobjekt geeigneten Versorgungsspannung abhängt, ist nur dann funktionsfähig, wenn das angegebene Netzwerk voll funktionsfähig ist. Die Situation kann gefährlich werden, wenn der FI-Schalter „über“ den Neutralleiter bricht und der Phasenleiter weiterhin unter Spannung steht. In der Verdrahtungsphase kann der Draht zu einem elektrischen Schlag werden, und der RCD kann aufgrund seiner eigenen Unfähigkeit die Stromversorgung des Netzwerks nicht ausschalten.
Der FI-Schutzschalter kann im Bereitschaftszustand "hängen", wenn die Hauptspindel der Kontakte im Magnetventil blockiert ist oder wenn die Sekundärwicklung des Steuergeräts ausfällt und nicht zur richtigen Zeit arbeitet. Um den Betriebszustand des Fehlerstromschutzschalters zu überprüfen, gibt es einen Testmechanismus. Wenn Sie das Gerät regelmäßig testen (und dazu einfach die Taste "T" drücken), besteht die Gefahr eines Ausfalls des RCD mit einer minimalen Wahrscheinlichkeit.
Die Hauptanwendung unter häuslichen Bedingungen erhielt UZO beim Einsatz in elektrischen Gruppen von Bädern, Küchen und Steckdosen Gruppen einer großen Anzahl von angeschlossenen Geräten und Geräten. Dies bedeutet nicht, dass es nicht sinnvoll ist, RCDs in einem gemeinsamen eingehenden Netzwerk zu verwenden. Dieses Bemusterungsschema wird nur durch die Geschwindigkeit der Verwaltungs- und Marketing-Zweckmäßigkeit bestimmt, da RCDs für kleine Ströme für Geräte mit mehr Leistung viel billiger sind.
Wenn wir jedoch Herbergen, Clubs usw. in Betracht ziehen, wird die Verwendung eines allgemein selektiven GGM aufgrund der massiven und gleichzeitigen Verwendung praktisch aller Elemente elektrischer Geräte zuverlässiger. Eine Fehlerstromschutzvorrichtung vom selektiven Typ unterscheidet sich von der üblichen durch eine lange Verzögerungszeit des Auslösedifferenzstroms (d. H. Die Antwortzeit) und ist eine der am häufigsten verwendeten Vorrichtungen. Wenn ein herkömmlicher lokaler FI-Schutzschalter in einem beliebigen Stromkreis ausgelöst wird, schaltet der allgemeine selektive FI-Schutzschalter nicht alle Verdrahtungen sofort ab, sondern ermöglicht Ihnen, die Stromversorgung nur einer bestimmten Gruppe zu unterbrechen.
Wenn zum Beispiel die Geräteisolation in der Disco unterbrochen wird und das Gehäuse (z. B. der Verstärker) mit dem Phasenleiter in Kontakt steht, löst der lokale RCD den Verstärker aus, und der lokale FI-Schutzschalter löst und trennt nur die Gruppe der verstärkenden Geräte und der selektive allgemeine FI-Schutzschalter trennt nicht die gesamte Stromversorgung Gruppen wie normale Lichter, Toiletten und Cafés funktionieren im Standardmodus.
Der Mechanismus zum Anschließen des FI-Schutzschalters im vorhandenen Netzwerk ist dem Anschluss des Schutzschalters ähnlich, mit dem einzigen Unterschied, dass, wenn ein einphasiger Schutzschalter zwei Klemmen festziehen muss, der FI-Schutzschalter vier besitzt.
Wenn eine Person den nackten Teil eines Kabels oder ein Gerät mit einer Phasenspannung berührt, wird die Stromversorgung sofort abgeschaltet, und der FI-Schutzschalter hat ausgelöst.
Es ist wichtig! In Wechselstromsystemen sollte ein zusätzlicher Schutz durch FI-Schutzschalter für Steckdosengruppen mit einem Nennstrom von bis zu 20 A (Waschmaschinen, Heizkessel, Ofen usw.) sowie mobile (tragbare) Geräte und Elektrowerkzeuge mit einem Nennstrom von bis zu 32 A vorgesehen werden, der im Freien verwendet wird.
Die physikalischen Vorgänge, die in den Funktionsmechanismen vieler moderner elektromechanischer oder elektronischer Geräte auftreten, sind für uns möglicherweise völlig unverständlich. Nicht jeder Mensch hat Kenntnisse in technischen und technischen Disziplinen und ist natürlich nicht in der Lage, die physischen Grundlagen der Funktionsprinzipien dieses oder jenes Geräts zu verstehen und zu beschreiben. Das auf den Elementen der Sicherheit aufgebaute Prinzip der Anwendung (Betriebsregeln) ermöglicht es jedoch, die komplexesten Erfindungen in unserem täglichen Leben einzusetzen.
Die RCD reagiert jedoch nicht auf das Phänomen eines Kurzschlusses in der Verdrahtungsschaltung und auf einen Stromüberschuss in der Schaltung. In dieser Hinsicht muss das Gerät paarweise mit einem automatischen Schalter ("Automatik") installiert werden, der auf Kurzschluss und Stromüberlastung reagiert.
Das Wichtigste – Befolgen Sie immer die Sicherheitsregeln und Vorsicht, wenn Sie mit elektrischen Geräten und Geräten arbeiten. Prüfen Sie so oft wie möglich die offenen stromführenden Elemente der elektrischen Verdrahtung und die angeschlossenen Elemente der Stromabnehmer.
