Устройство для измерения остаточного тока

"GFCI "и" Trip switch " перенаправляются сюда. Рейтинг финансовых центров см. В разделе Глобальный индекс финансовых центров. Песню смотрите в разделе Переключатель отключения.

Устройство остаточного тока (УЗО), автоматический выключатель остаточного тока ( RCCB) или прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI)-это устройство, которое быстро разрывает электрическую цепь, чтобы предотвратить серьезный вред от продолжающегося поражения электрическим током. травма все еще может произойти в некоторых случаях, например, если человек падает после получения удара током, или если человек касается обоих проводников одновременно.

Эти электропроводные устройства предназначены для быстрого и автоматического отключения цепи, когда она обнаруживает, что электрический ток не сбалансирован между питающим и обратным проводниками цепи. Любая разница между токами в этих проводниках указывает на ток утечки, который представляет опасность поражения электрическим током. Ток около 30 мА (0,030 ампера) через человеческое тело потенциально достаточен для того, чтобы вызвать остановку сердца или серьезный вред, если он сохраняется более чем на малую долю секунды. СКР предназначены для отключения проводящих проводов ("отключения") достаточно быстро, чтобы предотвратить серьезные травмы.

СКР-это тестируемые и перенастраиваемые устройства. Тестовая кнопка безопасно создает небольшое состояние утечки,а кнопка сброса повторно подключает проводники после устранения неисправности. Некоторые УЗО отключают как запитанный, так и обратный проводники при неисправности (двухполюсный), в то время как однополюсный УЗО отключает только запитанный проводник. Если неисправность оставила обратный провод "плавающим" или по какой-либо причине не достигшим ожидаемого потенциала заземления, то однополюсный УЗО оставит этот провод все еще подключенным к цепи, когда обнаружит неисправность.

Назначение и эксплуатация

СКР предназначены для отключения цепи при наличии тока утечки.[4] обнаруживая небольшие токи утечки (обычно 5-30 ма) и достаточно быстро отключаясь (<30 миллисекунд), они могут предотвратить поражение электрическим током.[5] они являются существенной частью автоматического отключения питания (АДС), то есть выключаются при возникновении неисправности, а не полагаются на вмешательство человека, что является одним из основных принципов современной электрической практики.

Чтобы предотвратить поражение электрическим током, СКР должны работать в течение 25-40 миллисекунд при любых токах утечки (через человека) более 30 мА, прежде чем электрический шок может привести сердце к фибрилляции желудочков, наиболее распространенной причине смерти от электрического шока. В отличие от обычных автоматических выключателей или предохранителей обрывайте цепь только тогда, когда общий ток слишком велик (а это может быть в тысячи раз больше тока утечки, на который реагирует УЗО). Небольшой ток утечки, например, через человека, может быть очень серьезной ошибкой, но, вероятно, не увеличит общий ток достаточно для предохранителя или автоматического выключателя, чтобы разорвать цепь, и, конечно же, не сделает этого достаточно быстро, чтобы спасти жизнь.

СКР работают путем измерения баланса тока между двумя проводниками с помощью дифференциального трансформатора тока. Это измеряет разницу между током, протекающим через живой проводник, и током, возвращающимся через нейтральный проводник. Если они не суммируются до нуля, происходит утечка тока в другое место (на землю/землю или в другую цепь), и устройство разомкнет свои контакты. Работа не требует возврата тока неисправности через провод заземления в установке; отключение будет работать так же хорошо, если обратный путь проходит через водопровод, контакт с землей или любой другой текущий путь. Таким образом, автоматическое отключение и мера защиты от ударов по-прежнему обеспечиваются, даже если проводка заземления установки повреждена или неполна.

Для УЗО, используемого с трехфазным питанием, все три токоведущих провода и нейтраль (если они установлены) должны проходить через трансформатор тока.

Приложение

Электрические вилки со встроенным УЗО иногда устанавливаются на приборы, которые могут представлять особую опасность для безопасности, например длинные удлинители, которые могут использоваться на открытом воздухе, или садовое оборудование или Фены для волос, которые могут использоваться рядом с ванной или раковиной. Иногда встроенный УЗО может использоваться для выполнения функции, аналогичной функции в штекере. При установке УЗО в удлинитель обеспечивается защита любой используемой розетки, даже если здание имеет старую проводку, такую как ручка и трубка, или проводку, которая не содержит заземляющего проводника.

В Северной Америке розетки GFI можно использовать в тех случаях, когда нет заземляющего проводника, но они должны быть помечены как "незаземленные". Незаземленная розетка GFI отключится с помощью встроенной кнопки "Тест", но не отключится с помощью тестовой вилки GFI, потому что вилка тестирует, передавая небольшой ток от линии к несуществующей земле.

В Европе СКД могут устанавливаться на ту же DIN-рейку, что и миниатюрные автоматические выключатели; однако расположение шин в потребительских блоках и распределительных щитах может затруднить их использование таким образом.

Электрические розетки с включенными УЗО становятся все более распространенными.

RCBO

Чистый УЗО будет обнаруживать дисбаланс токов питающего и обратного проводников цепи. Но он не может защитить от перегрузки или короткого замыкания, как предохранитель или миниатюрный автоматический выключатель (MCB) (за исключением особого случая короткого замыкания от тока к земле, а не от тока к нейтрали).

Однако УЗО и МКБ часто интегрируются в одно и то же устройство, что позволяет обнаруживать как дисбаланс питания, так и ток перегрузки. Такое устройство называется

• RCBO (для автоматического выключателя остаточного тока с защитой от перегрузки по току) в Европе;
• Выключатель GFCI (для прерывателя цепи замыкания на землю) в США и Канаде; и
• Предохранительный выключатель или УЗО в Австралии.

Распространенный термин "предохранительный выключатель" может ввести в заблуждение. Хотя УЗО жизненно важно для электробезопасности, оно не может (как отмечалось выше) защитить от всех активных и нейтральных электрических разрядов. "Предохранительный выключатель" может создать впечатление полной защиты, чего он не дает.

Типичный дизайн

Ошибка создания миниатюры: Файл не найден

Внутренний механизм УЗО

На схеме изображен внутренний механизм устройства остаточного тока (УЗО). Устройство предназначено для подключения встроенного кабеля питания прибора. Он рассчитан на максимальный ток 13 А и рассчитан на срабатывание при токе утечки 30 мА. Это активный УЗО; то есть он защелкивается электрически и поэтому срабатывает при отключении питания, что является полезной функцией для оборудования, которое может быть опасным при неожиданном повторном включении. Некоторые ранние СКР были полностью электромеханическими и опирались на тонко сбалансированные пружинные надцентровые механизмы, приводимые в действие непосредственно от трансформатора тока. Поскольку они трудно изготавливаются с требуемой точностью и склонны к дрейфу чувствительности как от износа оси, так и от высыхания смазки, в настоящее время доминируют электронно-усиленные типы с более прочной электромагнитной частью, как показано на рисунке.

Открытое 3-фазное устройство остаточного тока

Во внутреннем механизме УЗО входящие питающие и нейтральные проводники соединены с клеммами в (1), а исходящие проводники нагрузки соединены с клеммами в (2). Провод заземления (не показан) соединен через источник питания с нагрузкой бесперебойно. При нажатии кнопки сброса (3) контакты (4) и еще один, скрытый за кнопкой(5), замыкаются, пропуская ток. Соленоид (5) удерживает контакты закрытыми, когда кнопка сброса отпущена.

Чувствительная катушка (6) представляет собой дифференциальный трансформатор тока, который окружает (но не электрически соединен) токоведущий и нейтральный проводники. При нормальной работе весь ток вниз по токоведущему проводнику возвращается вверх по нейтральному проводнику. Таким образом, токи в этих двух проводниках равны и противоположны друг другу и гасят друг друга.

Любая неисправность на Земле (например, вызванная прикосновением человека к токоведущему компоненту в подключенном приборе) приводит к тому, что часть тока принимает другой обратный путь, а это означает, что существует дисбаланс (разница) тока в двух проводниках (однофазный случай) или, более широко, ненулевая сумма токов между различными проводниками (например, трехфазными проводниками и одним нейтральным проводником).

Эта разница вызывает ток в чувствительной катушке (6), который улавливается чувствительной схемой (7). Затем чувствительная схема снимает питание с соленоида (5), и контакты (4) раздвигаются пружиной, перекрывая подачу электричества к прибору.

Тестовая кнопка (8) позволяет проверить правильность работы устройства, пропустив небольшой ток через оранжевый тестовый провод (9). Это имитирует неисправность, создавая дисбаланс в катушке чувств. Если УЗО не срабатывает при нажатии этой кнопки, то устройство должно быть заменено.

УЗО с дополнительной схемой защиты от перегрузки по току (выключатель RCBO или GFCI)

Пример рельсового RCBO

Защита от остаточного тока и перегрузки по току может быть объединена в одно устройство для установки в сервисную панель; Это устройство известно как выключатель GFCI (ground fault circuit interrupter) в США и Канаде, а также как RCBO (выключатель остаточного тока с защитой от перегрузки по току) в Европе. Они фактически представляют собой комбинацию УЗО и МКБ.[цитата необходима] в США выключатели GFCI стоят дороже, чем розетки без GFCI.[цитата необходима]

Помимо того, что многие устройства GFCI/RCBO требуют как живых, так и нейтральных входов и выходов (или полностью трехфазных), многие устройства GFCI / RCBO требуют функционального заземления (FE). Это служит как для обеспечения помехозащищенности ЭМС, так и для надежной работы устройства, если нейтральное соединение со стороны входа потеряно, но ток и земля остаются.

Из соображений экономии места многие устройства, особенно в формате DIN-рейки, используют летающие выводы, а не винтовые клеммы, особенно для нейтральных входных и FE-соединений. Кроме того, из-за малого форм-фактора выходные кабели некоторых моделей (Eaton/MEM) используются для формирования первичной обмотки части УЗО, а исходящие кабели цепи должны быть проведены через специально измеренный терминальный туннель с частью трансформатора тока вокруг него. Это может привести к неправильным результатам неудачного отключения при испытании с помощью измерительных щупов от головок винтов клемм, а не от окончательной проводки цепи.

Наличие одного УЗО, питающего другое, как правило, не требуется, если они были правильно подключены. Одним исключением является случай системы заземления ТТ, где сопротивление контура заземления может быть высоким, а это означает, что замыкание на Землю может не вызвать достаточного тока для отключения обычного автоматического выключателя или предохранителя. В этом случае устанавливается специальное УЗО с задержкой тока отключения 100 мА (или более), охватывающее всю установку, а затем более чувствительные УЗО должны быть установлены ниже по потоку для розеток и других цепей, которые считаются высокорискованными.

УЗО с дополнительной схемой защиты от дуговых замыканий

В дополнение к прерывателям цепи замыкания на землю (GFCI), прерыватели цепи дугового замыкания (AFCI) не менее важны, поскольку они обеспечивают дополнительную защиту от потенциально опасных дуговых замыканий в результате повреждения проводки в ответвлении цепи, а также расширения ответвлений, таких как приборы и наборы Шнуров. Обнаруживая опасные дуговые неисправности и реагируя на них прерыванием питания, Афси помогают снизить вероятность того, что электрическая система дома является источником воспламенения пожара. Двухфункциональные устройства AFCI/GFCI предлагают как электрическую защиту от пожара, так и защиту от ударов в одном устройстве, что делает их решением для многих комнат в доме, особенно при замене существующей стандартной розетки или существующей незаземленной розетки.

Общие черты и вариации

Различия в действиях по отключению

Существуют серьезные различия в том, каким образом УЗО будет действовать для отключения питания от сети или прибора.

Существует четыре ситуации, в которых используются различные типы УЗО-блоков:

• На уровне распределения мощности потребителя, обычно в сочетании с переключаемым автоматическим выключателем RCBO;
• Встроенный в настенную розетку;
• Подключается к розетке, которая может быть частью удлинительного кабеля питания; и
• Встроенный в шнур портативного прибора, например, предназначенного для использования на открытом воздухе или во влажных помещениях.

Первые три из этих ситуаций относятся в основном к использованию в качестве части системы распределения электроэнергии и почти всегда относятся к "пассивной" или "защелкивающейся" разновидности, тогда как четвертая относится исключительно к конкретным приборам и всегда относится к "активной" или "не защелкивающейся" разновидности. "Активный" означает предотвращение любой "повторной активации" источника питания после любого непреднамеренного отключения электроэнергии, как только сетевое питание будет восстановлено; "защелка" относится к "переключателю" внутри корпуса устройства УЗО, который остается установленным после любой формы отключения питания, но должен быть сброшен вручную после обнаружения состояния ошибки.

В четвертой ситуации было бы крайне нежелательно и, вероятно, очень небезопасно, чтобы подключенное устройство автоматически возобновляло работу после отключения питания без присутствия оператора – поскольку такая ручная повторная активация необходима.

Разница между режимами работы по существу двух различных типов функциональных возможностей УЗО заключается в том, что работа в целях распределения мощности требует, чтобы внутренняя защелка оставалась установленной в УЗО после любой формы отключения питания, вызванного либо отключением питания пользователем, либо после любого отключения питания; такие устройства особенно применимы для соединений с холодильниками и морозильными камерами.

Ситуация два в основном устанавливается так же, как описано выше, но некоторые настенные розетки RCD доступны, чтобы соответствовать четвертой ситуации, часто с помощью переключателя на панели фасции.

СКР для первой и третьей ситуаций чаще всего рассчитаны на 30 мА и 40 мс. для четвертой ситуации, как правило, существует больший выбор доступных оценок – как правило, все они ниже, чем другие формы, но более низкие значения часто приводят к более неприятному срабатыванию. Иногда пользователи применяют защиту в дополнение к одной из других форм, когда они хотят переопределить те, которые имеют более низкий рейтинг. Возможно, будет разумно иметь в наличии выбор УЗО типа 4, поскольку соединения, выполненные во влажных условиях или с использованием длинных силовых кабелей, более подвержены отключению при использовании любого из более низких номинальных значений УЗО; доступны номинальные значения до 10 мА. Количество полюсов и терминология полюсов

Число полюсов представляет собой число проводников, которые прерываются при возникновении неисправности. СКР, используемые на однофазных источниках переменного тока (два пути тока), таких как бытовое питание, обычно представляют собой одно - или двухполюсные конструкции, также известные как однополюсные и двухполюсные. Однополюсный УЗО прерывает только проводник под напряжением, в то время как двухполюсный УЗО прерывает как проводник под напряжением, так и обратный проводник. (В однополюсном УЗО обычно предполагается, что обратный проводник всегда находится в потенциале заземления и поэтому безопасен сам по себе).

УЗО с тремя или более полюсами можно использовать на трехфазных источниках переменного тока (три пути тока) или для отключения проводника заземления, а также с четырехполюсными УЗО, используемыми для прерывания трехфазных и нейтральных источников питания. Специально разработанные УЗО также могут использоваться как с системами распределения питания переменного, так и постоянного тока.

Следующие термины иногда используются для описания способа соединения и разъединения проводников с помощью УЗО:

• Однополюсный или однополюсный-УЗО отключит только находящийся под напряжением провод.
• Двухполюсный или двухполюсный-УЗО отсоединит как питаемый, так и обратный провода.
• 1+N и 1P+N-нестандартные термины, используемые в контексте Rcbo, порой по-разному используемые разными производителями. Как правило, эти термины могут означать, что возврат (нейтральный) проводник является изолируя полюс, без защитного элемента (незащищенный, но размыкаемый нейтральный), что АВДТ обеспечивает проводящий путь и разъемы для возвращения (нейтральный) проводник, но этот путь не прерывался, когда недостаток происходит (иногда известный как "твердая нейтральный"), или что оба проводника отключены при некоторых неисправностях (например, обнаруженная УЗО утечка), но только один проводник отключен при других неисправностях (например, перегрузка).

Чувствительность

Чувствительность УЗО выражается как номинальный остаточный рабочий ток, отмеченный IΔn. Предпочтительные значения были определены МЭК, что позволило разделить СКР на три группы в соответствии с их значением IΔn:

• высокая чувствительность (HS): 5** – 10 – 30 мА (для защиты от прямого контакта или жизненных травм),
• средняя чувствительность (МС): 100 – 300 – 500 – 1000 мА (для противопожарной защиты),
• низкая чувствительность (LS): 3 – 10 – 30 а (как правило, для защиты машины).

Чувствительность 5 мА типична для розеток GFCI.

Время перерыва (скорость отклика)

Существует две группы устройств. G (общее использование) мгновенные СКР не имеют преднамеренной временной задержки. Они никогда не должны срабатывать при половине номинального тока, но должны срабатывать в течение 200 миллисекунд при номинальном токе и в течение 40 миллисекунд при пятикратном номинальном токе. S (селективные) или T (замедленные по времени) СКР имеют короткую временную задержку. Они обычно используются в начале установки для противопожарной защиты для различения с G устройства на нагрузках,а также в цепях, содержащих гасители перенапряжений. Они не должны срабатывать при половине номинального тока. Они обеспечивают задержку срабатывания не менее 130 миллисекунд при номинальном токе, 60 миллисекунд при двукратном номинальном токе и 50 миллисекунд при пятикратном номинальном токе. Максимальное время перерыва составляет 500 мс при номинальном токе, 200 мс при двукратном номинальном токе и 150 мс при пятикратном номинальном токе.

Программируемые реле замыкания на землю доступны для того, чтобы скоординированные установки могли свести к минимуму простои. Например, система распределения электроэнергии может иметь устройство 300 мА, 300 мс на служебном входе здания, питающее несколько типов 100 мА С на каждой подплате и Тип 30 мА G для каждой конечной цепи. Таким образом, отказ устройства для обнаружения неисправности в конечном итоге будет устранен устройством более высокого уровня, за счет прерывания большего количества цепей.

Тип или режим (типы обнаруженных проблем утечки тока)

Стандарт МЭК 60755 (общие требования к защитным устройствам, работающим на остаточном токе) определяет три типа УЗО в зависимости от формы сигнала и частоты тока повреждения.

• Тип отключения СКР переменного тока на синусоидальном остаточном токе.
• СКР типа а также реагируют на пульсирующий или непрерывный постоянный ток любой полярности.
• RCD типа B также реагируют на постоянный постоянный ток и ток более высокой частоты или на комбинации переменного и постоянного тока, как это можно найти в однофазных или многофазных выпрямительных цепях, как и все коммутационные источники питания, используемые в домашних условиях, или, например, стиральные машины и т. д., оснащенный двигателями постоянного тока.

Руководство BEAMA RCD Handbook-руководство по выбору и применению СКР резюмирует это следующим образом:

• Тип отключения СКР переменного тока на переменном синусоидальном остаточном токе, внезапно приложенном или плавно увеличивающемся.
• Тип отключения СКР на переменном синусоидальном остаточном токе и на остаточном пульсирующем постоянном токе, внезапно приложенном или плавно увеличивающемся.
• Тип F СКР срабатывает в тех же условиях что и тип А и дополнительно:
• для составных остаточных токов, внезапно прикладываемых или медленно нарастающих, предназначенных для цепи, питаемой между фазой и нейтралью или фазой и заземленным средним проводником;
• для остаточных пульсирующих постоянных токов накладывается плавный постоянный ток.
• Тип B СКР срабатывает в тех же условиях, что и тип F, и дополнительно:
• для остаточных синусоидальных переменных токов до 1 кГц;
• для остаточных переменных токов накладывается плавный постоянный ток;
• для остаточных пульсирующих постоянных токов накладывается плавный постоянный ток;
• для остаточного пульсирующего выпрямленного постоянного тока, возникающего из двух или более фаз;
• для остаточных плавных постоянных токов, внезапно прикладываемых или медленно увеличивающихся независимо от полярности.

и отмечает, что эти обозначения были введены потому, что некоторые конструкции типа А и переменного тока УЗО могут быть отключены, если присутствует постоянный ток, который насыщает сердечник детектора.

Сопротивление току перенапряжения

Ток перенапряжения относится к пиковому току, который УЗО предназначено выдерживать с использованием испытательного импульса заданных характеристик. Стандарты IEC 61008 и IEC 61009 требуют, чтобы СКР выдерживали импульс "кольцевой волны" 200 А. Стандарты также требуют, чтобы СКР, классифицированные как "селективные", выдерживали импульсный ток перенапряжения 3000 а заданной формы волны.

Проверка правильности работы

Кнопка проверки

СКР можно тестировать с помощью встроенной кнопки тестирования для подтверждения функциональности на регулярной основе. СКР могут работать неправильно, если они неправильно подключены, поэтому они обычно тестируются установщиком для проверки правильности работы. Использование многофункционального тестера в ЕС или электромагнитного вольтметра в США. Это вводит контролируемый ток повреждения от живого к земле и измеряет время работы УЗО. Это проверяет работоспособность устройства и может проверить проводку к УЗО. Такое испытание может быть проведено при установке устройства и на любом выходе" вниз по потоку". (Восходящие выходы не являются защищенный.) Чтобы избежать ненужного отключения, только один УЗО должен быть установлен на любой одной цепи (исключая проводные СКД, такие как мелкие бытовые приборы в ванной комнате).

Ограничения

Автомат защити цепи остаточн-течения не может извлечь весь риск удара током или пожара. В частности, только УЗО не будет обнаруживать условия перегрузки, короткие замыкания от фазы к нейтрали, короткие замыкания от фазы к фазе (см. трехфазное электричество) или потерю проводника пера в системах TN-C. Предохранение от перегрузок по току (взрыватели или автоматы защити цепи) должны быть обеспечены. Автоматические выключатели, сочетающие функции УЗО с защитой от перегрузки по току, реагируют на оба типа неисправностей. Они известны как Rcbo и доступны в 2-, 3 - и 4-полюсных конфигурациях. Rcbo обычно имеют отдельные схемы для обнаружения дисбаланса тока и тока перегрузки, но используют общий прерывающий механизм.

УЗО помогает защитить от поражения электрическим током, когда ток протекает через человека от фазы (живой / линейный / горячий) к Земле. Он не может защитить от поражения электрическим током, когда ток протекает через человека от фазы к нейтрали или от фазы к фазе, например, когда палец касается как живых, так и нейтральных контактов в осветительном приборе; устройство не может отличить ток, протекающий через предполагаемую нагрузку, от потока через человека, хотя УЗО все еще может отключиться, если человек находится в контакте с землей (землей), так как некоторый ток все еще может проходить через палец и тело человека к Земле.

Целые установки на одном УЗО, распространенные в старых установках в Великобритании, подвержены" неприятным " отключениям, которые могут вызвать вторичные проблемы безопасности с потерей освещения и размораживанием продуктов питания. Часто отключения вызваны ухудшением изоляции нагревательных элементов, таких как водонагреватели и элементы плиты или кольца. Несмотря на то, что это считается неприятностью, неисправность заключается в испорченном элементе, а не в УЗО: замена нарушающего элемента решит проблему, но замена УЗО-нет.

В случае УЗО, нуждающихся в источнике питания, может возникнуть опасное состояние, если нейтральный провод оборван или выключен на стороне питания УЗО, в то время как соответствующий провод под напряжением остается непрерывным. Отключающая цепь нуждается в питании для работы и не отключается, когда источник питания выходит из строя. Подключенное оборудование не будет работать без нейтрали, но УЗО не может защитить людей от контакта с находящимся под напряжением проводом. По этой причине автоматические выключатели должны быть установлены таким образом, чтобы нейтральный провод не мог быть выключен, если одновременно не будет выключен и провод под напряжением. Если требуется отключить нейтральный провод, следует использовать двухполюсные выключатели (или четырехполюсные для 3-фазных). Чтобы обеспечить некоторую защиту с прерывистой нейтралью, некоторые RCD и Rcbo оснащены вспомогательным соединительным проводом, который должен быть подключен к шине заземления распределительного щита. Это либо позволяет устройству обнаружить отсутствующую нейтраль источника питания, что приводит к отключению устройства, либо обеспечивает альтернативный путь питания для схемы отключения, позволяя ей продолжать нормально функционировать в отсутствие нейтрали источника питания.

В связи с этим однополюсный УЗО/РКБО прерывает только проводник под напряжением, в то время как двухполюсное устройство прерывает как проводник под напряжением, так и обратный проводник. Обычно это стандартная и безопасная практика, так как обратный проводник все равно удерживается на потенциале заземления. Однако из-за своей конструкции однополюсный УЗО не изолирует и не отсоединяет все соответствующие провода в некоторых необычных ситуациях, например, когда обратный проводник не удерживается, как ожидалось, при потенциале заземления или когда происходит утечка тока между обратным и заземляющим проводниками. В этих случаях двухполюсный УЗО обеспечит защиту, так как обратный проводник также будет отсоединен.

История и номенклатура

Первой в мире высокочувствительной системой защиты от утечки на землю (то есть системой, способной защитить людей от опасностей прямого контакта между живым проводником и землей) была система балансировки сердечника магнитного усилителя второй гармоники, известная как magamp, разработанная в Южной Африке Анри Рубином. Опасность поражения электрическим током очень беспокоила южноафриканские золотые рудники и Рубин, инженер компании C. J. Fuchs Electrical Industries из Альбертона Йоханнесбурга, первоначально разработал систему холодного катода в 1955 году, которая работала при 525 В и имела чувствительность срабатывания 250 мА. До этого основные балансовые системы защиты от утечки на землю работали с чувствительностью около 10 А.

Система холодного катода была установлена в ряде золотых рудников и работала надежно. Тем не менее, Рубин начал работать над совершенно новой системой С значительно улучшенной чувствительностью, и к началу 1956 года он создал прототип системы баланса сердечника магнитного усилителя второй гармоники (южноафриканский патент № 2268/56 и австралийский патент № 218360). Прототип magamp был рассчитан на 220 В, 60 А и имел внутренне регулируемую чувствительность отключения 12,5–17,5 ма. Очень быстрое время срабатывания было достигнуто благодаря новому дизайну, и это в сочетании с высокой чувствительностью было хорошо в пределах безопасной оболочки текущего времени для фибрилляции желудочков , определенной Чарльзом Далзилом из Калифорнийского университета в Беркли, США, который оценил опасность поражения электрическим током у людей. Эта система, с ее соответствующим автоматическим выключателем, включала защиту от перегрузки по току и короткого замыкания. Кроме того, оригинальный прототип был способен отключаться при более низкой чувствительности в присутствии прерывистой нейтрали, тем самым защищая от важной причины электрического пожара.

После случайного поражения электрическим током женщины в результате бытового несчастного случая в золотодобывающей деревне Стилфонтейн близ Йоханнесбургав течение 1957 и 1958 годов в домах этой шахтерской деревни было установлено несколько сотен устройств защиты от утечки на землю F. W. J. 20 ma magamp. F. W. J. Electrical Industries, которая позже сменила свое название на Fw Electrical Industries, продолжала производить однофазные и трехфазные блоки magamp мощностью 20 мА.

В то время, когда он работал над магампом, Рубин также рассматривал возможность использования транзисторов в этом приложении, но пришел к выводу, что ранние транзисторы, доступные тогда, были слишком ненадежны. Однако с появлением усовершенствованных транзисторов компания, в которой он работал, а позже и другие компании выпускали транзисторные версии защиты от утечки на землю.

В 1961 году Далзил, работая с Rucker Manufacturing Co., разработал транзисторное устройство для защиты от утечки на Землю, которое стало известно как прерыватель цепи замыкания на Землю (GFCI), иногда просторечно сокращенный до прерывателя замыкания на Землю (GFI). Это имя для предохранения от утечки земли высок-чувствительности все еще в общей пользе в США.

В начале 1970-х годов большинство североамериканских устройств GFCI были типа автоматического выключателя. GFCI, встроенные в розетку розетки, стали обычным явлением начиная с 1980-х гг. тип автоматического выключателя, устанавливаемого в распределительную панель, пострадал от случайных отключений, вызванных главным образом плохой или непоследовательной изоляцией на проводке. Ложные срабатывания были частыми, когда проблемы с изоляцией усугублялись большой длиной цепи. По всей длине изоляции проводников протекало столько тока, что выключатель мог отключиться при малейшем увеличении дисбаланса тока. Переход к защите на основе розеток в североамериканских установках сократил количество случайных отключений и обеспечил очевидную проверку того, что влажные участки находятся под электрическим кодом-требуемая защита. Европейские установки продолжают использовать в основном УЗО, установленные на распределительном щите, что обеспечивает защиту в случае повреждения фиксированной проводки; в Европе УЗО на основе розеток в основном используются для модернизации.

Регулирование и принятие

Правила сильно отличаются от страны к стране. В большинстве стран не все цепи в доме защищены СКР. Если один УЗО установлен для всей электрической установки, любая неисправность может привести к отключению всего источника питания в помещении.

Австралия

В Австралии устройства с остаточным током являются обязательными для использования в силовых цепях с 1991 года и в световых цепях с 2000 года. Для каждой внутренней установки требуется как минимум два СКР. Все розетки и схемы освещения должны быть распределены по схеме RCD. Максимум три подсхемы могут быть подключены только к одному УЗО.

Австрия

Австрия отрегулировала приборы остаточного тока в норме ÖVE E8001-1/A1:2013-11-01 (самая последняя редакция). Он был необходим в частном жилье с 1980 года. Максимальное время активации не должно превышать 0,4 секунды. Он должен быть установлен на всех цепях с силовыми штекерами с максимальным током утечки 30 мА и максимальным номинальным током 16 А.]

Дополнительные требования предъявляются к контурам во влажных зонах, строительных площадках и коммерческих зданиях.

Бельгия

Бельгийские бытовые установки должны быть оснащены устройством остаточного тока 300 мА, которое защищает все цепи. Кроме того, требуется по крайней мере одно устройство остаточного тока 30 мА, которое защищает все цепи в "влажных помещениях" (например, ванная комната, кухня), а также цепи, питающие определенные "влажные" приборы (стиральная машина, сушилка для белья, посудомоечная машина). Электрический теплый пол должен быть защищен УЗО 100 мА. Эти СКР должны быть типа А.

Бразилия

С NBR 5410 (1997) остаточные настоящие приборы и зазмеление необходимы для новой конструкции или ремонта в влажных областях, напольных областях, нутряных выходах используемых для внешних приборов, или в зонах где вода более вероятна как ванные комнаты и кухни.

Дания

Дания требует УЗО 30 мА для всех цепей, рассчитанных на напряжение менее 20 а (цепи с большим напряжением в основном используются для распределения). УЗО стало обязательным в 1975 году для новостроек, а затем и для всех зданий в 2008 году.

Финляндия

В Финляндии устройства остаточного тока являются обязательными в ванных комнатах и наружных силовых цепях с 1995 года, а внутренние силовые цепи-с 2008 года и на световых цепях-с 2017 года. Существуют некоторые исключения, например холодильное оборудование.

Франция

Согласно регламенту NF C15-100 (1911 - > 2002), общее УЗО не должно превышать 100 а 300 мА в верхней части установки. Кроме того, в помещениях, где есть вода или высокая мощность или разумное оборудование (ванные комнаты, кухня, информатика и т. д.) каждая вилка должна быть защищена УЗО, не превышающим 30 мА. Тип УЗО (A, AC, F) зависит от типа подключаемого оборудования и максимальной мощности штекера. Минимальные расстояния между электрическими устройствами и водой или полом описаны и обязательны.

Германия

С 1 мая 1984 года СКР являются обязательными для всех номеров с ванной или душем. С июня 2007 года Германия требует использования УЗО с током отключения не более 30 мА на розетках номинальной мощностью до 32 А, которые предназначены для общего использования. (DIN VDE 0100-410 Nr. 411.3.3). С 1987 года запрещено использовать УЗО типа "AC" для защиты человека от поражения электрическим током. Это должен быть Тип "А" или тип "в".

Индия

В соответствии с правилом 36 Правил электроэнергетики 1990 года

а) для места общественного развлечения защита от тока утечки на землю должна обеспечиваться устройством остаточного тока чувствительностью не более 10 мА.

б) в местах, где пол может быть влажным или где стена или ограждение имеют низкое электрическое сопротивление, защита от тока утечки на землю должна обеспечиваться устройством остаточного тока с чувствительностью не более 10 мА.

в) для установки, в которой может использоваться ручное оборудование, прибор или прибор, защита от тока утечки на землю должна обеспечиваться устройством остаточного тока с чувствительностью не более 30 мА.

d) для установки, отличной от установки в пунктах (а), (б) и (в), Защита от тока утечки на землю должна обеспечиваться устройством остаточного тока с чувствительностью не более 100 мА.

Италия

Итальянский закон (№46 от марта 1990 года) предписывает СКР с остаточным током не более 30 мА (неофициально называемый "salvavita" — спасатель жизни, после ранних моделей BTicino, или дифференциальный автоматический выключатель для режима работы) для всех отечественных установок для защиты всех линий. Недавно закон был обновлен, чтобы санкционировать по крайней мере два отдельных СКР для отдельных внутренних цепей. Защита от короткого замыкания и перегрузки является обязательной с 1968 года.

Малайзия

В последнем руководстве по электрической проводке в жилых зданиях (2008) общая жилая проводка должна быть защищена устройством остаточного тока чувствительностью не более 100 мА. Кроме того, все электрические розетки должны быть защищены устройством остаточного тока чувствительностью не более 30 мА, а все оборудование во влажных местах (водонагреватель, водяной насос) должно быть защищено устройством остаточного тока чувствительностью не более 10 мА.

Новая Зеландия

С января 2003 года все новые цепи, возникающие на распределительном щите, питающем освещение или розетки (точки питания) в бытовых зданиях, должны иметь защиту УЗО. Жилые объекты (такие как пансионаты, больницы, гостиницы и мотели) также потребуют защиты УЗО для всех новых цепей, возникающих на распределительном щите, снабжающем розетки розетками. Эти СКР обычно располагаются на коммутаторе. Они обеспечат защиту для всех электрических проводов и приборов, подключенных к новым цепям.

Северная Америка

Розетка Leviton GFCI "Decora" на североамериканской кухне. Местный электрический код требует наличия устойчивой к взлому розетки в домах и требует наличия GFCI для розетки в пределах 1 метра от раковины. Т-образный слот указывает на то, что это устройство имеет номинальную мощность 20 А и может принимать штекер NEMA 5-15 или NEMA 5-20, хотя последний тип редко встречается на бытовых приборах.

В Северной Америке розетки, расположенные в местах, где существует легкий путь к Земле—таких как влажные зоны и комнаты с открытыми бетонными полами, должны быть защищены GFCI. Национальный электрический кодекс США имеет необходимые приборы в определенных местах, быть защищены GFCIs с 1960-х годов. Начиная с подводные фонари плавательный бассейн (1968) периодические издания код расширили в районах, где GFCIs должны включать: строительные площадки (1974), ванные комнаты и открытые площадки (1975), гаражи (1978), территории возле горячей ванны или спа-салонов (1981), ванные комнаты (1984), барная стойка на кухне розетки (1987), подполах и подвалах недостроя (1990), рядом с мокрый бар раковина (1993), рядом прачечная раковины (2005)[20] и в прачечных (2014).

GFCI обычно доступны в качестве неотъемлемой части розетки или автоматического выключателя, установленного в распределительной панели. Розетки GFCI неизменно имеют прямоугольные грани и принимают так называемые лицевые пластины Decora, а также могут быть смешаны с обычными розетками или выключателями в многобандатной коробке со стандартными накладками. Как в Канаде, так и в США старые двухпроводные незаземленные гнезда NEMA 1 могут быть заменены на NEMA 5 розетки защищены GFCI (интегралом с розеткой или соответствующим выключателем) вместо перемотки всей цепи с помощью заземляющего проводника. В таких случаях розетки должны иметь маркировку " нет заземления оборудования "и" защищено GFCI"; производители GFCI обычно предоставляют метки для соответствующего описания установки.

GFCI одобрен для защиты от поражения электрическим током при 5 мА в течение 25 мс. устройство GFCI, которое защищает оборудование (а не людей), может отключаться до 30 мА тока; это известно как устройство защиты оборудования (EPD). СКР с токами отключения до 500 мА иногда развертываются в средах (таких как вычислительные центры), где более низкий порог нес бы неприемлемый риск случайных отключений. Эти сильноточные СКР служат для оборудования и противопожарной защиты вместо защиты от рисков поражения электрическим током.

В Соединенных Штатах американский Совет по лодкам и яхтам требует как GFCI для розеток, так и прерывателей цепи утечки оборудования (ELCI) для всей лодки. Разница заключается в отключении GFCIs на 5 мА тока, тогда как elcis-на 30 мА после 100 мс. большие значения предназначены для обеспечения защиты при минимизации неприятных отключений.

Норвегия

В Норвегии он необходим во всех новых домах с 2002 года, а во всех новых розетках-с 2006 года. Это относится к розеткам 32 А и ниже. УЗО должно срабатывать максимум через 0,4 секунды для цепей 230 В или 0,2 секунды для цепей 400 В.

Южная Африка

Южная Африка санкционировала использование устройств защиты от утечки на Землю в жилых помещениях (например, в домах, квартирах, гостиницах и т. д.) с октября 1974 года, с уточнением правил в 1975 и 1976 годах. [23] Приборы необходимо устанавливать в новых помещениях и при проведении ремонтных работ. Защита необходима для розеток питания и освещения, за исключением аварийного освещения,которое не должно прерываться. Стандартное устройство, используемое в Южной Африке, действительно представляет собой гибрид ELPD и RCCB.

Тайвань

Тайвань требует наличия цепей розеток в ванных комнатах, балконах и розеток на кухне не более чем в 1,8 метрах от раковины с использованием автоматических выключателей утечки на землю. Это требование также относится к контуру водонагревателя в санузлах и контурам, включающим устройства в воде, светильники на металлических каркасах, общественные питьевые фонтанчики и так далее. В принципе, ELCBs должны быть установлены на ответвительных цепях, с током отключения не более 30 мА в течение 0,1 секунды в соответствии с тайваньским законодательством.

Турция

Турция требует использования СКР с не более чем 30 мА и 300 мА во всех новых домах с 2004 года. Это правило было введено в РГ-16/06/2004-25494.

Великобритания

Предыдущие издания правил электропроводки мээ требовали использования УЗО для розеток, которые должны были использоваться наружными приборами. Обычной практикой в бытовых установках было использование одного УЗО для покрытия всех цепей, требующих защиты УЗО (как правило, розетки и душевые кабины), но некоторые цепи (как правило, освещение) не были защищены УЗО. это было сделано для того, чтобы избежать потенциально опасной потери освещения в случае срабатывания код. Схемы защиты для других цепей менялись. Для реализации этой схемы было принято устанавливать потребительский блок включение УЗО в так называемую конфигурацию разделенной нагрузки, где одна группа автоматических выключателей подается непосредственно от главного выключателя (или УЗО с временной задержкой в случае заземления ТТ), а вторая группа цепей подается через УЗО. Это устройство имело признанные проблемы, связанные с тем, что кумулятивные токи утечки на землю при нормальной работе многих элементов оборудования могут привести к паразитному отключению УЗО, и что отключение УЗО приведет к отключению питания от всех защищенных цепей.

Действующая редакция (18-я) правил требует, чтобы все розетки в большинстве установок имели защиту от УЗО, хотя и существуют исключения. Небронированные кабели, заглубленные в стены, также должны быть защищены УЗО (опять же с некоторыми конкретными исключениями). Обеспечение защиты УЗО для цепей, присутствующих в ванных комнатах и душевых комнатах, снижает потребность в дополнительном соединении в этих местах. Для покрытия установки можно использовать два УЗО, причем освещение верхнего и нижнего этажей и силовые цепи распределены по обоим УЗО. Когда один УЗО срабатывает, питание поддерживается по крайней мере в одной цепи освещения и питания. Для соблюдения этих правил могут использоваться и другие механизмы, такие как использование Rcbo. Новые требования к УЗО не затрагивают большинство существующих установок, если только они не перемонтированы, не заменена распределительная плата, не установлена новая схема или не внесены изменения, такие как дополнительные розетки или новые кабели, заглубленные в стены.

СКД, используемые для защиты от ударов, должны быть "немедленного" типа срабатывания (не с задержкой по времени) и иметь чувствительность к остаточному току не более 30 мА.

Если паразитное срабатывание вызовет большую проблему, чем риск электрической аварии, которую предполагается предотвратить УЗО (примерами могут быть поставки в критический заводской процесс или в оборудование жизнеобеспечения), УЗО могут быть опущены, при условии, что затронутые цепи четко маркированы и учитывается баланс рисков, это может включать предоставление альтернативных мер безопасности.

См. также

• Отечественные штепсельные вилки и розетки переменного тока
• Электротравма
• Устройство контроля изоляции
• Защитное реле
• Прерыватель дуговых замыканий

Пруф

.cpsc.gov/

• /electmadrid.es/blog/2016/05/why-rcd-is-tripping/