برای درک آسان تر جریان دیفرانسیل، یک فرآیند فیزیکی باید در نظر گرفته شود. هنگامی که یک خط حامل جریان عایق لمس می شود، چرا برق گرفتگی ندارد؟ پاسخ واضح است: عایق از عبور جریان از بدن انسان جلوگیری می کند. اما اگر هسته در معرض دید قرار گرفت، روی یک بستر عایق بایستید و سیم را لمس کنید؟ اثر یکسان است - شوک الکتریکی وجود ندارد. پشتی مانع از اتصال مدار از میان تنه به زمین می شود.
مفهوم جریان دیفرانسیل
در طبیعت هیچ فرآیند فیزیکی به عنوان جریان دیفرانسیل وجود ندارد. این مفهوم یک کمیت برداری است که به صورت مجموع جریان های موجود در مدار بیان می شود که در مقدار RMS گرفته شده است. برای اینکه جریان دیفرانسیل ظاهر شود، باید یک فرآیند فیزیکی به نام جریان نشتی رخ دهد. اما لازم است که یک شرط رعایت شود: مورد تجهیزات، جایی که جریان نشتی ظاهر شده است، باید به زمین متصل شود. در غیر این صورت، اگر بدنه زمین نباشد، وقوع جریان نشتی منجر به ظهور جریان دیفرانسیل نمی شود. و قطع کننده مدار جریان باقیمانده (RCD)کار نخواهد کرد.
رابطه بین جریان دیفرانسیل و نشتی
هنگامی که جریان در مدار نشت می کند، به عناصری می رسد که دارای مواد رسانا (محافظه های فلزی برای لوازم خانگی، لوله های گرمایش و غیره) از قطعات برقی (مدارهای الکتریکی، سیم) هستند. در طول این نشت ها، هیچ بخش اتصال کوتاهی وجود ندارد. و بنابراین، هیچ مشکلی در عملکرد مدار وجود ندارد (آسیب آشکار به آن).
از آنجایی که جریان دیفرانسیل که به صورت ریاضی بیان می شود، تفاوت (بر حسب برداری) بین جریان خروجی منبع و جریان پس از بار است، واضح است که تقریباً با جریان نشتی یکسان است. اما اگر مورد دوم واقعاً در صورت نقض، مثلاً عایق کاری، رطوبت بالای محیطی که می تواند از آن عبور کند یا چیز دیگری وجود داشته باشد، جریان دیفرانسیل هنگام اتصال به زمین ظاهر می شود.
جریانهای باقیمانده سفر و بدون سفر
در جریان کار (یا جریان قطع) چنین جریان تفاضلی قابل درک است که جریان آن منجر به قطع VDT در صورت نشتی در مدار می شود.
جریان که جریان آن در مدار یک دستگاه جریان باقیمانده (RCD) مجاز است و قطع نمی شود، جریان غیر قطع دیفرانسیل نامیده می شود.
در یک مدار بارگذاری شده، که در آن دستگاه های نوع پالس کار می کنند: یکسو کننده ها، دستگاه های دیجیتال گسسته برای کنترل قدرت - همه اینها لوازم خانگی مدرن هستند، جریان های پس زمینه دیفرانسیل وجود دارد. اما این گونه جریان ها جریان گسلی نیستند ودر این حالت نمی توان مدار الکتریکی را خاموش کرد. بنابراین، آستانه RCD طوری انتخاب می‌شود که به مقدار پس‌زمینه عملیاتی پاسخ ندهد، بلکه جریان نشتی بیش از این مقدار را خاموش کند.
RCD یا ماشین دیفرانسیل
به منظور محافظت از مدار در برابر خطاهای زمین جریان های بزرگ، کلیدهای مدار ویژه ساخته شده اند. مدار دستگاه دائماً مدار نظارت شده را از نظر نشتی الکتریکی آزمایش می کند. به محض اینکه مجموع مقادیر بردار جریان های خطی از صفر بیشتر شود و حد حساسیت دستگاه بگذرد، بلافاصله مدار را خاموش می کند. چنین سیستم هایی در دو خط تک فاز و سه فاز نصب می شوند.
ویژگی های کلیدهای دیفرانسیل
تغییرات مختلف وسایل حفاظتی با یکدیگر متفاوت هستند:
- ویژگی های طراحی؛
- مشاهده نشتی برق؛
- تنظیمات حساسیت؛
- عملکرد.
بسته به ویژگی های طراحی، موارد زیر وجود دارد:
- دستگاه های VDT (سوئیچ دیفرانسیل)، که در آن هیچ حفاظتی در برابر جریان های بالا وجود ندارد. آنها به جریان های نشتی پاسخ می دهند، اما فیوزها باید به صورت سری وصل شوند تا از مدار خود محافظت کنند.
- دستگاه RCBO ، که در آن یک سوئیچ نوع خودکار ارائه شده است. اینها دستگاه های جهانی با عملکرد دوگانه هستند - برای محافظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار، و همچنین کنترل نشتی.
- دستگاه BDT با امکان اتصال ماشه خودکار در محل اتصال. دستگاهی که برای اتصال طراحی شده استتاسیسات با قطع کننده مدار. طراحی آن به گونه ای طراحی شده است که فقط امکان اتصال یک بار با دستگاه را فراهم می کند.
بسته به شکل جریانهای نشتی، گروه‌هایی از وسایل حفاظتی با اصلاحات زیر ایجاد شده‌اند:
- AC - دستگاه هایی که با جریان سینوسی متناوب کار می کنند. آنها به جریان های پالس تفاضلی که در لحظه روشن شدن رخ می دهد، پاسخ نمی دهند، به عنوان مثال، لامپ های فلورسنت، دستگاه های اشعه ایکس، دستگاه های پردازش سیگنال های اطلاعات، مبدل های تریستور.
- A - دستگاه هایی برای محافظت در برابر جریان مستقیم ضربانی و متناوب. مقادیر پیک نشت جریان های دیفرانسیل پالسی را تشخیص ندهید. آنها در مدارهای یکسو کننده های نوع الکترونیکی، تنظیم کننده های تبدیل پالس فاز کار می کنند. از نشت الکتریسیته ضربانی دارای یک جزء DC به زمین جلوگیری کنید.
- B - سیستم‌هایی که با جریانهای نشتی متغیر، ثابت و ضربانی کار می‌کنند.
از نظر حساسیت، سوئیچ دیفرانسیل دارای انواع زیر است:
- سیستم‌های با حساسیت پایین که مدار را با لمس غیرمستقیم خاموش می‌کنند.
- سیستم هایی با حساسیت بالا. آنها در صورت تماس مستقیم با هادی محافظت می کنند.
- ضد آتش.
تا زمانی که دستگاه طول می کشد تا کار کند:
- اقدامات فوری.
- بازی سریع.
- برای عموممقصد.
- تأخیر - نوع انتخابی.
دستگاه های حفاظتی فعلی دستگاه انتخابی دیفرانسیل می توانند تنها بخشی از تجهیزات را که در آن تخلف رخ داده است خاموش کنند.
چگونه یک مدارشکن جریان پسماند کار می کند
RCD از یک هسته به شکل یک حلقه و دو سیم پیچ تشکیل شده است. این سیم پیچ ها دقیقاً یکسان هستند، یعنی با سیمی از همان مقطع ساخته می شوند و تعداد چرخش ها یکسان است. جریان از طریق یک سیم پیچ در جهت ورودی بار جریان می یابد و سپس از طریق بار به سیم پیچ دوم باز می گردد. از آنجایی که جریان نامی در هر بار عبور می کند، جریان های مجموع در ورودی و خروجی، طبق نظر کیرشوف، باید برابر باشند. در نتیجه، جریان ها شارهای مغناطیسی یکسانی را در سیم پیچ ها ایجاد می کنند که در جهت مخالف هدایت می شوند. این جریان ها یکدیگر را خنثی می کنند و سیستم ثابت می ماند. اگر فقط یک جریان نشتی ظاهر شده باشد، میدان های مغناطیسی متفاوت خواهند بود، رله جریان دیفرانسیل کار می کند، که منجر به باز شدن کنتاکت های الکتریکی می شود. خط برق کاملاً قطع خواهد شد.
دستگاه محافظ جریان باقیمانده در مواردی که قابل استفاده است
در ساخت و سازهای مدرن و تجهیزات برقی مناطق و همچنین در بازسازی، روز به روز از دستگاه هایی استفاده می شود که جریان دیفرانسیل را قطع می کنند. این با افزایش ایمنی عملکرد شبکه های الکتریکی و همچنین کاهش صدمات توجیه می شود. RCD ها در موارد زیر استفاده می شوند:
- ساختمان های عمومیمقصد: موسسات آموزشی، ساختمان‌های فرهنگی، بیمارستان‌ها، مجتمع‌های هتل، امکانات ورزشی؛
- در ساختمان‌های مسکونی و چند آپارتمانی فردی: خانه‌ها، ویلاها، خوابگاه‌ها، ساختمان‌های بیرونی؛
- فضای خرید، به ویژه مبتنی بر فلز؛
- ساختمان های اداری؛
- شرکت‌های صنعتی.
گزینه‌هایی برای نمودارهای اتصال RCD
دستگاه محافظ جریان دیفرانسیل برای تعداد متفاوتی از فازهای کنترل شده تولید می شود. مدار قطع کننده جریان باقیمانده تک فاز، دو فاز و سه فاز وجود دارد.
اگر خط تک فاز است و باید یک RCD و یک قطع کننده مدار تک به آن وصل کنید، در وهله اول هیچ تفاوتی اساسی ندارد. همه این دستگاه ها در ورودی مدار قرار می گیرند. فقط راحت تر است که ابتدا دستگاه را روی فاز قرار دهید و بعد از آن کلید جریان دیفرانسیل را روی آن قرار دهید. از آنجایی که بار به هر دو کنتاکت RCD، به جای فاز، به یک ماشین خودکار و به جای صفر، به یک دستگاه محافظ متصل می شود.
اگر خط اصلی به چندین خط با بار تقسیم شود، ابتدا RCD نصب می شود و سپس هر خط دارای قطع کننده مدار خاص خود است. مهم است که جریان نامی که RCD می تواند عبور دهد بیشتر از جریان خاموش شدن دستگاه باشد، در غیر این صورت برای محافظت از خود دستگاه کار نخواهد کرد.
نتیجه گیری
همه کارها در مورد سازماندهی سیم کشی برق و سیستم های حفاظت مدار بهتر است به برقکاران حرفه ای سپرده شود! با دستان خود می توانید فقط مدارهای الکتریکی ساده و با اتصال جمع آوری کنیددستگاه های محافظ، به شدت دستورالعمل ها را دنبال کنید. معمولاً هر مخاطب بر اساس آن برچسب گذاری می شود.
