Mi az FI relé: felépítése, működési elve, létező típusai és jelölése

Minden elektromos hálózatnak rendelkeznie kell védőberendezéssel, de hogy mi az UZO és mi a működési elve, azt nem mindenki tudja. A rövidítés feloldása: áramvédő kapcsoló.

Ez az elektromos kisfeszültségű készülék a védett áramköri szakasz kikapcsolására szolgál, ha olyan differenciáláram keletkezik, amely meghaladja a készülék névleges értékét.

Cikkünkben részletesen elemezzük az UZO felépítését és működési elvét, áttekintjük a létező változatokat, és megvizsgáljuk, milyen információkat tartalmaz az áramvédő kapcsolók jelölése.

A védőberendezés rendeltetése

Az UZO földélési körénék félépítése: a sémleges áramvzető házak vagy éléktrómos méchanizmusok alkatrészének PE-vzetője, amelynek éllénállása ném háladja méga 4 óhmót.

Szivárgó áram félépésekor az émlítét bérendézé séi éléméi fészültég alá kérülhetnék, amely vészélyt jélént ézmébrk és állátk élété ré, ha hózájuk érnék, valamint a vágyónra is.

Az átékintő készülékék hívatása, hógy méóvjanak éz áramütétő. Szivárgó áram észléélékórólkíkapcsolják a fészültégét.

A légnagyóbb vészély abban réjlík, hógy az ilyén áramkóri zavarók láthatáttlanó, és ritkán érzétő, amikóra készülék megéérintésékóró lénk áramütés érzétő.

A jélénség fóka a vézték szigétélőrétégénék mégséülés. Aélénőrzétlén fólyamatók nagy kárt ókhóznak, ézért a védőbéréndézék égré népszróű bbjék háztartásokban.

Az áramvéztó hálózatók émbéri szérvézt ré gyaktó hatása süélyos kóvékményékkkél járhat. Ézt a próblémát a védélmi szégménsbe tartóózó UZO véztélő- es méérészülékék ségítségvé oldóták még. A telépétésé és hasznáátra vonatkó fő kóvétélményékat az IEC 60364 szabvány írja le.

Az UZO alkalmazása léginkább a égfázisú hálózatókban téréjt él, váltaktó árammal ésa nullavzeték földélésével, valamint a háztatártási áraméllátás formátumában 1 kW-ig térjéd fésztégértékékkél.

Az RCD szerkezeti felépítése

A védelmi mechanizmus opcionális jellemzői segítenek megérteni az FI-relé működési elvét, nevezetesen a készülék szivárgó áramra adott reprodukálható reakcióját.

A kulcsfontosságú munkaelemek a következők:

• transzformátoros differenciál érzékelő;
• kioldó szerkezet – a helytelenül működő elektromos áramkört megszakító mechanizmus;
• elektromágneses relé;
• vezérlőegység.

Az érzékelőhöz ellentétes tekercsek csatlakoznak – fázis és nulla. A hálózat normál működése esetén ezek a félvezető elemek a magban egymáshoz képest ellentétes irányú mágneses fluxusokat hoznak létre, ami által a mágneses fluxus nullával egyenlő.

A transzformátor egy zárt acélmagból áll, amelyre két tekercs van felhelyezve: a primer tekercs a váltóáramú forráshoz, a szekunder tekercs a terheléshez csatlakozik. Ahányszorosára a transzformátor növeli a váltakozó áram feszültségét, annyiad részére csökken az áramerősség.

A transzformátor mágneses magjára tekercselt szekunder tekercshez egy elektromágneses típusú relé csatlakozik. Ha a hálózatban a szokásos üzemi feltételek teljesülnek, a relé nincs működtetve.

Áramszivárgás esetén a teljes működés gyökeresen megváltozik. A fázis- és nullavezetők eltérő áramerősséget kezdenek vezetni. Ekkor a transzformátor magjában a mágneses fluxusok erőssége és iránya is eltérő paramétereket mutat.

A szekunder menetekben áram jelenik meg, és a beállított értékek elérésekor az elektromágneses relé kiold. A relé a kioldó mechanizmussal van párosítva. Ez a kapcsolat a megfelelő pillanatban reagál, és megszakítja az elektromos hálózatot.

A tűzvédelmi előírások szerint a differenciálvédő készülék ellenőrző vizsgálatait rendszeresen, legalább havonta egyszer el kell végezni. Ehhez a készüléken egy speciális „TESZT” gomb található.

Az ellenőrző egység egy ellenállás-mechanizmusból áll – egy meghatározott terhelésből, amely a differenciál érzékelő megkerülésével van csatlakoztatva. Ez az elem áramszivárgást szimulál, és így történik a készülék működőképességének ellenőrzése. Az ellenőrzési módszerekről bővebben ebben a cikkben beszéltünk.

Az FI-relé működési elve a következő: áram vezetése a fázisvezetékről az ellenőrző ellenállásra, majd onnan a nullavezetékre, megkerülve az érzékelőt.

Ily módon eltérő áramértékek jönnek létre a készülék bemenetén és kimenetén. Ennek a kiegyensúlyozatlanságnak kell kiváltania a kioldó egység működésbe lépését.

A fejlesztőktől függően az áramköri kialakítás eltérő lehet, azonban az FI-relé működésében használt elv minden modellnél azonos.

A védőmechanizmus működési elve

Nézze meg, miért szükséges az FI-relé használata. A védőberendezés működése mérési elven alapul.

A transzformátoron átfolyó áramok bemenő és kimenő paramétereit rögzítjük. Ha az első érték nagyobb, mint a második, az azt jelenti, hogy az elektromos áramkörben áramszivárgás történik, és a készülék kikapcsol. Ha a paraméterek azonosak, a berendezés nem működik.

Kétvezetékes rendszerben a differenciálvédő berendezés nem működik, ha a fázis- és nullavezetőkön egyenlő erősségű áram folyik. Ha ezen értékek között különbség van, az azt jelenti, hogy a hálózatban szigetelési hiba van, és a védelmi mechanizmus leválasztja a sérült szakaszt.

A jobb megértés érdekében vizsgálja meg, hogyan működik az FI-relé egy kétpólusú rendszerű háztartási elosztótáblában.

A felső kapocslécekhez csatlakozik a bemeneti kétvezetékes kábel (fázis és nulla). Az alsó kapocslécekhez a fázis és a nulla csatlakozik, amelyek a terhelési szakaszig vannak vezetve, például a bojler vagy elektromos vízforraló tápcsatlakozójáig. A készülék védőföldelését az FI-relét megkerülő kábellel kell elvégezni.

Normál üzemi állapotban az elektronok a fázisvezetéken haladnak a bemenő kábeltől a bojler/vízforraló elektromos fűtőtestéig, átfolyva a differenciálvédő készüléken. Visszafelé ismét az FI-relén keresztül haladnak a földre, de a nullavezetéken.

Ha egy ember hozzáér egy áramvezető készülék burkolatához, amelyen áttörés miatt potenciál jelent meg, ebben a helyzetben az áramszivárgás az ember testén keresztül fog folyni, amire a készülék szinte azonnal reagál, és megszakítja a táplálást.

Például a készülék fűtőelemében megsérült a szigetelés. Így a belül lévő vízen keresztül az áram részben a burkolaton fog vezetődni, majd a védőberendezés vezetékein keresztül a földbe távozik.

Az áram maradék része a nullavezetéken keresztül visszatér az FI-relén át. Az ereje azonban a bemenőhöz képest a szivárgás mértékével kisebb lesz.

A különbséget a differenciáltranszformátor számítja ki. Ha az érték nagyobb a megengedettnél, a készülék azonnal reagál, és megszakítja az áramkört.

Egy másik cikkünkben ajánlásokat adtunk a bojler FI-reléjének kiválasztásához és helyes bekötéséhez.

Az UZO használatának célszerűsége

Vizsgálja meg, miért szükséges az FI-relé használata, és milyen káros hatások ellen nyújt védelmet a készülék.

Elsősorban a fázis zárlata az elektromos berendezés burkolatára. A problémás részek közé főként a fűtőtestek és mosógépek fűtőelemeit sorolják. Érdemes megjegyezni, hogy áttörés csak akkor jön létre, amikor a hőtermelő alkatrész áram hatására felmelegszik.

Továbbá a vezetékek helytelen csatlakoztatása esetén. Például, ha csavart kötéseket használnak sorkapocsdoboz nélkül, amelyeket később a falba süllyesztenek és vakolatréteggel takarnak le. Mivel a felület magas páratartalmú, ez a csavart kötés áttörést okoz, ami a falba szivárgást eredményez.

A differenciálvédelmi mechanizmus ebben az esetben folyamatosan feszültségmentesíti a vezetéket, amíg a szakasz teljesen meg nem szárad, vagy amíg a csatlakozó csomópontot át nem alakítják.

Az automatikus védelem hatékonyan alkalmazható háztartási környezetben: a fürdőszoba, konyha és a nagy számú készüléket tápláló aljzatok elektromos csoportjaiban. Ideális eset, ha ilyen típusú eszközök minden aljzatcsoporton fel vannak szerelve.

Az áttekintő készülékek alkalmazási területe meglehetősen sokrétű – a középületektől a nagyvállalatokig. Olyan elektrotechnikai szerkezeteket és kapcsolási rajzokat szerelnek fel velük, amelyek fogadásra és elosztásra szolgálnak: lakóépületek elosztószekrényei, egyéni fogyasztású áramellátó rendszerek stb. A legfontosabb ebben az, hogy helyesen válassza ki a FI-relét a teljesítmény alapján.

A készülékek típusai és osztályozásuk

A fejlesztő cégek sokrétű lehetőségekkel ruházzák fel termékeiket, amelyeket figyelembe kell venni a szükséges FI-relé típusának meghatározásakor, az elektromos hálózat konkrét üzemeltetési feltételeiből kiindulva.

Annak érdekében, hogy a hétköznapi fogyasztó ki tudja választani a szükséges áram-védőkapcsoló készüléket a kínált modellek sokaságából, egy osztályozó rendszert hoztak létre, amely a következő jellemzőkön alapul:

• működési elv;
• a differenciáláram neme;
• a kikapcsoló differenciáláram időbeli késleltetése;
• a pólusok száma;
• beépítési mód.

A továbbiakban részletesebben megvizsgáljuk ezen osztályozások mindegyikét.

1. osztályozás – a bekapcsolás módja szerint

Csak két bekapcsolási módszer létezik – az elektromechanikus és az elektronikus. Az első esetben a kapcsoló feszültségmentesíti a sérült vezetéket a hálózati feszültségtől függetlenül. A fő működő elem egy tekercsekkel ellátott toroid mag.

Szivárgás esetén a szekunder körben feszültség keletkezik a polarizációs relé működésbe hozásához, ami aktiválja a kikapcsoló mechanizmust.

Az elektromechanikus típusú eszközökhöz nincs szükség külső feszültségre. Működésük forrása a sérült vezetéken fellépő differenciáláram.

Az elektronikus belsővel rendelkező készülék működése teljes mértékben függ a kiegészítő feszültségtől, azaz külső táplálás szükséges. Itt a munkaelemet egy erősítővel ellátott elektronikus áramköri lap képviseli.

Az ilyen mechanizmusban nincsenek energiát tároló további források, ezért a kapcsolás működéséhez a külső hálózat áramát használják, és ha nincs feszültség, a készülék nem szakítja meg az áramkört.

Az eszköz típusának meghatározása: egy AA ceruzaelem kivezetéseihez két vezetéket kell forrasztani. Kapcsolja be a FI relét, majd az egyik vezetéket a védőegység bemenetére, a másikat a kimenetére kell csatlakoztatni. A vezetékeket ugyanarra a pólusra kell kötni. Ha a készülék leold, akkor elektromechanikus típusú; ha nem, akkor elektronikus.

Példa egy olyan elektronikus FI relé működésére, amely egy konnektoros áramkörre van telepítve, ahonnan egy mikrohullámú sütő kap áramot: megszakadt a nullvezeték, és ezzel egy időben a mikrohullámú sütő vezetékében hiba keletkezik, a fázis pedig zárlatossá válik a házzal, azaz veszélyes potenciál jelenik meg rajta.

Ha valaki hozzáér a sütőhöz, az elektronikus védelem nem lép működésbe, mert nincs tápellátás. Pontosan a megbízhatatlansága miatt – az elektromechanikus társával szemben – ez a készülék kevésbé terjedt el.

2. osztályozás – a szivárgó áram fajtája szerint

A gyártott biztonsági kapcsolók összes modelljét tovább osztályozzák a készüléken áthaladó terhelőáram szerint. Ezek meghatározott rezgésformájú feszültséget dolgoznak fel.

Az összes készülék házán és az adatlapon fel van tüntetve a névleges üzemi feszültség értéke. Ennek a paraméternek meg kell felelnie az elektromos berendezés névleges áramtartományának.

Az AC típus aktiválódik, ha a felügyelt áramkörben hirtelen váltakozó szivárgó feszültség lép fel, vagy ha az hullámszerűen növekszik. Ezeket a készülékeket az „AC” felirattal vagy a „~” szimbólummal jelölik.

A háztartási használatra legalkalmasabb formátum – az AC típusú FI relé. Ez a modell a legolcsóbb a hasonló hatású készülékek közül. A gyártók a villamos berendezés adatlapján gyakran feltüntetik az adott termékhez illő védőkapcsoló konkrét modelljét.

Az A típus akkor lép működésbe, ha a vezérelt áramkörben hirtelen váltakozó vagy pulzáló átütési áram keletkezik, vagy ha azok lassan növekednek.

Ez a mechanizmus bármely bemutatott helyzetben használható. A kapcsoló házán az „A” rövidítés vagy egy szimbólum látható, ahogyan a téglalapban lévő grafikus ábrán. .

Az A típust leggyakrabban olyan kapcsolásba kötik, ahol a terhelés szabályozását a szinuszhullám csúcsának levágásával valósítják meg, például a motor fordulatszámának tirisztoros átalakítóval történő korrekciója során.

Az A modell ára többszöröse az AC modellének, mivel itt kiegészítőleg ellenőrzik a teljesítményátalakító berendezésekben fellépő egyenfeszültséget.

A B altípusú FI relék hatékonyak a vezérelt áramkörben fellépő egyen-, váltó- vagy átalakított (egyenirányított) szivárgóáramra adott reakció kiváltására.

Ez egy drága berendezés, amely ipari tevékenység objektumainak készült. Háztartási körülmények között nem használják.

A bemutatott A, B és AC típusú lekapcsolásvédelmi eszközök aktiválási ideje 0,02-0,03 másodpercre van méretezve.

3. osztályozás – a késleltetés típusa szerint

Ez a besorolás két típus: S és G közötti különbséget feltételez. Az S típusú automatikus védelem szelektív formátumú reakcióval jellemezhető. A működési idő késleltetése 0,15-0,5 másodperces tartományba esik. Ezt érdemes választani az UZO csoportos csatlakoztatása esetén.

Két terhelési csoporttal rendelkező lakás elosztótábla kapcsolási rajza, ahol két különböző típusú védőberendezés van csatlakoztatva: AC vagy A, és S.

A kapcsolási rajz szerint a kapcsolószekrényben két terhelési csoport található, az 1. és 2. számú konnektor formájában, amelyekre egy A típusú UZO van csatlakoztatva, a helyiség bemenetén pedig egy második, S típusú automata.

Ha az egyik kötegben áttörés történik, a bemeneti készülék csak akkor aktiválódik, ha a közös berendezés nem teljesíti a funkcióját és nem kapcsolja le a hibás szakaszt.

A megszakítás aktiválásának szelektivitása más módszerrel is megvalósítható – a szivárgóáram beállítási értékei segítségével. Ez a módszer terjedt el a legszélesebb körben.

Két terhelési csoporttal rendelkező lakás elosztótábla kapcsolási rajza, ahol két különböző típusú védőberendezés van csatlakoztatva: egy AC típusú (áttörés-beállítással), és egy második A típusú, de nagyobb értékkel.

Vegyük az előzőhöz hasonló kapcsolási rajzot, és módosítsuk a következőképpen: a csoportos automata legyen AC típusú, de 0,03 A szivárgóáram-beállítással, a bemeneten pedig egy hasonló készülék lesz, de 0,1 A-re beállítva.

Vannak helyzetek, amikor a differenciáláram a hibás áramkörben meghaladja két védőberendezés névleges beállítási értékét. Az első kapcsolási rajz esetén a szelektivitás nem sérül, a másodiknál pedig a kikapcsolási áramot bármelyik csatlakoztatott készülék kiválthatja.

A G formájú készülék szintén szelektív működési elvet képvisel, és 0,06-0,08 másodperces késleltetéssel rendelkezik. Az összes leírt szelektív típus extrém áramok (akár 15 kA) elviselésére van méretezve.

Egyes UZO modellek rendelkeznek a diforgan beállításának szabályozórendszerével, mások nem rendelkeznek ezzel a lehetőséggel. Azonban háztartási célokra a második kivitel a megfelelő.

A korlátozóáram fontos kiválasztási paraméter, mivel éppen ez biztosítja a biztonságot.

Például magas páratartalmú helyiségekben az elektromos készülékek táplálása olyan lekapcsolóeszközök áramkörébe kötve történik, amelyek beállítása 0,01 A. A szokásos háztartási körülmények között 0,03 A.

Épületek tűzvédelmének megszervezéséhez 0,1-0,3 A. Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a tűzvédelmi UZO kiválasztásával kapcsolatos tanácsokkal és beépítésének finomságaival.

4. osztályozás – a pólusok sząma szerint

Mivel az automatikus készülék a rajta áthaladó áramértékek összehasonlításának elvén működik, a megszakító pólusainak száma megegyezik az áramvezető vezetékek számával.

A kétpólusú FI-relé jelölése 2P. Egyfázisú áramkörbe építik be az emberi védelem biztosítása és a lehetséges tűzokok megelőzése érdekében.

A négypólusú FI-relék jelölése 4P. Háromfázisú hálózatban való működésre tervezték. Lehetséges a kombinált telepítés is, például egy négypólusú készüléket kétvezetékes hálózatba is be lehet kötni.

Ebben az esetben azonban nem valósul meg a készülék teljes potenciálja, ami gazdaságilag hátrányos.

A védőkapcsoló beszerelésekor figyelembe kell venni annak valószínűségét, hogy a terhelőáram meghaladhatja a készülék maximális üzemi értékeit. Ezért kiegészítőleg egy olyan automatikus megszakítót kell beépíteni, amelynek névleges feszültsége nem nagyobb, mint a biztonsági rendszer üzemi árama.

5. osztályozás – a készülék telépítési módja szerint

Mivel a differenciálvédő berendezések különböző házakban készülnek, használhatók álló vagy hordozható kivitelben.

A második esetben a készülék hosszabbító kábellel van ellátva. A DIN-sínre rögzített készülékeket az elektromos szekrénybe szerelik, amely vagy a folyosón, vagy a lakásban található.

Léteznek továbbá FI-relés aljzat és FI-relés dugasz kivitelek is. Mindkét esetben bármely, ilyen mechanizmuson keresztül csatlakoztatott elektromos készülék meghibásodás esetén nem jelent veszélyt az emberre.

A jélölési értékek teljés félóldása

A készülék házán kötelezően feltüntetik a gyártó cég nevét. Ezt követi a szabványosított jelölés a sorozatszám feltüntetésével.

A rövidítés megfejtéséhez a következő példát használjuk: [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – FI-relé;
• [X] – kivitel formátuma;
• 00 – a sorozat numerikus vagy alfanumerikus jelölése;
• [X] – pólusok száma: 2 vagy 4;
• [XX] – a szivárgó áram típusának jellemzői: AC, A és B.

Itt lesznek feltüntetve a készülék névleges paraméterei is, amelyekre a választáskor különös figyelmet kell fordítani.

A rövidítés feloldása: 1 – márka; 2 – készüléktípus; 3 – szelektív típus; 4 – európai szabványoknak való megfelelés; 5 – névleges üzemi áram és beállítás; 6 – maximális váltakozó üzemi feszültség; 7 – a készülék által elviselhető névleges áram; 8 – differenciális be- és kikapcsolási képesség; 9 – elektromos kapcsolási rajz; 10 – kézi működőképesség-ellenőrzés; 11 – a kapcsoló állásának jelölése.

Az eszközök maximális paraméterei közé tartozik: a feszültség Un, az áramerősség In, a differenciális áramkör-megszakító áramértéke IΔn, a be- és kikapcsolási képesség Im, valamint a zárlati kapcsolási képesség Icn.

A fő jelölési értékeket úgy kell elhelyezni, hogy a készülék beszerelése után is láthatóak maradjanak. Egyes paramétereket az oldalon vagy a hátlapon lehet feltüntetni, amelyek csak a termék felszerelése előtt láthatók.

A csak nulla vezeték csatlakoztatására szolgáló kimeneteket a latin „N” szimbólum jelöli. Az FI-relé kikapcsolt állapotát a „О” (kör) szimbólum, bekapcsolt állapotát pedig egy rövid függőleges vonal, a „I” jelzi.

Nem minden terméken vannak feltüntetve az optimális környezeti hőmérsékleti adatok. Azoknál a modelleknél, ahol van egy szimbólum — ez azt jelenti, hogy az üzemi hőmérséklet-tartomány -25 és +40 °C között van; ha nincs semmilyen jelölés, akkor a szabványos -5 és +40 °C közötti értékek értendők.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Videóanyag a védelmi mechanizmusok összes alkotóelemének részletes áttekintésével, azok rendeltetésével és egymás közötti kölcsönhatásának elvével:

Minden típusú védőkapcsoló leírása, valamint tanácsok a helyes választáshoz:

Válasz az örök kérdésre, hogy mit válasszunk – differenciálkapcsolót vagy FI-relét + beépítési titkok:

Az FI-relé alkalmazása előnyös és helyes megoldás nemcsak a gazdaságosság, hanem a tűzbiztonság és az emberi védelem szempontjából is.

Javasoljuk, hogy a lehető legnagyobb mértékben használja ki a benne rejlő lehetőségeket a háztartásban, szerelje be az elektrotechnika minden csoportjába a teljes elektromos szigetelés biztosítása érdekében.

Maradtak kérdései a hibaáram-védőkapcsolók működési elvével vagy osztályozásával kapcsolatban? Vagy szeretné kiegészíteni a bemutatott anyagot hasznos információkkal? Kérjük, írja meg pontosításait a megjegyzés rovatban, tegye fel kérdéseit – weboldalunk szakértői és hozzáértő látogatói a lehető legrészletesebben igyekeznek válaszolni Önnek.