UZO — but, principe de construction, choix

Les dispositifs à courant résiduel (RCD) sont l'un des dispositifs les plus populaires utilisés à la fois par les entreprises du bâtiment et les consommateurs privés. Mais comment s'assurer du bon choix DDR? J'espère que cet article vous facilitera la navigation sur le marché des RCD saturé de différents modèles.

Dispositif de courant résiduel. Les bases

Les dispositifs différentiels différentiels (RCD) ou, en d'autres termes, les dispositifs de protection différentielle, sont conçus pour protéger les personnes contre les chocs électriques en cas de défauts électriques ou en contact avec des parties sous tension d'une installation électrique, ainsi que pour prévenir les incendies et les incendies , causés par les courants de fuite et les défauts à la terre... Ces fonctions ne sont pas inhérentes aux disjoncteurs conventionnels qui ne réagissent qu'à la surcharge ou court-circuit.

Quelle est la raison de rechercher des extincteurs pour ces appareils ?

Selon les statistiques, la cause d'environ 40% de tous les incendies qui se produisent est la "fermeture des fils électriques".

Dans de nombreux cas, l'expression générale "court-circuit dans les fils électriques" couvre souvent les fuites électriques qui se produisent en raison du vieillissement ou d'une défaillance de l'isolation. Dans ce cas, le courant de fuite peut atteindre 500mA. Il a été découvert expérimentalement que lorsqu'un courant de fuite d'une telle force circule (et qu'est-ce qu'un demi-ampère? Ni la libération thermique ni électromagnétique à un courant d'une telle force ne répond tout simplement pas - uniquement pour la raison qu'ils ne sont pas conçus pour ceci) pendant une demi-heure maximum à travers de la sciure de bois humide, ils s'enflamment spontanément. (Et cela s'applique non seulement à la sciure de bois, mais à toute poussière en général.)

Et comment les différentiels vous protègent-ils, vous et moi, des chocs électriques ?

Si une personne touche une pièce sous tension, un courant traversera son corps, dont la valeur est le coefficient de division de la tension de phase (220 V) par la somme des résistances des fils, de la mise à la terre et du corps humain lui-même : Ipers = Uph / (Rpr + Rz + Rp ). Dans ce cas, les résistances de masse et de câblage par rapport à la résistance du corps humain peuvent être négligées, cette dernière peut être prise égale à 1000 ohms. Par conséquent, la valeur de courant en question sera de 0,22 A ou 220 mA.

D'après la littérature normative et de référence sur les mesures de protection et de sécurité du travail, on sait que le courant minimum, dont le flux est déjà ressenti par le corps humain, est de 5 mA. La valeur normalisée suivante est le courant dit de déclenchement, égal à 10 mA. Lorsqu'un flux d'une telle force traverse le corps humain, une contraction musculaire spontanée se produit. Un courant électrique de 30 mA peut déjà provoquer une paralysie respiratoire.Les processus irréversibles associés aux saignements et aux arythmies cardiaques commencent dans le corps humain après qu'un courant de 50 mA traverse le corps. Une sortie létale est possible lorsqu'elle est exposée à un courant de 100 mA. Il est évident qu'une personne doit déjà être protégée d'un courant égal à 10 mA.

Ainsi, la réponse rapide de l'automatisation à un courant inférieur à 500 mA protège l'objet du feu et à un courant inférieur à 10 mA - protège une personne des conséquences d'un contact accidentel avec des pièces sous tension.

Il est également connu que vous pouvez maintenir en toute sécurité la partie conductrice de courant, qui est sous une tension de 220 V, pendant 0,17 s. Si la partie active est alimentée à 380 V, le temps de contact de sécurité est réduit à 0,08 s.

Le problème est qu'un si petit courant, et même pendant une courte durée négligeable, n'est pas en mesure de réparer (et, bien sûr, d'éteindre) les dispositifs de protection conventionnels.

Par conséquent, une telle solution technique est née sous la forme d'un noyau ferromagnétique à trois enroulements: — "alimentation en courant", "conducteur de courant", "commande". Le courant correspondant à la tension de phase appliquée à la charge et le courant provenant de la charge dans le conducteur neutre induisent des flux magnétiques de signes opposés dans le noyau. S'il n'y a pas de fuites dans la charge et dans la partie protégée du câblage, le flux total sera nul. Dans le cas contraire (toucher, défaut d'isolement...), la somme des deux courants devient non nulle.

Le flux généré dans le noyau induit une force électromotrice dans la bobine de commande. Un relais est connecté à la bobine de commande à travers un dispositif de filtrage de précision pour toute interférence. Sous l'influence de la FEM se produisant dans la bobine de commande, le relais coupe les circuits de phase et de neutre.

Dans de nombreux pays, l'utilisation des disjoncteurs différentiels dans les installations électriques est réglementée par des normes et des standards.Par exemple, dans la Fédération de Russie - adopté en 1994-96 GOST R 50571.3-94, GOST R 50807-95, etc. Selon GOST R 50669-94, le RCD est installé sans problème dans le réseau d'alimentation électrique des bâtiments mobiles en métal ou à ossature métallique pour le commerce de rue et les services ménagers. Ces dernières années, les administrations des grandes villes, conformément aux normes et recommandations de l'État de Glavgosenergonadzor, ont décidé d'équiper le parc de bâtiments résidentiels et publics de ces appareils (à Moscou - Arrêté du gouvernement de Moscou n ° 868 -RP du 20.05.94 .).

Les UZO sont différents... Triphasé et monophasé...

Mais la division du RCD en sous-classes ne s'arrête pas là...

Actuellement, il existe 2 catégories radicalement différentes de DDR sur le marché russe.

1. Électromécanique (indépendant du secteur)

2. Électronique (selon le réseau)

Considérons séparément le principe d'action de chacune des catégories:

DDR électromécaniques

Les fondateurs du RCD sont électromécaniques. Il est basé sur le principe de la mécanique de précision, c'est-à-dire en regardant à l'intérieur d'un tel RCD, vous ne verrez pas de comparateurs d'amplis op, de logique, etc.

Il se compose de plusieurs composants principaux :

1) Le soi-disant transformateur de courant homopolaire, son but est de suivre le courant de fuite et de le transmettre avec un certain Ktr à l'enroulement secondaire (I 2), I ut = I 2 * Ktr (une formule très idéalisée, mais reflétant l'essence du processus).

2) Un élément magnétoélectrique sensible (verrouillable, c'est-à-dire que lorsqu'il est déclenché sans intervention extérieure, il ne peut pas revenir à son état initial — un verrou) — joue le rôle d'un élément à seuil.

3) Relais - assure le déclenchement si le verrou est engagé.

Ce type de RCD nécessite une mécanique très précise pour l'élément magnétoélectrique sensible.Actuellement, seules quelques entreprises mondiales vendent des différentiels électromécaniques. Leur prix est beaucoup plus élevé que le prix des différentiels électroniques.

Pourquoi les différentiels électromécaniques se sont-ils répandus dans la plupart des pays du monde ? Tout est très simple - ce type de RCD fonctionnera si un courant de fuite est détecté à n'importe quel niveau de tension dans le réseau.

Pourquoi ce facteur (indépendamment du niveau de tension secteur) est-il si important ?

Cela est dû au fait que lorsque nous utilisons un RCD électromécanique fonctionnel (entretenu), nous garantissons 100 % du temps pendant lequel le relais se déclenchera et l'alimentation du consommateur sera coupée en conséquence.

Dans les RCD électroniques, ce paramètre est également important, mais il n'est pas égal à 100% (comme on le verra ci-dessous, cela est dû au fait qu'à un certain niveau de tension du réseau, le circuit RCD électronique ne fonctionnera pas), et dans notre chaque pour cent est une vie humaine possible (soit une menace directe pour la vie humaine lorsqu'elle touche les fils, soit indirecte, dans le cas d'un incendie dû à la combustion de l'isolant).

Dans la plupart des pays dits "développés", les différentiels électromécaniques sont une norme et un dispositif obligatoire pour une utilisation généralisée. Dans notre pays, il y a une transition progressive vers l'utilisation obligatoire des différentiels, mais dans la plupart des cas, l'utilisateur est pas donné d'informations sur le type de RCD, ce qui conduit à l'utilisation de RCD électroniques bon marché.

DDR électroniques

Chaque marché de la construction est inondé de tels DDR. Les coûts des différentiels électroniques sont à certains endroits inférieurs à ceux des différentiels électromécaniques jusqu'à 10 fois.

L'inconvénient de tels différentiels, comme déjà mentionné ci-dessus, n'est pas une garantie à 100%, si le différentiel est en bon état, qu'il sera déclenché à la suite de l'apparition d'un courant de fuite. L'avantage est le prix et la disponibilité.

En principe, le RCD électronique est construit de la même manière que le RCD électromécanique (Fig. 1). La différence réside dans le fait que la place de l'élément magnétoélectrique sensible est prise par un élément comparateur (comparateur, diode zener). Pour qu'un tel schéma fonctionne, vous aurez besoin d'un redresseur, d'un petit filtre (probablement même un KREN). Parce que le transformateur de courant homopolaire est un abaisseur (des dizaines de fois), alors un circuit d'amplification du signal est également nécessaire, qui en plus du signal utile amplifiera également l'interférence (ou le signal de déséquilibre présent à courant de fuite nul) ) . Il ressort de ce qui précède que le moment où le relais est déclenché dans ce type de RCD est déterminé non seulement par le courant de fuite, mais également par la tension du secteur.

Si vous ne pouvez pas vous permettre un RCD électromécanique, il vaut toujours la peine d'obtenir un RCD électronique car il fonctionne dans la plupart des cas.

Il y a aussi des cas où cela n'a aucun sens d'acheter un RCD électromécanique coûteux. L'un de ces cas est l'utilisation d'un stabilisateur ou d'une alimentation sans coupure (UPS) lors de l'alimentation d'un appartement / maison. Dans ce cas, cela n'a aucun sens de prendre un RCD électromécanique.

Je note tout de suite que je parle de catégories de RCD, de leurs avantages et inconvénients, et non de modèles spécifiques. Vous pouvez acheter des différentiels électromécaniques et électroniques de mauvaise qualité. Lors de l'achat, demandez un certificat de conformité, car de nombreux DDR électroniques sur notre marché ne sont pas certifiés.

Transformateur de courant homopolaire (TTNP)

Il s'agit généralement d'un anneau de ferrite à travers lequel (à l'intérieur) passent les fils de phase et de neutre, ils jouent le rôle d'enroulement primaire. L'enroulement secondaire est bobiné uniformément sur la surface de l'anneau.

Parfait:

Soit le courant de fuite nul.Le courant circulant dans le conducteur de phase crée champ magnétique égal en amplitude au champ magnétique créé par le courant circulant dans le fil neutre et de sens opposé. Ainsi le flux de couplage total est nul et le courant induit dans l'enroulement secondaire est nul.

Au moment où le courant de fuite parcourt les conducteurs (zéro, phase), un déséquilibre de courant se produit, du fait de l'apparition d'un flux issu du couplage et de l'induction d'un courant proportionnel au courant de fuite vers l'enroulement secondaire.

En pratique, il existe un courant de déséquilibre qui traverse l'enroulement secondaire et qui est déterminé par le transformateur utilisé. L'exigence pour TTNP est la suivante : le courant de déséquilibre doit être nettement inférieur au courant de fuite ramené à l'enroulement secondaire.

Sélection de DDR

Supposons que vous ayez décidé du type de RCD (électromécanique, électronique). Mais que choisir parmi l'immense liste de produits proposés ?

Vous pouvez choisir un DDR avec une précision suffisante en utilisant deux paramètres :

Courant nominal et courant de fuite (courant de coupure).

Le courant nominal est le courant maximal qui traversera le conducteur de phase. Il est facile de trouver ce courant connaissant la consommation électrique maximale. Il suffit de diviser la consommation d'énergie dans le pire des cas (puissance maximale à Cos minimum (?)) par la tension de phase. Il est inutile de placer un DDR pour un courant supérieur au courant nominal de la machine devant le DDR. Idéalement, avec une marge, on prend le DDR pour un courant nominal égal au courant nominal de la machine.

On trouve souvent des DDR avec des courants nominaux de 10,16,25,40 (A).

Le courant de fuite (courant de déclenchement) est généralement de 10 mA si le RCD est installé dans un appartement/maison pour protéger la vie humaine, et de 100 à 300 mA dans une entreprise pour prévenir les incendies si les fils sont brûlés.

Il existe d'autres paramètres RCD, mais ils sont spécifiques et n'intéressent pas les utilisateurs ordinaires.

Sortie

Cet article couvre les bases de la compréhension des principes RCD ainsi que les méthodes de construction de différents types de dispositifs à courant résiduel. Les différentiels électromécaniques et électroniques ont bien sûr le droit d'exister, car ils ont leurs propres avantages et inconvénients.