Toprak kaçağı devre kesicisi - Earth leakage circuit breaker

ELCB Panasonic 30A türü 2P2E.jpg

Bir kaçak devre kesici ( ELCB ) yüksek elektrik tesisatları kullanılan bir emniyet cihazı toprak empedans çarpmasını önlemek için. Elektrikli ekipmanın metal muhafazaları üzerindeki küçük kaçak voltajları algılar ve tehlikeli bir voltaj algılandığında devreyi keser. Yaygın olarak kullanıldığında, daha yeni kurulumlar bunun yerine kaçak akımı doğrudan tespit eden artık akım cihazları (RCD'ler, RCCB'ler veya GFCI'ler) kullanır.

Amaç

Toprak kaçağı koruyucularının temel amacı, elektrik çarpması nedeniyle insanların ve hayvanların yaralanmasını önlemektir.

Tarih

Bu, Dünya sızıntısı sırasında aletleri, devreleri ve operatörleri korumak için kullanılan bir cihaz kategorisidir. İlk ELCB'ler voltajla çalışan cihazlardır (VO-ELCB), montaj metal işi ile harici bir elektrot arasındaki voltaj artışını tespit etti. Bunların yerini artık akım algılama cihazları (RCD / RCCB) almıştır. Modern literatürde voltaj algılama cihazları ELCB veya VOELCB olarak adlandırılır ve akım algılama cihazları RCCB veya RCD olarak adlandırılır.

Voltaj algılayan ELCB'ler ilk olarak yaklaşık altmış yıl önce tanıtıldı. Mevcut algılama ELCB'leri ilk olarak kırk yıl önce tanıtıldı. Uzun yıllar boyunca, voltajla çalışan ELCB ve diferansiyel akımla çalışan ELCB'nin her ikisi de ELCB olarak anıldı çünkü hatırlanması daha basit bir addı. Ancak iki farklı cihaz için ortak bir adın kullanılması, elektrik endüstrisinde önemli bir kafa karışıklığına yol açtı.

Bir kurulumda yanlış tip kullanılmışsa, verilen koruma seviyesi amaçlanandan önemli ölçüde daha düşük olabilir, özellikle voltajla çalışan tip sadece VOELCB'ye bağlı devre topraklamasına bağlı metal yapıdaki arızalara veya şoklara karşı koruma sağlayabilir. canlı bir kablodan çıkan ve toprak üzerinde duran bir kişi gibi başka bir yoldan toprağa akan akımı tespit edemez.

Bu karışıklığı ortadan kaldırmak için IEC , artık akım cihazı (RCD) terimini diferansiyel akımla çalışan ELCB'lere uygulamaya karar verdi. Artık akım, giden akımdaki akımı ve devredeki dönüş akımlarını karşılaştırırken herhangi bir kalıntı anlamına gelir. Tek fazlı bir devrede, bu basitçe canlı veya faz akımı eksi nötr akımdır. 3 fazlı bir devrede, tüm akım taşıyan iletkenler algılanmalıdır.

Operasyon

Bir ELCB, bir binanın gelen şebeke gücüne anahtarlama kontakları aracılığıyla bağlanan ve böylece ELCB'nin toprak kaçağı tespit edildiğinde gücü kesmesini sağlayan özel bir mandallama rölesi türüdür .

ELCB , koruduğu kurulum dahilinde canlıdan Toprak (topraklama) kablosuna giden arıza akımlarını tespit eder . ELCB'nin algılama bobini boyunca yeterli voltaj görülürse , gücü kesecek ve manuel olarak sıfırlanana kadar kapalı kalacaktır. Voltaj algılayan bir ELCB, canlıdan başka herhangi bir Topraklanmış cisme giden arıza akımlarını algılamaz.

Türler

İki tür Toprak kaçağı devre kesicisi vardır:

  • voltaj işletildi (bu makalede ELCB olarak anılacaktır) ve,
  • mevcut işletim (bu makalede RCCB olarak anılacaktır).

Voltajla çalışan (ELCB)

Gerilim ELCB'leri o zamandan beri yaygın olarak kullanılmaktadır ve birçoğu hala çalışmaktadır, ancak artık yeni yapıya kurulmamaktadır. Voltajla çalışan bir ELCB, korumalı birbirine bağlı metal yapı (ekipman çerçeveleri, borular, muhafazalar) ile uzaktaki izole edilmiş bir Toprak referans elektrodu arasındaki potansiyelde bir artış tespit eder. Ana kesiciyi açmak ve korumalı alandan beslemeyi izole etmek için yaklaşık 50 voltluk algılanan bir potansiyelde çalışırlar.

Voltajla çalışan bir ELCB, uzaktan referans Toprak bağlantısına bağlanmak için ikinci bir terminale sahiptir.

Toprak devresi bir ELCB kullanıldığında modifiye edilir; bağlantı Toprak çubuğu iki toprak hattına bağlanarak ELCB geçirilir. Bir terminal, Topraklama CPC'sine ( devre koruyucu iletken, topraklama kablosu olarak da bilinir) ve diğeri Topraklama çubuğuna (veya bazen başka bir Toprak bağlantısı türüne) gider .

Dezavantajları

Akım algılama sistemi ile karşılaştırıldığında, voltaj algılama sistemlerinin aşağıdakileri içeren çeşitli dezavantajları vardır:

  • Yükleme hatası bölümünde veya topraktan toprağa bölümünde bir tel kopması, ELCB'nin çalışmasını devre dışı bırakacaktır.
  • Yükten ELCB'ye ek üçüncü bir telin gerekliliği.
  • Ayrı cihazlar ayrı ayrı topraklanamaz.
  • Korumalı sistemde Dünya'ya yapılacak herhangi bir ek bağlantı, dedektörü devre dışı bırakabilir.
  • ELCB, ekipman arızalarını algılar ve bir kişinin yanlışlıkla ELCB'nin enerjili bir kısmına dokunup dokunmadığını tespit edemez.

Akım algılama cihazları (RCD / RCCB)

RCD / RCCB, yaygın olarak kullanılan ELCB türüdür. Bir RCCB, tipik olarak, birden fazla birincil sargı ve bir ikincil sargıya sahip bir akım trafosundan oluşur. Nötr ve hat (veya çok fazlı sistemlerdeki hatlar) telleri birincil sargılar olarak işlev görür. Bir tel sargılı bobin ikincil sargıdır. Dengeli durumda ikincil sargıdan geçen akım sıfırdır. Dengeli durumda, faz telinden geçen akımdan kaynaklanan akı, fazdan akan akım nötre geri döneceğinden, nötr telden geçen akımla nötrleştirilecektir. Bir arıza meydana geldiğinde, yere küçük bir akım da akacaktır. Bu, dengesiz bir manyetik alan yaratan hat ve nötr akım arasında bir dengesizlik yaratır. Bu, algılama devresine bağlı olan ikincil sargı yoluyla bir akımı indükler. Bu, sızıntıyı algılayacak ve açma sistemine sinyal gönderecektir.

Gerilim Algılama Avantajları

Gerilim algılayan ELCB'lerin, akım algılayan RCD'lere göre birkaç avantajı vardır: 1) Arıza koşullarına daha az duyarlıdırlar ve bu nedenle daha az rahatsız edici açmaya sahiptirler. (Pratik performans, kurulum ayrıntılarına ve ELCB'deki ayrımcılık artırıcı filtrelemeye bağlı olduğundan, bu her zaman yaptıkları anlamına gelmez.) Bu nedenle, kablo zırhını kablo devresi koruyucu iletkeninden elektriksel olarak ayırarak, kablo hasarına karşı koruma sağlamak için bir ELCB düzenlenebilir. sadece ve alt hat kurulumlarındaki arızalarda açtırma yapmayın. 2) Gerilim algılamalı ELCB'ler, aynı zamanda, ana şebeke frekansının önemli ölçüde üzerindeki frekanslarda benzer sorunlar ile, bir transformatör arayüzlü RCD / RCCB'nin algılayamadığı toprağa giden DC akım arızalarında da tetikleyecektir. Bu, örneğin sürücü elektroniği ile motor arasındaki değişken hızlı sürücülerde toprak arızalarının algılanmamasına neden olabilir.

Gerilim Algılama Dezavantajları

Voltaj algılayan ELCB'lerin bazı dezavantajları vardır:

Dünya baypas ediliyor

ELCB korumalı bir kurulumun, ELCB algılama bobininden geçmeyen bir yerde Dünya ile ikinci bir kasıtsız bağlantıya sahip olması alışılmadık bir durum değildir. Bu, toprakla temas halindeki metal borular, metal yapı iskeleti, toprakla temas halindeki dış mekan ev aletleri vb. Yoluyla meydana gelebilir .

Bu meydana geldiğinde, arıza akımı ELCB tarafından algılanmadan Dünya'ya geçebilir . Buna rağmen, belki de mantığa aykırı olarak, ELCB'nin işleyişinden ödün verilmemiştir. ELCB'nin amacı, topraklanmış metal yapının arıza koşullarında tehlikeli bir voltaja yükselmesini önlemektir ve ELCB bunu aynı şekilde yapmaya devam eder, ELCB yine de aynı CPC voltaj seviyesinde gücü kesecektir. (Aradaki fark, bu voltaja ulaşmak için daha yüksek arıza akımına ihtiyaç duyulmasıdır.)

Rahatsız edici geziler

Toprak hattındaki gerilim ve akım genellikle canlı bir kablodan kaynaklanan arıza akımı olsa da, bu her zaman böyle değildir, bu nedenle bir ELCB'nin rahatsız edici açtırma yapabileceği durumlar vardır.

Bir kurulumun Dünya ile iki bağlantısı olduğunda, yakındaki bir yüksek akım yıldırım çarpması toprakta bir voltaj gradyanına neden olur ve ELCB algılama bobinini açılmasına neden olacak kadar yeterli voltajla sunar.

Kurulumun Topraklama çubuğu komşu bir binanın Toprak çubuğuna yakın yerleştirilirse, diğer binadaki yüksek Toprak kaçak akımı yerel toprak potansiyelini artırabilir ve iki Dünya arasında voltaj farkına neden olarak ELCB'yi tekrar tetikleyebilir. Yakın Toprak çubukları bu nedenle ELCB kullanımı için uygun değildir, ancak gerçek hayatta bu tür kurulumlarla bazen karşılaşılır.

Hem RCD'ler hem de ELCB'ler , normal zararsız Dünya sızıntısından bir dereceye kadar rahatsız edici açtırmalara eğilimlidir . Bir yandan ELCB'ler ortalama olarak daha yaşlıdır ve bu nedenle rahatsız edici gezilere karşı daha az gelişmiş filtrelemeye sahip olma eğilimindedir ve diğer yandan ELCB'ler, RCD'lerin maruz kaldığı yanlış yolculukların bazı nedenlerine karşı doğal olarak bağışıktır ve genellikle RCD'lerden daha az hassastır. Uygulamada, RCD rahatsız edici gezileri çok daha yaygındır.

Rahatsız edici açmanın bir başka nedeni, düşük yalıtım direncine sahip öğelerin neden olduğu birikmiş veya yük akımlarından kaynaklanmaktadır. Bu, eski ekipman veya ısıtma elemanlarına sahip ekipman veya hatta uzun süreli nem ve yağmur koşullarının nem takibi nedeniyle yalıtım direncinin düşmesine neden olabileceği tropik bölgelerdeki binalarda kablo tesisatı nedeniyle meydana gelebilir. Kullanımda 30 mA koruyucu cihaz varsa ve çeşitli kaynaklardan 10 mA yük varsa, ünite 20 mA'da açacaktır. Tek tek öğelerin her biri elektriksel olarak güvenli olabilir, ancak çok sayıda küçük yük akımı birikir ve açma seviyesini azaltır. Bu daha çok, birden çok devrenin tek bir ELCB ile korunduğu geçmiş kurulumlarda bir sorundu.

Boru şeklindeki ısıtma elemanları, bir süre kullanılmadığında nemi emebilen çok ince bir tozla doldurulur. Tropik bölgelerde, örneğin bir çamaşır kurutucusu bir yıldır kullanılmadıysa veya kahve için kullanılan büyük bir su kazanı vb. Depolandıysa bu durum meydana gelebilir. Bu gibi durumlarda, ünitenin RCD koruması olmadan açılmasına izin verilirse, o zaman normalde kurur ve incelemeyi başarıyla geçecektir. Bu tür problemler yepyeni ekipmanlarda bile görülebilir.

Cevap vermeme

Bazı ELCB'ler, düzeltilmiş arıza akımına yanıt vermez. Bu sorun prensipte ELCB'ler ve RCD'ler ile aynıdır, ancak ELCB'ler ortalama olarak çok daha eskidir ve özellikler yıllar içinde önemli ölçüde iyileşmiştir, bu nedenle eski bir ELCB'nin yanıt vermeyeceği bazı arıza akımı dalga biçimine sahip olma olasılığı daha yüksektir.

Herhangi bir mekanik cihazla, arızalar meydana gelir ve ELCB'ler, hala çalıştıklarından emin olmak için ideal olarak periyodik olarak test edilmelidir.

Toprak kablolarından herhangi birinin ELCB ile bağlantısı kesilirse, artık takılmayacak ve kurulum artık doğru şekilde Topraklanmayacaktır.

Ayrıca bakınız

Referanslar