Funktionsprinzip des Fehlerstromschutzschalters
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Grundprinzipienanalyse
Bevor Sie das Hauptprinzip eines Stromschlagschutzes verstehen, müssen Sie verstehen, was ein Stromschlag ist. Unter elektrischem Schlag versteht man eine Verletzung, die dadurch verursacht wird, dass elektrischer Strom durch den menschlichen Körper fließt. Wenn eine Person einen Draht berührt und eine Stromschleife bildet, fließt Strom durch ihren Körper; Wenn der Strom groß genug ist, kann er spürbar sein und Schaden anrichten. Bei einem elektrischen Schlag muss der Strom so schnell wie möglich unterbrochen werden. Wenn beispielsweise der durch eine Person fließende Strom 50 Milliampere beträgt, muss der Strom innerhalb einer Sekunde abgeschaltet werden; Wenn der Strom 500 Milliampere beträgt, beträgt die Zeitbegrenzung 0,1 Sekunden.
Ein Fehlerstromschutzschalter (RCD) wird an der Stelle, an der die Stromleitung in das Haus eintritt, in der Nähe des Stromzählers installiert und mit der Ausgangsklemme des Zählers, also auf der Benutzerseite, verbunden. Alle Haushaltsgeräte werden durch einen Widerstand RL dargestellt, und der Widerstand der Kontaktperson wird durch RN dargestellt.
CT steht für „Current Transformer“ und dient zur Messung von Wechselstrom nach dem Prinzip der Gegeninduktivität, daher der Name „Transformator“. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Transformator. Seine Primärwicklung ist die eingehende Wechselstromleitung, wobei die beiden Drähte wie ein einziger behandelt und parallel geschaltet werden, um die Primärwicklung zu bilden. Die Sekundärspule ist mit der Spule des „Reed-Relais“ SH verbunden.
Ein „Reed-Relais“ ist im Wesentlichen ein Reed-Rohr, um das eine Spule gewickelt ist. Wenn die Spule mit Strom versorgt wird, bewirkt das durch den Strom erzeugte Magnetfeld, dass die Reed-Elektrode im Inneren des Reed-Rohrs in Eingriff kommt und so den externen Stromkreis verbindet. Wenn die Spule stromlos ist, wird die Zunge freigegeben und der externe Stromkreis getrennt. Kurz gesagt, es ist ein kleines Relais.
Der Schalter DZ ist kein gewöhnlicher Schalter; Es ist ein federbelasteter Schalter. Nachdem eine Person die Federkraft zum Schließen überwunden hat, muss ein spezieller Haken verwendet werden, um sie an Ort und Stelle zu halten, um sicherzustellen, dass sie im „Ein“-Zustand bleibt; andernfalls wird die Verbindung unterbrochen, sobald die Hand losgelassen wird.
Die Reed-Elektrode des Reed-Relais ist mit dem TQ-Kreis „Auslösespule“ verbunden. Die Auslösespule ist eine Elektromagnetspule; Wenn Strom durchfließt, erzeugt es eine Anziehungskraft. Diese Anziehungskraft reicht aus, um den oben genannten Haken zu lösen, wodurch sich DZ sofort löst. Da DZ in Reihe mit dem stromführenden Kabel der Hauptstromleitung des Benutzers geschaltet ist, wird beim Auslösen die Stromversorgung unterbrochen, wodurch die Person vor einem Stromschlag geschützt wird.
Damit ein Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD) jedoch Menschen schützen kann, muss er zunächst einen elektrischen Schlag „erkennen“. Woher weiß ein FI-Schutzschalter, wann jemand einen Stromschlag erlitten hat? Wie im Diagramm dargestellt, ist der Strom in den beiden Drähten der Stromquelle immer gleich groß, jedoch in entgegengesetzter Richtung, wenn kein Stromschlag vorliegt. Daher verschwindet der magnetische Fluss in der Primärspule des Stromwandlers (CT) vollständig und die Sekundärspule liefert keinen Ausgang. Wenn jemand einen Stromschlag erleidet, ist dies gleichbedeutend mit einem Widerstand, der durch das stromführende Kabel fließt und einen Stromausgang auf der Sekundärseite auslöst. Dieser Ausgang bewirkt, dass der Kontaktpunkt (SH) einrastet, die Auslösespule erregt, den Haken wegzieht und den Schalter (DZ) trennt, wodurch Schutz bereitgestellt wird.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Leistungsschalter nach dem Auslösen, selbst wenn der Strom in der Auslösespule (TQ) verschwindet, DZ nicht automatisch wieder einschaltet. Die Stromversorgung kann nicht wiederhergestellt werden, ohne dass jemand sie schließt. Nachdem die Person, die einen Stromschlag erlitten hat, das Gebäude verlässt und eine Inspektion bestätigt, dass keine weiteren Gefahren mehr bestehen, muss DZ geschlossen werden, um den Leistungsschalter wieder einzuschalten und die Stromversorgung wiederherzustellen.
Das Obige erklärt das Hauptprinzip eines Stromschlagschutzes. Allerdings ist die Sicherheit auch mit einem Stromschlagschutz nicht gewährleistet und dennoch sollten beim Umgang mit Elektrizität Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
1. Wie im Diagramm gezeigt, ist bei normalem Betrieb des Stromkreises gemäß dem Stromsatz der Strom, der in das Netzwerk hinein und aus diesem heraus fließt, Null. Daher sollte der Gesamtstrom auf der rechten Seite des Fehlerstromschutzschalters (RCD) Null sein, d. h. I1 + I2 + I3 + IN=0; Daher funktioniert der RCD nicht. Beachten Sie, dass die tatsächliche Richtung des Stroms vom tatsächlichen Stromkreis abhängt. In diesem Beispiel ist die Richtung von IN entgegengesetzt zu der von I1, I2 und I3.
2. Wenn am Gerätegehäuse Strom austritt und jemand es berührt, fließt ein Teil des Stroms IK durch den menschlichen Körper in den Boden, wodurch der Gesamtstrom auf der rechten Seite des RCD nicht Null ist. Das heißt, I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. Wenn der Leckstrom den Betriebsstrom des RCD erreicht, löst der RCD aus, unterbricht die Stromversorgung und erfüllt den Zweck des Leckschutzes.
Beachten Sie die folgenden zwei Punkte:
1. Der durch den Fehlerstromschutzschalter (RCD) verlaufende Neutralleiter darf nicht als Schutzleiter verwendet werden. Wie im Diagramm dargestellt, fließt bei Auftreten eines Leckstroms der Leckstrom IK1 durch das Gerätegehäuse zurück zum RCD. Zu diesem Zeitpunkt ist der Gesamtstrom auf der rechten Seite des RCD immer noch Null, daher löst der RCD nicht aus und der Zweck des Leckschutzes wird nicht erreicht.
2. Der durch den FI-Schutzschalter verlaufende Neutralleiter darf nicht wiederholt geerdet werden. Wie im Diagramm dargestellt, wird bei wiederholter Erdung ein Teil des Stroms zur Erde abgeleitet, was dazu führt, dass der Gesamtstrom auf der rechten Seite des RCD ungleich Null ist, wodurch der RCD abgeschaltet wird und die Verwendung anderer Elektrogeräte verhindert wird.
3. Hinweis: Die tatsächliche Anschlussmethode des RCD sollte entsprechend dem im System verwendeten neutralen Erdungsschutzsystem bestimmt werden.