ساختار اصلی قطع کننده مدار جریان باقیمانده

دستگاه‌های جریان باقیمانده (RCD) دارای حساسیت بالا و عملکرد سریع در تشخیص شوک الکتریکی و محافظت در برابر جریان نشتی هستند که با سایر وسایل الکتریکی محافظ مانند فیوزها و کلیدهای اتوماتیک بی‌نظیر است. کلیدها و فیوزهای اتوماتیک معمولاً جریان بار را حمل می کنند و تنظیمات حفاظتی آنها باید از جریان بار معمولی تجاوز کند. بنابراین، عملکرد اصلی آنها قطع کردن خطاهای مدار فاز-به-فاز کوتاه-در سیستم است (بعضی از سوئیچ‌های خودکار نیز حفاظت اضافه بار دارند). با این حال، RCD ها از جریان باقیمانده سیستم برای واکنش و عمل استفاده می کنند. در طول عملیات عادی، جریان باقیمانده در سیستم تقریباً صفر است، بنابراین مقدار تنظیم آن را می توان بسیار کوچک (به طور کلی در محدوده mA) تنظیم کرد. هنگامی که شخصی شوک الکتریکی را تجربه می کند یا بدنه تجهیزات برق می گیرد، جریان باقیمانده بزرگتری ظاهر می شود. RCD این جریان باقیمانده را شناسایی و پردازش می کند و به طور قابل اعتمادی برای قطع منبع تغذیه حرکت می کند.

هنگامی که تجهیزات الکتریکی جریان را نشت می کند، یک سیگنال جریان یا ولتاژ غیر طبیعی ارائه می دهد. RCD این سیگنال جریان یا ولتاژ غیرعادی را شناسایی و پردازش می کند و باعث می شود محرک کار کند. ما دستگاه‌های جریان باقیمانده (RCD) را که بر اساس جریان خطا کار می‌کنند، «نوع-RCD فعلی»، و آن‌هایی را که بر اساس ولتاژ خطا کار می‌کنند، «ولتاژ-نوع RCD» می‌نامیم. به دلیل ساختار پیچیده، پایداری ضعیف ویژگی‌های عملیاتی تحت تداخل خارجی، و هزینه‌های بالای ساخت، RCD‌های ولتاژ{5} تا حد زیادی حذف شده‌اند. تحقیقات و کاربرد RCDها در داخل و بین‌المللی تحت سلطه-نوع RCDهای فعلی است.

RCDهای نوع فعلی از بخشی از جریان توالی صفر در مدار (معمولاً جریان باقیمانده نامیده می شود) به عنوان سیگنال عملیاتی خود استفاده می کنند. آنها اغلب از قطعات الکترونیکی به عنوان مکانیزم های میانی استفاده می کنند، که حساسیت بالا و عملکردهای جامع را ارائه می دهند، بنابراین منجر به استفاده گسترده از آنها می شود. RCD نوع فعلی از چهار بخش تشکیل شده است:

1. عنصر تشخیص: عنصر تشخیص را می توان یک ترانسفورماتور جریان صفر-در نظر گرفت. خط فاز محافظت شده و خط خنثی از هسته حلقوی عبور می کنند و سیم پیچ اولیه N1 ترانسفورماتور را تشکیل می دهند. پیچ در پیچ در اطراف هسته حلقوی سیم پیچ ثانویه N2 را تشکیل می دهد. اگر نشتی رخ ندهد، مجموع بردار جریان‌هایی که از خط فاز و خط خنثی عبور می‌کنند صفر است، بنابراین هیچ نیروی الکتروموتور القایی مربوطه نمی‌تواند در N2 ایجاد شود. اگر جریان نشتی رخ دهد، مجموع بردار جریان ها در خطوط فاز و خنثی صفر نخواهد بود و نیروی الکتروموتور (EMF) را در N2 القا می کند. این سیگنال برای پردازش بیشتر به مدار میانی ارسال می شود.

2. مدار میانی: مدار میانی به طور معمول شامل تقویت کننده، مقایسه کننده و واحد تریپ است. هنگامی که مدار میانی الکترونیکی است، به منبع تغذیه کمکی نیز نیاز دارد تا توان مورد نیاز برای عملکرد مدار الکترونیکی را تامین کند. عملکرد مدار میانی تقویت و پردازش سیگنال جریان نشتی از ترانسفورماتور جریان صفر-و خروجی آن به محرک است.

3. محرک: این ساختار سیگنال فرمان را از مدار میانی دریافت می کند، عمل را اجرا می کند و به طور خودکار منبع تغذیه محل خطا را قطع می کند.

4. دستگاه تست: از آنجایی که محافظ جریان نشتی یک وسیله محافظ است، یکپارچگی و قابلیت اطمینان آن باید به طور مرتب بررسی شود. دستگاه تست یک مسیر جریان نشتی را با اتصال یک دکمه تست و یک مقاومت محدود کننده جریان به صورت سری شبیه سازی می کند تا بررسی کند که آیا دستگاه می تواند به طور عادی کار کند یا خیر.