保护机器 (RCD)。方案、说明

保护机器 (RCD)。无线电电子电气工程百科全书

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尽管我们有这么多的愿望，但很难想象没有电的生活。但它不仅是一个忠实的助手，而且是一个可怕的敌人 - 如果违反基本安全规则。当然，后者最常发生是由于人们的个人疏忽以及电气设备带电部件的绝缘损坏造成的。

据统计，单极接触带电部件导致死亡的案例占92-95%。在这种情况下，人通常站在导电地板（湿沥青、瓷砖、土壤）上。或者-情况略有不同，当受害者用第二只手触摸接地的技术设备（水管、供暖管、煤气管）时。考虑到鞋子的电阻，相线接触点和接地底座（地板）之间的过渡电阻可以从数百兆欧（超出电流暴露的感觉）到 1000-800 欧姆（致命）不等。）。当电流高达 10-12 mA 时，成年人就能够摆脱其影响。这就是为什么这种电流有时被称为“放手”。在 20-30 mA 电流下，当受影响者的手无法通过纯粹的意志力松开时，就会发生“抓握”效应。 50-100 mA 的电流和持续几秒钟的暴露时间会导致剧烈心律失常 - 心室颤动、窒息和死亡。当然，如果不采取特殊措施的话。还应该记住：在所有严重情况下，流经人体的电流（在 220 V、50 Hz 网络上）不能超过 300 mA。

第二次世界大战后（由于电力消耗急剧增加和家用电气设备的发展），保护人们在意外接触带电部件时免受伤害的问题对于电工来说变得尤为紧迫。奥地利工程师于 1949 年提出了一种很有前途的解决方法，即利用差动变压器的原理作为一种方便的电流“检测器”，该电流可以流经承受高压的人的身体。

保护机器 (RCD)
差动变压器的工作原理

这里有什么意义呢？事实上，在“等待”（正常）模式下，负载电流在这种变压器T的磁路中产生两个相等的相反磁通量。这意味着附加绕组 II 中实际上不会有电压。

但后来发生了紧急情况，正如他们所说，这个人承受了压力。那么通过人体分流到地面的电流就会产生自己的磁通量，从而在绕组II中感应出电压。此外，正如研究表明，后者的值取决于电线和绕组II的功率匝数（与负载）的比率，以及磁路的几何尺寸和材料它是由什么制成的。根据差动变压器的原理，创建了剩余电流装置（RCD）。到目前为止，它们只不过是保护人们免受触电的最先进的技术手段。 RCD 由世界上最大的电气公司（西门子、AEG、汤姆森-布兰特、东芝、三菱等）大量生产。统计数据表明，这些设备的广泛使用可以大大减少致命的电击伤害，并最大限度地减少电流引起的火灾造成的损害。

在前苏联，RCD 的批量生产直到 1966 年才开始。但这些设备大部分被送往建筑和农业（作为该国最弱势的部门）。自1982年起，国内工业开始生产家用RCD。但不是安装在输入配电板上，而是以便携式产品的形式，在电动工具或电缆电源发生故障时有效保护人员。这些RCD具有10mA“释放”电流的灵敏度，被称为“个人保护”。这是 RCD-10.2.010。 P. Vladikavkaz 工厂“Binom”的 UHL2，配有两个 6A 内置插座；以及戈梅利工厂“Electroapparatura”的 UZOSH-10.2.010 UHL4，设计负载电流高达 10A；同一工厂的UZOV-6、3.2.010UZ，以“插头”形式生产，负载电流高达6,3 A。

用于个人保护的串联 RCD 之一（见图）的电路并不复杂。这里的“心脏”是用虚线圈起来的放大转换器官“A”。其电源是VD6二极管上的半波整流器、电阻器R10、R11上的分压器和平滑滤波器C3。电压稳定性由齐纳二极管 VD5 提供。

该装置的电气线路图已接线（点击放大）

该电路的工作原理如下。端子 XI 提供 220 V 的电源电压。按下按钮 SB1 时，运算放大器 DA1 由 15 V 供电。由于选定的工作点，输出端设置高电压电平 (+6 V) 12. 通过二极管VD3和R12，它被施加到晶闸管VD10的控制电极，晶闸管VD1打开。继电器K1立即激活，将负载（受保护电器）连接到网络，并阻塞SB8按钮的触点。与继电器串联的 VDXNUMX LED 亮起，指示 RCD 的开启状态。

如果人触摸导电元件或相线的绝缘层被损坏，则变压器T5,6的端子1处将出现电压，该电压大致与漏电流成正比。它将立即进入放大器的同相输入 2，并将 DA1 从一种稳定状态（打开）转移到另一种稳定状态（关闭）。 6脚电压将急剧下降。 VD5 齐纳二极管将闭合，随后 VD10 晶闸管将闭合。

电路VD3、R9、C2固定放大器DA1的断开状态，继电器释放衔铁，断开其所有触点。元件C1、R2减弱干扰对RCD输入电路的影响。至于二极管VD1、VD2，它们保护电路免受高振幅脉冲噪声的影响。电阻器 R3-R5 形成放大器反相输入 3 的分压器。如果变压器 T8 的绕组电路 II 开路，R2 会对输入 1 产生偏置并导致 RCD 跳闸。

电阻器 R6、R7 创建一个电路，用于设置 RCD 在“出现对地漏电流”（10 mA）时跳闸。 R13、C4电路保护VD10晶闸管免受干扰。使用 SB2 按钮，当 RCD 打开时，会创建一个模拟 20-25 mA 泄漏的模式，以检查 RCD 的性能。

为了组装电路，最好使用由 1,5 毫米箔玻璃纤维制成的印刷电路板（见图）。但您可以选择“铰链式”安装。

保护机器 (RCD)
电路元件位于其上的印刷电路板

差动变压器T1采用79NM带状坡莫合金制成的磁路，厚度为0,1-0,15毫米。但28NM18铁氧体制成的K9x3000x1环也相当合适。在这种情况下，绕组II用PEV-2-0,1mm导线缠绕在绝缘良好的环的圆周上，匝数为1500。当然，这里不允许存在短路匝数。电源线匝采用 MGSHV、NV 品牌的绝缘软线制成，横截面为 0,75 mm2。绕线是用两根线进行的。匝数为2x5。

作为开关器件K1，最好采用大电流触点的继电器。最合适的是 PP-21 型继电器，具有 3 组用于切换的触点和额定电压为 110 V DC 的线圈

电阻器R1、R10和R11采用MLT-0,5型。 R7选用可变电阻SP3-38。其余电阻为现代设备中最常见的MLT-0,125系列，电容器C1和C2为K73-17型，C3和C4为K50-35型。所使用的其余无线电元件的名称和类型在电路图上标明。

总之，应该强调的是：RCD是一类特殊的装置，它们是为了保护人的生命而设计的。因此，显然不可能特别依赖手工艺品 RCD。另一件事 - 工厂产品。它们的参数都经过仔细检查，以符合国际标准和规范。

去年，我们的行业掌握了新型设备的生产技术，旨在提高长期运行的可靠性。这是双极断路器 UZO-20。当使用负载电流高达 32 A 的电气设备时，此类设备可以可靠地保护人员。它最适合安装在整个公寓、房屋、车库等中。新型“插头”UZO-2 ( UZO-2.6.010) 也正在生产。.2.V8UZ)，设计用于在高达 135 A 的负载下运行（冰箱、洗衣机、泵等）。其质量不超过XNUMX克。

作者：Y. Vodyanitsky，莫斯科

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该装置包括一个装有石头的容器，可以通过空气加热或冷却，从而提供热能存储。

科学家们指出，该系统中使用的砾石可以成功地从园林绿化公司采购，无需进行大量的清洁或准备。

专家们已经在国家太阳能试验场测试了容量为100千瓦时的紧凑型装置。那里还安装了光伏电池板，并进行了一些修改，以展示该系统通过间歇性电源充电的能力。

在测试过程中，石头被空气加热到超过 500 度的温度，并且系统成功地保持该温度长达 20 小时。科学家们指出，降低这种热能存储系统或类似的通用能源存储系统的成本可以改善其在工业中的使用前景，并增加向可再生能源过渡的可能性。据科学家称，他们的实用方法是将多余的电力储存为热量，并在夜间用它来加热水和房间。该技术原型的测试将持续到 2024 年 XNUMX 月。

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弗拉基米尔
在设备的电路图上，您应该阅读： 1) 电压稳定性由齐纳二极管 VD4 而不是 VD5 提供。 2）通过二极管VD5和电阻R12，加到晶闸管VD10的控制极。 3）与加（字绕组）继电器串联，VD8发光二极管亮，表示RCD导通状态。 4 印刷电路板与电路图不对应（代替VD10热敏电阻，电路板上显示的是小电流继电器的触点，图中没有）

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