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El principio de funcionamiento del protector contra fugas.

El principio de funcionamiento del protector contra fugas.

1. ¿Qué es un protector contra fugas?
Respuesta: El protector contra fugas (interruptor de protección contra fugas) es un dispositivo de seguridad eléctrica. Se instala en el circuito de baja tensión. Cuando se produce una fuga o una descarga eléctrica, y se alcanza el valor de corriente de operación limitado por el protector, este actúa de inmediato y desconecta automáticamente la alimentación en un tiempo limitado para protegerlo.
2. ¿Cuál es la estructura del protector contra fugas?
Respuesta: El protector contra fugas se compone principalmente de tres partes: el elemento de detección, el enlace de amplificación intermedio y el actuador. 1. El elemento de detección consta de transformadores de secuencia cero que detectan la corriente de fuga y emiten señales. 2. Amplifica el enlace. Amplifica la señal de fuga débil y forma un protector electromagnético y un protector electrónico según diferentes dispositivos (el amplificador puede utilizar dispositivos mecánicos o electrónicos). 3. Cuerpo ejecutivo. Tras recibir la señal, el interruptor principal pasa de la posición cerrada a la posición abierta, cortando así la alimentación, lo que activa la desconexión del circuito protegido de la red eléctrica.
3. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del protector contra fugas?
respuesta:
①Cuando el equipo eléctrico tiene fugas, se producen dos fenómenos anormales:
En primer lugar, se destruye el equilibrio de la corriente trifásica y se produce una corriente de secuencia cero;
La segunda es que existe un voltaje hacia tierra en la carcasa metálica no cargada en condiciones normales (en condiciones normales, tanto la carcasa metálica como tierra tienen potencial cero).
②Función del transformador de corriente de secuencia cero: El protector contra fugas detecta una señal anormal mediante el transformador de corriente, la convierte y la transmite a través del mecanismo intermedio para que el actuador actúe, y la fuente de alimentación se desconecta mediante el dispositivo de conmutación. La estructura del transformador de corriente es similar a la de un transformador convencional, que consta de dos bobinas aisladas entre sí y enrolladas en el mismo núcleo. Cuando la bobina primaria presenta corriente residual, la bobina secundaria induce corriente.
③ Principio de funcionamiento del protector contra fugas: El protector contra fugas se instala en la línea, la bobina primaria se conecta a la red eléctrica y la bobina secundaria se conecta al dispositivo de disparo del protector. Cuando el equipo eléctrico funciona normalmente, la corriente en la línea está equilibrada y la suma de los vectores de corriente en el transformador es cero (la corriente es un vector con una dirección, como la de salida es "+", la de retorno es "-", en el Las corrientes que van y vienen en el transformador son de igual magnitud y opuestas en dirección, y las positivas y negativas se compensan entre sí). Al no haber corriente residual en la bobina primaria, la bobina secundaria no se inducirá y el dispositivo de conmutación del protector contra fugas funciona en estado cerrado. Cuando se produce una fuga en la carcasa del equipo y alguien la toca, se genera una derivación en el punto de falla. Esta corriente de fuga se conecta a tierra a través del cuerpo humano y regresa al punto neutro del transformador (sin transformador de corriente), provocando que el transformador fluya hacia adentro y hacia afuera. La corriente está desequilibrada (la suma de los vectores de corriente no es cero) y la bobina primaria genera una corriente residual. Por lo tanto, se induce la bobina secundaria y, cuando la corriente alcanza el valor de la corriente de operación limitado por el protector de fugas, el interruptor automático se dispara y se corta la alimentación.

4. ¿Cuáles son los principales parámetros técnicos del protector contra fugas?
Respuesta: Los principales parámetros de rendimiento operativo son: corriente nominal de fuga de operación, tiempo nominal de fuga de operación y corriente nominal de fuga de parada. Otros parámetros incluyen: frecuencia de potencia, tensión nominal, corriente nominal, etc.
①Corriente de fuga nominal: El valor de corriente del protector contra fugas para operar en condiciones específicas. Por ejemplo, para un protector de 30 mA, cuando la corriente de entrada alcanza los 30 mA, el protector desconectará la alimentación.
②El tiempo nominal de acción de fuga se refiere al tiempo transcurrido desde la aplicación repentina de la corriente nominal de acción de fuga hasta que se desconecta el circuito de protección. Por ejemplo, para un protector de 30 mA × 0,1 s, el tiempo desde que la corriente alcanza los 30 mA hasta que se desconecta el contacto principal no supera los 0,1 s.
③ En las condiciones especificadas, la corriente de fuga nominal en reposo debe ser, por lo general, la mitad de la corriente de fuga nominal del protector. Por ejemplo, si un protector tiene una corriente de fuga de 30 mA, si esta es inferior a 15 mA, no debe actuar; de lo contrario, podría presentar fallas debido a una sensibilidad excesiva, lo que afectaría el funcionamiento normal del equipo eléctrico.
④Al elegir un protector contra fugas, otros parámetros como la frecuencia de la red, la tensión nominal, la corriente nominal, etc., deben ser compatibles con el circuito y el equipo eléctrico utilizado. La tensión de trabajo del protector contra fugas debe ajustarse a la tensión nominal dentro del rango de fluctuación normal de la red eléctrica. Una fluctuación demasiado grande afectará el funcionamiento normal del protector, especialmente en productos electrónicos. Si la tensión de alimentación es inferior a la tensión nominal de trabajo del protector, este dejará de funcionar. La corriente nominal de trabajo del protector contra fugas también debe coincidir con la corriente real del circuito. Si la corriente real de trabajo es superior a la corriente nominal del protector, se producirá una sobrecarga y un mal funcionamiento del protector.
5. ¿Cuál es la principal función protectora del protector contra fugas?
Respuesta: El protector contra fugas proporciona principalmente protección contra contacto indirecto. En ciertas circunstancias, también puede utilizarse como protección complementaria contra contacto directo para prevenir accidentes por descarga eléctrica potencialmente mortales.
6. ¿Qué es la protección contra el contacto directo y el contacto indirecto?
Respuesta: Cuando el cuerpo humano toca un cuerpo cargado y hay corriente pasando a través de él, se llama descarga eléctrica al cuerpo humano. Según la causa de la descarga eléctrica del cuerpo humano, se puede dividir en descarga eléctrica directa y descarga eléctrica indirecta. La descarga eléctrica directa se refiere a la descarga eléctrica causada por el cuerpo humano al tocar directamente el cuerpo cargado (como tocar la línea de fase). La descarga eléctrica indirecta se refiere a la descarga eléctrica causada por el cuerpo humano al tocar un conductor metálico que no está cargado en condiciones normales, pero que sí lo está en condiciones de falla (como tocar la carcasa de un dispositivo de fuga). Según las diferentes razones de la descarga eléctrica, las medidas para prevenir la descarga eléctrica también se dividen en: protección contra el contacto directo y protección contra el contacto indirecto. Para la protección contra el contacto directo, generalmente se pueden adoptar medidas como aislamiento, cubierta protectora, cerca y distancia de seguridad; para la protección contra el contacto indirecto, generalmente se pueden adoptar medidas como conexión a tierra de protección (conexión a cero), corte de protección y protector contra fugas.
7. ¿Cuál es el peligro cuando el cuerpo humano se electrocuta?
Respuesta: Cuando el cuerpo humano se electrocuta, cuanto mayor sea la corriente que fluye en el cuerpo humano, cuanto más dure la corriente de fase, más peligroso es. El grado de riesgo se puede dividir aproximadamente en tres etapas: percepción - escape - fibrilación ventricular. 1 Etapa de percepción. Debido a que la corriente que pasa es muy pequeña, el cuerpo humano puede sentirla (generalmente más de 0,5 mA), y no representa ningún daño para el cuerpo humano en este momento; 2 Etapa de deshacerse de la corriente. Se refiere al valor máximo de corriente (generalmente mayor de 10 mA) que una persona puede deshacerse cuando el electrodo se electrocuta con la mano. Aunque esta corriente es peligrosa, puede deshacerse de ella por sí sola, por lo que básicamente no constituye un peligro fatal. Cuando la corriente aumenta a cierto nivel, la persona que se electrocuta sujetará firmemente el cuerpo cargado debido a la contracción y el espasmo muscular, y no puede deshacerse de él por sí misma. 3 Etapa de fibrilación ventricular. Con el aumento de la corriente y la duración prolongada de la descarga eléctrica (generalmente superior a 50 mA y 1 s), se produce fibrilación ventricular. Si no se desconecta la alimentación inmediatamente, puede causar la muerte. Es evidente que la fibrilación ventricular es la principal causa de muerte por electrocución. Por lo tanto, la protección de las personas a menudo no se basa en la fibrilación ventricular, lo que sirve de base para determinar las características de protección contra descargas eléctricas.
8. ¿Cuál es la seguridad de “30mA·s”?
Respuesta: A través de un gran número de experimentos y estudios con animales, se ha demostrado que la fibrilación ventricular no solo está relacionada con la corriente (I) que pasa a través del cuerpo humano, sino también con el tiempo (t) que la corriente dura en el cuerpo humano, es decir, la cantidad eléctrica segura Q = I × t para determinar, generalmente 50 mA s. Es decir, cuando la corriente no es más de 50 mA y la duración de la corriente es dentro de 1 s, la fibrilación ventricular generalmente no ocurre. Sin embargo, si se controla de acuerdo con 50 mA·s, cuando el tiempo de encendido es muy corto y la corriente que pasa es grande (por ejemplo, 500 mA × 0,1 s), todavía existe un riesgo de causar fibrilación ventricular. Aunque menos de 50 mA·s no causará la muerte por electrocución, también hará que la persona electrocutada pierda el conocimiento o cause un accidente con lesiones secundarias. La práctica ha demostrado que usar 30 mA·s como característica de acción del dispositivo de protección contra descargas eléctricas es más adecuado en términos de seguridad de uso y fabricación, con un índice de seguridad 1,67 veces superior al de 50 mA·s (K = 50/30 = 1,67). El límite de seguridad de 30 mA·s indica que, incluso si la corriente alcanza los 100 mA, siempre que el protector contra fugas funcione en 0,3 s y corte la alimentación, no causará peligro mortal al cuerpo humano. Por lo tanto, el límite de 30 mA·s se ha convertido en la base para la selección de productos de protección contra fugas.

9. ¿Qué equipos eléctricos necesitan ser instalados con protectores contra fugas?
Respuesta: Todos los equipos eléctricos en el sitio de construcción deben estar equipados con un dispositivo de protección contra fugas en el extremo frontal de la línea de carga del equipo, además de estar conectados a cero para su protección:
① Todos los equipos eléctricos en la obra deben estar equipados con protectores contra fugas. Debido a la construcción al aire libre, la humedad, los cambios de personal y la gestión deficiente de los equipos, el consumo eléctrico es peligroso, por lo que todos los equipos eléctricos deben incluir equipos de potencia e iluminación, equipos móviles y fijos, etc. Esto excluye los equipos alimentados por transformadores de tensión y aislamiento seguros.
②Las medidas originales de puesta a tierra (puesta a cero) de protección siguen sin cambios según lo requerido, que es la medida técnica más básica para el uso seguro de la electricidad y no se puede eliminar.
③ El protector contra fugas se instala en el extremo frontal de la línea de carga del equipo eléctrico. Su propósito es proteger tanto el equipo eléctrico como las líneas de carga para evitar descargas eléctricas causadas por daños en el aislamiento.
10. ¿Por qué se instala un protector contra fugas después de conectar la protección a la línea cero (conexión a tierra)?
Respuesta: Independientemente de si la protección se conecta a cero o a tierra, su rango de protección es limitado. Por ejemplo, la "conexión a cero de protección" consiste en conectar la carcasa metálica del equipo eléctrico a la línea cero de la red eléctrica e instalar un fusible en el lado de la fuente de alimentación. Cuando el equipo eléctrico toca la falla de la carcasa (una fase toca la carcasa), se produce un cortocircuito monofásico en la línea cero relativa. Debido a la alta corriente de cortocircuito, el fusible se funde rápidamente y la fuente de alimentación se desconecta para su protección. Su principio de funcionamiento consiste en cambiar la "falla de carcasa" a "falla de cortocircuito monofásica" para obtener un seguro de corte de corriente de cortocircuito alta. Sin embargo, las fallas eléctricas en la obra no son frecuentes y suelen producirse fugas, como fugas causadas por humedad del equipo, carga excesiva, líneas largas, aislamiento envejecido, etc. Estas corrientes de fuga son pequeñas y el seguro no se puede cortar rápidamente. Por lo tanto, la falla no se eliminará automáticamente y persistirá durante mucho tiempo. Sin embargo, esta corriente de fuga representa una grave amenaza para la seguridad personal. Por lo tanto, también es necesario instalar un protector contra fugas de mayor sensibilidad como protección adicional.
11. ¿Cuáles son los tipos de protectores contra fugas?
Respuesta: El protector de fugas se clasifica de diferentes maneras para cumplir con la selección del uso. Por ejemplo, según el modo de acción, se puede dividir en tipo de acción de voltaje y tipo de acción de corriente; según el mecanismo de acción, hay tipo de interruptor y tipo de relé; según el número de polos y líneas, hay unipolar de dos cables, bipolar, bipolar de tres cables, etc. Los siguientes se clasifican según la sensibilidad de acción y el tiempo de acción: ①Según la sensibilidad de acción, se puede dividir en: Alta sensibilidad: la corriente de fuga es inferior a 30 mA; Sensibilidad media: 30 ~ 1000 mA; Baja sensibilidad: superior a 1000 mA. ②Según el tiempo de acción, se puede dividir en: tipo rápido: el tiempo de acción de fuga es inferior a 0,1 s; tipo de retardo: el tiempo de acción es superior a 0,1 s, entre 0,1-2 s; tipo de tiempo inverso: a medida que aumenta la corriente de fuga, el tiempo de acción de fuga disminuye Pequeño. Cuando se utiliza la corriente de operación de fuga nominal, el tiempo de operación es de 0,2 a 1 s; cuando la corriente de operación es 1,4 veces la corriente de operación, es de 0,1, 0,5 s; cuando la corriente de operación es 4,4 veces la corriente de operación, es menos de 0,05 s.
12. ¿Cuál es la diferencia entre los protectores de fugas electrónicos y electromagnéticos?
Respuesta: El protector de fugas se divide en dos tipos: tipo electrónico y tipo electromagnético según los diferentes métodos de disparo: ①Protector de fugas de tipo disparo electromagnético, con el dispositivo de disparo electromagnético como mecanismo intermedio, cuando se produce la corriente de fuga, el mecanismo se dispara y se desconecta la fuente de alimentación. Las desventajas de este protector son: alto costo y requisitos de proceso de fabricación complicados. Las ventajas son: los componentes electromagnéticos tienen una fuerte resistencia a la antiinterferencia y a los choques (choques de sobrecorriente y sobretensión); no se requiere fuente de alimentación auxiliar; las características de fuga después de voltaje cero y falla de fase permanecen sin cambios. ②El protector de fugas electrónico utiliza un amplificador de transistor como mecanismo intermedio. Cuando se produce una fuga, el amplificador la amplifica y luego la transmite al relé, y el relé controla el interruptor para desconectar la fuente de alimentación. Las ventajas de este protector son: alta sensibilidad (hasta 5 mA); pequeño error de configuración, proceso de fabricación simple y bajo costo. Las desventajas son: el transistor tiene una capacidad débil para soportar choques y tiene poca resistencia a la interferencia ambiental; Necesita una fuente de alimentación de trabajo auxiliar (los amplificadores electrónicos generalmente necesitan una fuente de alimentación de CC de más de diez voltios), por lo que las características de fuga se ven afectadas por la fluctuación del voltaje de trabajo; cuando el circuito principal está fuera de fase, se perderá la protección del protector.
13. ¿Cuáles son las funciones de protección del disyuntor de fuga?
Respuesta: El protector de fugas es principalmente un dispositivo que proporciona protección cuando el equipo eléctrico tiene una falla de fuga. Al instalar un protector de fugas, se debe instalar un dispositivo adicional de protección contra sobrecorriente. Cuando se utiliza un fusible como protección contra cortocircuitos, la selección de sus especificaciones debe ser compatible con la capacidad de encendido y apagado del protector de fugas. En la actualidad, el interruptor automático de circuito de fugas que integra el dispositivo de protección de fugas y el interruptor de encendido (interruptor automático de circuito de aire) es ampliamente utilizado. Este nuevo tipo de interruptor de encendido tiene las funciones de protección contra cortocircuitos, protección contra sobrecargas, protección contra fugas y protección contra subtensión. Durante la instalación, el cableado se simplifica, el volumen de la caja eléctrica se reduce y la gestión es fácil. El significado del modelo de placa de identificación del interruptor automático de corriente residual es el siguiente: Preste atención al usarlo, debido a que el interruptor automático de corriente residual tiene múltiples propiedades de protección, cuando ocurre un disparo, la causa de la falla debe identificarse claramente: Cuando el interruptor automático de corriente residual se rompe debido a un cortocircuito, la tapa debe abrirse para verificar si los contactos están Hay quemaduras o picaduras graves; Cuando el circuito se dispara por sobrecarga, no se puede reconectar inmediatamente. Dado que el interruptor automático está equipado con un relé térmico como protección contra sobrecarga, cuando la corriente nominal es mayor que la corriente nominal, la lámina bimetálica se dobla para separar los contactos, y estos se pueden reconectar después de que la lámina bimetálica se enfríe naturalmente y vuelva a su estado original. Si el disparo se debe a una fuga, se debe averiguar la causa y eliminar la falla antes de reconectar. El cierre forzado está estrictamente prohibido. Cuando el interruptor automático de fuga se rompe y se dispara, la manija en forma de L está en la posición intermedia. Para volver a cerrar, la manija de operación debe tirarse primero hacia abajo (posición de ruptura) para que el mecanismo de operación se vuelva a cerrar, y luego cerrarse hacia arriba. El interruptor automático de fuga se puede utilizar para conmutar aparatos de gran capacidad (más de 4,5 kW) que no se utilizan frecuentemente en líneas eléctricas.
14. ¿Cómo elegir un protector contra fugas?
Respuesta: La elección del protector contra fugas debe realizarse de acuerdo con el propósito de uso y las condiciones de operación:
Elija según el propósito de protección:
①Para prevenir descargas eléctricas personales, se recomienda instalar un protector contra fugas de alta sensibilidad y de tipo rápido al final de la línea.
②Para las líneas derivadas que se utilizan junto con la conexión a tierra del equipo con el fin de evitar descargas eléctricas, utilice protectores contra fugas de tipo rápido y de sensibilidad media.
③ Para la línea troncal con el fin de prevenir incendios causados ​​por fugas y proteger líneas y equipos, se deben seleccionar protectores contra fugas de sensibilidad media y con retardo de tiempo.
Elija según el modo de suministro de energía:
① Al proteger líneas monofásicas (equipos), utilice protectores de fuga unipolares de dos cables o bipolares.
② Al proteger líneas trifásicas (equipos), utilice productos tripolares.
③ En sistemas trifásicos y monofásicos, utilice productos tripolares de cuatro o cuatro hilos. Al seleccionar el número de polos del protector de fugas, este debe ser compatible con el número de líneas a proteger. El número de polos del protector se refiere al número de hilos que pueden desconectarse mediante los contactos internos del interruptor, como en el caso de un protector tripolar, lo que significa que los contactos del interruptor pueden desconectar tres hilos. Los protectores unipolares de dos hilos, bipolares de tres hilos y tripolares de cuatro hilos tienen un hilo neutro que pasa directamente por el elemento de detección de fugas sin desconectarse. Está estrictamente prohibido conectar este terminal a la línea de protección. Tenga en cuenta que el protector de fugas tripolar no debe utilizarse en equipos eléctricos monofásicos de dos hilos (o monofásicos de tres hilos). Tampoco es adecuado para equipos eléctricos trifásicos de tres hilos. No se permite sustituir el protector de fugas trifásico de cuatro hilos por uno trifásico de tres hilos.
15. De acuerdo a los requerimientos de distribución de energía graduada, ¿cuántas configuraciones debe tener el cuadro eléctrico?
Respuesta: La obra se distribuye generalmente en tres niveles, por lo que las cajas eléctricas también deben ubicarse según la clasificación. Es decir, debajo de la caja de distribución principal se encuentra una caja de distribución, debajo de la cual se ubica una caja de interruptores, y debajo de esta, el equipo eléctrico. La caja de distribución es el enlace central entre la fuente de energía y el equipo eléctrico del sistema de distribución. Es un dispositivo eléctrico especialmente diseñado para la distribución de energía. Todos los niveles de distribución se realizan a través de la caja de distribución. La caja de distribución principal controla la distribución de todo el sistema, y ​​la caja de distribución controla la distribución de cada ramal. La caja de interruptores es el extremo del sistema de distribución de energía, y más abajo se encuentran los equipos eléctricos. Cada equipo eléctrico está controlado por su propia caja de interruptores, que implementa una máquina y una puerta. No utilice una misma caja de interruptores para varios dispositivos para evitar accidentes por mal funcionamiento; tampoco combine el control de energía e iluminación en una misma caja de interruptores para evitar que la iluminación se vea afectada por fallas en la línea eléctrica. La parte superior de la caja de distribución se conecta a la fuente de alimentación y la inferior a los equipos eléctricos. Estos equipos se utilizan con frecuencia y son peligrosos, por lo que se debe prestar atención. La selección de componentes eléctricos en la caja debe adaptarse al circuito y a los equipos. La caja debe estar instalada verticalmente y firmemente, con espacio suficiente para la operación. No debe haber agua estancada ni objetos diversos en el suelo, ni fuentes de calor ni vibraciones cercanas. La caja debe ser resistente a la lluvia y al polvo. La caja de distribución no debe estar a más de 3 m de los equipos fijos a controlar.
16. ¿Por qué utilizar protección graduada?
Respuesta: Debido a que el suministro y la distribución de energía de bajo voltaje generalmente utilizan una distribución de energía graduada. Si el protector de fugas solo se instala al final de la línea (en la caja de interruptores), aunque la línea de falla se puede desconectar cuando ocurre una fuga, el rango de protección es pequeño; de manera similar, si solo se instala la línea troncal de derivación (en la caja de distribución) o la línea troncal (la caja de distribución principal) Instale el protector de fugas, aunque el rango de protección es grande, si un cierto equipo eléctrico tiene fugas y se dispara, causará que todo el sistema pierda energía, lo que no solo afecta el funcionamiento normal del equipo libre de fallas, sino que también dificulta la detección del accidente. Obviamente, estos métodos de protección son insuficientes. lugar. Por lo tanto, se deben conectar diferentes requisitos, como la línea y la carga, y se deben instalar protectores con diferentes características de acción de fuga en la línea principal de bajo voltaje, la línea de derivación y el extremo de la línea para formar una red de protección de fugas graduada. En el caso de la protección gradual, los rangos de protección seleccionados en todos los niveles deben cooperar entre sí para garantizar que el protector contra fugas no sobrepase su límite de acción cuando se produzca una falla por fuga o un accidente por descarga eléctrica. Al mismo tiempo, se requiere que, cuando el protector de nivel inferior falle, el protector de nivel superior actúe para remediarlo. Fallo accidental. La implementación de la protección gradual permite que cada equipo eléctrico tenga más de dos niveles de protección contra fugas, lo que no solo crea condiciones de operación seguras para los equipos eléctricos en los extremos de todas las líneas de la red eléctrica de baja tensión, sino que también proporciona múltiples contactos directos e indirectos para la seguridad personal. Además, puede minimizar el alcance de los cortes de energía cuando se produce una falla y es fácil localizar el punto de falla, lo que tiene un efecto positivo en la mejora del nivel de consumo eléctrico seguro, la reducción de accidentes por descarga eléctrica y la garantía de la seguridad operativa.

 

 

 

 


Hora de publicación: 05-sep-2022