Что такое реле утечки на землю?

Что такое реле утечки на землю?

Реле утечки на землю — это механическое устройство, используемое для обнаружения наличия тока утечки в электрической цепи.

Их также называют реле замыкания на землю. Электрические цепи обычно изолируются от окружающей среды изолирующими смолами, такими как полиэтилен или винил.

Когда часть электрической цепи вступает в контакт с проводящим предметом из-за повреждения изоляции и протекает электричество, это называется током утечки. Случайное прикосновение к протекающей электрической цепи или окружающему металлу может вызвать поражение электрическим током человеческого тела, что приведет к травме. Если электричество проходит через стальной каркас здания, это также может вызвать пожар, поэтому необходимо соблюдать осторожность.

Использование реле утечки на землю для отключения электропитания или подачи сигнала тревоги предотвращает вышеуказанные явления.

Применение реле утечки на землю

Реле утечки на землю используются во многих электрических цепях. Ниже приведены примеры применения реле утечки на землю:

1. Автоматические выключатели замыкания на землю

УЗО — это устройства, которые автоматически отключают подачу питания при обнаружении утечки. УЗО обычно используются в низковольтных цепях, а также устанавливаются внутри распределительных щитов для домашнего использования.

2. Внутри шкафа

Ячейка представляет собой корпус для подачи и потребления электроэнергии с высоковольтным трансформатором и выключателем, встроенными внутри, и используется в супермаркетах и ​​общественных учреждениях. Внутри ячейки встроены пожарные извещатели утечки тока и другие устройства для обнаружения токов утечки на ранней стадии.

3. Для управления распределительными устройствами с элегазовой изоляцией (GIS) и вакуумными выключателями на подстанциях

Подстанции работают с электричеством при напряжении выше высокого напряжения, поэтому для подачи и отключения электроэнергии используются вакуумные выключатели. Поскольку эти устройства не имеют функции обнаружения тока утечки, они управляются комбинацией реле утечки на землю.

Принцип реле утечки на землю

Существует несколько принципов, по которым реле утечки на землю могут обнаруживать ток утечки.

1. В случае постоянного тока

Когда целью является постоянное напряжение, существует метод обнаружения напряжения относительно земли. Обычно средняя точка между двумя клеммами цепи постоянного тока имеет напряжение 0 В относительно земли, но когда происходит ток утечки, сторона клеммы проводки с замыканием на землю становится 0 В относительно земли. Поэтому ток утечки можно обнаружить, измерив напряжение земли на обеих клеммах.

2. В случае переменного тока

В случае переменного тока его также можно обнаружить, измерив возвратно-поступательный ток. В общем, сумма возвратно-поступательных токов в электрической цепи равна, но когда происходит замыкание на землю и ток течет между двумя клеммами, сумма возвратно-поступательных токов не равна. Поэтому ток утечки можно обнаружить, измерив ток в обоих направлениях и проверив, сбалансирован ли он.

3. Ток нулевой фазы

Существуют и другие методы измерения тока нулевой фазы. Магнитные поля всегда генерируются вокруг кабелей, по которым проходит переменный ток, но они характеризуются тем, что они нейтрализуют друг друга наружу и внутрь.

При возникновении замыкания на землю одно из магнитных полей становится сильнее другого, поэтому они больше не могут полностью компенсировать друг друга, что приводит к возникновению тока нулевой фазы из-за магнитного поля. Проверяя этот ток нулевой фазы, можно обнаружить ток утечки.

Типы реле утечки на землю

Существует два основных типа реле утечки на землю: ненаправленные и направленные. Оба типа реле используют трансформатор тока нулевой фазы для измерения тока нулевой фазы, чтобы определить, есть ли ток утечки, и посылают сигнал тока утечки в цепь.

1. Ненаправленное реле утечки на землю

Это механизм обнаружения аварийного тока в случае утечки тока с помощью трансформатора тока нулевой фазы. Его также называют заземляющим реле.

Токи в трехфазной цепи переменного тока делятся на три типа: ток положительной фазы, текущий в положительном направлении на каждой линии, ток обратной фазы, текущий в обратном направлении, и ток нулевой фазы, текущий в той же фазе. Поскольку в случае утечки тока течет ток нулевой фазы, ток утечки можно проверить с помощью трансформатора тока нулевой фазы.

Ненаправленный тип проверяет только замыкания на землю, поэтому существует риск неисправности, если замыкание на землю происходит в верхней системе и т. д.

2. Направленное реле утечки на землю

Эта система обнаруживает ток замыкания на землю в случае замыкания на землю с помощью трансформатора тока нулевой фазы и детектора напряжения нулевой фазы. Его также называют направленным реле заземления.

Детектор напряжения нулевой фазы — это устройство, которое обнаруживает напряжение нулевой фазы с помощью конденсатора внутри устройства. Напряжение нулевой фазы обычно составляет 0 В, но в случае замыкания на землю генерируется напряжение.

Это напряжение делится последовательно соединенными конденсатором квадратной фазы и конденсатором обнаружения, а напряжение на конденсаторе обнаружения дополнительно уменьшается трансформатором. Реле направления замыкания на землю определяет направление замыкания на землю. Поэтому оно не выходит из строя, когда замыкание на землю происходит в верхней системе, а только прерывает замыкание на землю, которое происходит в его собственной системе.