Problem dotyczy budowy przekaźników różnicowoprądowych. Mam w domu takie zabezpieczenie na prąd 40A i prąd różnicowy 30mA. Po kilku latach ekspluatacji zauważyłem, że to zabezpieczenie zaczyna się samo wyłaczać. Logiczne jest, że zaczołem szukać przyczyny, najpierw wyłączając kolejne odbiorniki , później kolejne bezpieczniki a na koniec odłaczając kolejne przewody od tablicy rozdzielczej. Ten okres trwał kilka miesięcy i czasami wydawało mi się, że znalazłem przyczynę, ale nie na długo. Ostatecznie okazało się, że przyczyną było samo zabezpieczenie. Rozebrałem to urządzenie i zaczołem analizować budowę i działanie. I tutaj nie mogę zrozumieć właśnie konstrukcji. Dodam, że jestem inżynierem elektrykiem i teoretycznie wszystko powinno być jasne.
Jednym z zasadniczych elementów tego zabezpieczenia jest transformator na rdzeniu toroidalnym z pięcioma uzwojeniami. Trzy to uzwojenia fazowe, a czwarte to uzwojenie przewodu zerowego. Teoretycznie wszystko jest zrozumiałe, suma wszystkich prądów a za razem i wywołanych przez nie strumieni magnetycznych w rdzeniu powinna zawsze być równa zeru, przy założeniu, że w odbiornikach nie ma upływności do przewodu ochronnego. Jednak na tym rdzeniu ilości zwojów nie są jednakowe. W każdej z faz jest po dwa zwoje, oczywiście grubym drutem ( około 2 mm ) natomiast w przewodzie zerowym jest pięć zwojów takim samym drutem. Na wierzchu jest nawinięte piąte uzwojenie, trzy zwoje drutem o średnicy około 0.4 mm i to uzwojenie jest podłączone do specjalnego elektromagnesu o którym póżniej. Nie mogę zrozumieć konstrukcji polegającej na tym, że w przewodzie zerowym jest inna ilość zwojów niż w fazowych. Przecież w układzie trójfazowym suma trzech prądów fazowych jest równa prądowi w przewodzie zerowym. Tak więc w moim zabezpieczeniu, w uzwojeniu pomocniczym zawsze indukuje się jakiś prąd. Sprawdziłem to w praktyce podłączając amperomierz do tego uzwojenia i zrozumiałem dla czego moje zabezpieczenie się wyłączało. Jedynym sensownym wytłumaczeniem takiej konstrukcji jest uwzględnienie przez konstruktora faktu, że instalacja ma swoją własną pojemność elektryczną i w przewodzie zerowym płynie znacznie mniejszy prąd pojemnościowy ze względu na małą różnicę potencjałów pomiędzy zerem a ścianą będącą na potencjale ziemi. Natomiast pomiędzy przewodem fazowym a ścianą jest różnica potencjałów równa napięciu fazowemu i stąd prąd pojemnościowy znacznie większy. Może dlatego uzwojenia robocze mają różne ilości zwojów.
Czekam na wyjaśnienie mi tej zawiłości konstrukcji.
Ciekawy jest natomiast mechanizm uszkodzenie tego zabezpieczenia. Aby go wyjaśnić muszę opisać konstrukcję owego elektromagnesu. Jest to rdzeń w kształcie litery U z ruchomą zworą na sprężynie. Jedna kolumna tego rdzenia jest magnesem stałym. Natomiast druga kolumna jest wykonana jako rdzeń nie będący magnesem, na którym jest nawinięte uzwojenie. Po dociśnięciu ręką zwory magnetycznej do rdzenia w kształcie litery U, jest ona przytrzymywana przez pole magnetyczne magnesu, mimo, że ciągnie ją sprężyna. Natomiast pojawienie się prądu elektrycznego w uzwujeniu powoduje osłabienie strumienia magnetycznego w całym rdzeniu i w konsekwencji zwora ze sprężyną odpada, uderzając jednocześnie w bardzo czuły wyzwalacz mechaniczny wyłączający całe zabezpieczenie. Prąd do elektromagnesu dostarczany jest z uzwojenia pomocniczego opisanego wyżej transformatora różnicowego.
Uszkodzenie zabezpieczenia polegało na osłabieniu siły magnesu stałego w układzie wyzwalacza. Po rozebraniu bez problemu namagnesowałem ponownie magnesem neodymowym ten rdzeń. Okazało sie jednak, że stopień namagnesowania był zbyt duży i zbyt dużego prądu trzeba było użyć aby zabezpieczenie działało. Aby zmniejszyć wielkość stałego strumienia magnetycznego podłączyłem do uzwojenia elektromagnesu wyzwalacza ( oczywiście po odłączeniu go od reszty układu ) napięcie zmienne o regulowanej wartości, co spowodowało częściowe odmagnesowanie rdzenia. Zrobiłem kilka prób aby pozostawić odpowiednie natężenie stałego pola magnetycznego. Po tym zabiegu całość działa poprawnie. Zrozumiałem jednocześnie przyczynę uszkodzenia zabezpieczenia. Z wykonanych wcześniej pomiarów wynikało, że cały czas przez uzwojenie pomocnicze transformatora różnicowego a zarazem przez podłączone do niego uzwojenie elektromagnesu wyzwalacza płynie prąd zmienny powodujący po mału odmagnesowanie magnesu stałego w wyzwalaczu. Dlatego po paru latach ekspluatacji zabezpieczenie samo się wyłaczało. Być może na odmagnesowanie miały wpływ udary prądu w trakcie jakichś przypadkowych zwarć, ale z całą pewnością w ostatnim etapie uszkodzenia, siła tego magnesu malała płynnie i stopniowo na przestrzeni kilku miesięcy.
Tutaj zadaję sobie i Wam pytanie czy producent popełnił błąd przy produkcji z ilością zwojów czy konstruktor stworzył bubla. Może ktoś rozbierał tego typu zabezpieczenia i zna ich konstrukcję.
Jednym z zasadniczych elementów tego zabezpieczenia jest transformator na rdzeniu toroidalnym z pięcioma uzwojeniami. Trzy to uzwojenia fazowe, a czwarte to uzwojenie przewodu zerowego. Teoretycznie wszystko jest zrozumiałe, suma wszystkich prądów a za razem i wywołanych przez nie strumieni magnetycznych w rdzeniu powinna zawsze być równa zeru, przy założeniu, że w odbiornikach nie ma upływności do przewodu ochronnego. Jednak na tym rdzeniu ilości zwojów nie są jednakowe. W każdej z faz jest po dwa zwoje, oczywiście grubym drutem ( około 2 mm ) natomiast w przewodzie zerowym jest pięć zwojów takim samym drutem. Na wierzchu jest nawinięte piąte uzwojenie, trzy zwoje drutem o średnicy około 0.4 mm i to uzwojenie jest podłączone do specjalnego elektromagnesu o którym póżniej. Nie mogę zrozumieć konstrukcji polegającej na tym, że w przewodzie zerowym jest inna ilość zwojów niż w fazowych. Przecież w układzie trójfazowym suma trzech prądów fazowych jest równa prądowi w przewodzie zerowym. Tak więc w moim zabezpieczeniu, w uzwojeniu pomocniczym zawsze indukuje się jakiś prąd. Sprawdziłem to w praktyce podłączając amperomierz do tego uzwojenia i zrozumiałem dla czego moje zabezpieczenie się wyłączało. Jedynym sensownym wytłumaczeniem takiej konstrukcji jest uwzględnienie przez konstruktora faktu, że instalacja ma swoją własną pojemność elektryczną i w przewodzie zerowym płynie znacznie mniejszy prąd pojemnościowy ze względu na małą różnicę potencjałów pomiędzy zerem a ścianą będącą na potencjale ziemi. Natomiast pomiędzy przewodem fazowym a ścianą jest różnica potencjałów równa napięciu fazowemu i stąd prąd pojemnościowy znacznie większy. Może dlatego uzwojenia robocze mają różne ilości zwojów.
Czekam na wyjaśnienie mi tej zawiłości konstrukcji.
Ciekawy jest natomiast mechanizm uszkodzenie tego zabezpieczenia. Aby go wyjaśnić muszę opisać konstrukcję owego elektromagnesu. Jest to rdzeń w kształcie litery U z ruchomą zworą na sprężynie. Jedna kolumna tego rdzenia jest magnesem stałym. Natomiast druga kolumna jest wykonana jako rdzeń nie będący magnesem, na którym jest nawinięte uzwojenie. Po dociśnięciu ręką zwory magnetycznej do rdzenia w kształcie litery U, jest ona przytrzymywana przez pole magnetyczne magnesu, mimo, że ciągnie ją sprężyna. Natomiast pojawienie się prądu elektrycznego w uzwujeniu powoduje osłabienie strumienia magnetycznego w całym rdzeniu i w konsekwencji zwora ze sprężyną odpada, uderzając jednocześnie w bardzo czuły wyzwalacz mechaniczny wyłączający całe zabezpieczenie. Prąd do elektromagnesu dostarczany jest z uzwojenia pomocniczego opisanego wyżej transformatora różnicowego.
Uszkodzenie zabezpieczenia polegało na osłabieniu siły magnesu stałego w układzie wyzwalacza. Po rozebraniu bez problemu namagnesowałem ponownie magnesem neodymowym ten rdzeń. Okazało sie jednak, że stopień namagnesowania był zbyt duży i zbyt dużego prądu trzeba było użyć aby zabezpieczenie działało. Aby zmniejszyć wielkość stałego strumienia magnetycznego podłączyłem do uzwojenia elektromagnesu wyzwalacza ( oczywiście po odłączeniu go od reszty układu ) napięcie zmienne o regulowanej wartości, co spowodowało częściowe odmagnesowanie rdzenia. Zrobiłem kilka prób aby pozostawić odpowiednie natężenie stałego pola magnetycznego. Po tym zabiegu całość działa poprawnie. Zrozumiałem jednocześnie przyczynę uszkodzenia zabezpieczenia. Z wykonanych wcześniej pomiarów wynikało, że cały czas przez uzwojenie pomocnicze transformatora różnicowego a zarazem przez podłączone do niego uzwojenie elektromagnesu wyzwalacza płynie prąd zmienny powodujący po mału odmagnesowanie magnesu stałego w wyzwalaczu. Dlatego po paru latach ekspluatacji zabezpieczenie samo się wyłaczało. Być może na odmagnesowanie miały wpływ udary prądu w trakcie jakichś przypadkowych zwarć, ale z całą pewnością w ostatnim etapie uszkodzenia, siła tego magnesu malała płynnie i stopniowo na przestrzeni kilku miesięcy.
Tutaj zadaję sobie i Wam pytanie czy producent popełnił błąd przy produkcji z ilością zwojów czy konstruktor stworzył bubla. Może ktoś rozbierał tego typu zabezpieczenia i zna ich konstrukcję.
Odbiór prądu w różnicówce może być zarówno z góry, ja i z dołu - jak Ci wygodniej. Co do N po lewej stronie - wydaje się, że jest to wygodne, jeśli dajemy RCD po lewej stronie tablicy, a na prawo od niego umieszczamy S-ki. W tym przypadku bez problemów łączymy wszystko razem "grzebieniem". Niestety nie wiem, czy ktokolwiek produkuje RCD z N po lewej. Popytaj w hurtowniach i sklepach elektrycznych, może coś znajdziesz.
