Источник: Patrick Wagner, www.patrickwagner.de.
http://www.patrickwagner.de/Knowhow/FehlerstromSchutzschalter.html
Если вы хотите обтянуть новый дом или новую квартиру, или не очень старое имущество, найдите блок предохранителей устройства защитного отключения, которое защищает, в самом простом случае, ванну и туалет, а лучше всего электрическую цепь всего дома.
Я долго разбирался, пока не понял принцип работы действия автомата защиты от тока утечки. Сначала у меня было большое недоверие насчет правильного функционирования моего автомата защиты от тока утечки, в то время как я привел механизм в действие без соответствующего руководства, вобщем было подогнано напряжение (безопасность отключена).
Между тем, я завоевал большое доверие к автомату защиты от тока утечки, но главным образом потому, что я разобрался в его функциях и свойствах. Электромонтеры и электротехники хотят прыгнуть мне на горло, потому что я не истолковываю, не выражаю все профессионально. Но для меня это не является научной статьей, а всего лишь для того, чтобы постичь понимание важного устройства простыми словами; для лучшего наглядного объяснения всегда служит образец воды.
Я, безусловно, не гарантирую 100% точность всей информации на этой странице и не несу ответственность за несчастные случаи, которые возникают в результате экспериментов с электрическим током и электроснабжением.
Электрический ток, как известно, вырабатывается в большом количестве в крупных электростанциях и во многих маленьких электростанциях, и оттуда берет питание из европейских объединенных энергосистем, а оттуда уже распределяется в отдельные домашние хозяйства и фирмы. Электрический ток транспортируется через электрическую сеть высокого напряжения, которая имеет напряжение 120кВ и 380кВ. В Германии применяется, в основном, сеть 230/400 кВ. Электрический ток будет преобразовываться на электростанциях в высокое напряжение перед подачей питания в дома и квартиры прямо вниз.
Почему электростанции направляют электрический ток не прямо в подходящее напряжение от электростанции в домашнее хозяйство? Причина кроется в падении напряжения в соединительных проводах: подводится электрический ток на расстояние 100 км назад, при прохождении теряется электрическая энергия на 2 - 5 %, она также остается якобы на расстоянии. Эти управление транспортировки потерь заставляют минимизироваться, в них электрический ток может трансформироваться в высокое напряжение. На трансформаторных подстанциях и маленьких трансформаторных станциях ток высокого напряжения будет в конце концов преобразован опять вниз, к известному нам переменному напряжению 230 В, которое достигает наш дом.
Подключение дома к электрической сети состоит, как правило, из 4 линий, трех фаз L1, L2 и L3, а также из нейтрального проводника N (так называемого, нулевого провода). Три проводника L1, L2 и L3 могут, в некотором роде, обозначаться, как источники тока, во время того как нулевой проводник представляет собой характер утечки тока.
В принципе будут подаваться 2 проводника, фаза L1 и нейтральный проводник N. Я ограничиваюсь дальнейшим толкованием фазы и нулевого проводника.
В подвале или перед входом в дом находится электрическое присоединение. Электрический счетчик подсчитывает электрический ток, который подходит от трех фаз L1, L2, L3, через потребитель и течет обратно по нулевому проводу. Главный предохранитель защищает всю электрическую проводку дома. Что значит защищает? Электрический ток вырабатывает, как известно, тепло (см. лампа накаливания), чем сильнее ток, который течет по кабелю, тем больше генерируется теплоты. Электрический ток будет чрезвычайно сильным, начнет накаливаться проводник (см. лампа накаливания), образовывается электрические дуги (см. сварщики) или жарится через кабель. Основной автоматический выключатель в подвале защищает здания всей электрической установки против высоких электрических токов и таким образом против возгорания кабелей и т. д.
После того, как электрический ток прошел по главному электрическому счетчику и по главному предохранителю, он достигает трех фаз тока в блоке предохранителей, где три “подводящие питающие линии” L1, L2, L3 симметрично распределяются к отдельному пространству и потребителю. Отдельные автоматические выключатели предохраняют отдельные электрические цепи в доме против высоких сил тока, как правило, от 15 Ампер.
В дальнейшем я буду говорить только об одной фазе L1 и нейтральном проводе N. На фазу L1 поступает также электрический ток (образно говоря) и к нулевому проводу течет он обратно. Тот, кто когда-нибудь видел штепсельную розетку или подключенную лампу, знает, что есть разве только черная фаза L1 и синий нулевой провод N, и еще третий желтый или зеленый кабель. При этом он действует на защитный провод, а также упомянутый заземляющий провод или заземление. Также при этом он действует на вид добавочного обратного провода, также, в некотором роде, на утечку токов на землю. Если эта “утечка” идет непосредственно на землю или течет обратно по проводу через электросеть, не играет никакой роли на его использование. Для чего этот проводник используется, объясняется в следующей главе.
Эти три фазы L1, L2 и L3 имеют по сравнению с землей иной потенциал, поэтому задается напряжение. Нулевой провод, с другой стороны, имеет потенциал земли. Закрывая только одну фазу L с нулевым проводом или непосредственно, или вместе с потребителем, так осуществляется выравнивание потенциалов, протекает ток. То же самое происходит, когда присоединяется фаза с защитным проводом. Этот процесс я могу объяснить в нижеизложенном разделе при помощи простой модели воды. Воду может быть лучше представить себе, чем электроны и разности потенциалов.
Возьмем небольшой горный пейзаж, озеро на горе верхней и нижней части долины. Водопроводная станция (электростанция) качает воду из долины вверх, для этого возьмем, к примеру, уголь. Вода в озере имеет потенциал земли, вода якобы отдыхает на земле. Вода в верховьях озера имеет более высокий потенциал и охотно течет вниз, когда это возможно.
На половине высоты находится наш дом. Линия L1 приводит непосредственно от верхнего озера в нашем доме на водопроводный кран. Линия соответствует в электричестве фазе L1 и водопроводному крану штепсельной розетки. Вращая водопроводный кран вытекает, как известно, вода, сюда приходит из высоко расположенного озера и тем самым оказывает серьезное давление. Но куда течет вода? Конечно, вода отводится через канализационную трубу N и течет обратно в нижнее озеро. Но наша вода может точно также и обыкновенно разбрызгиваться в саду; тогда она течет также обратно в нижнее озеро, либо назад сквозь землю. Этот тип естественной утечки соответствует круговороту тока по защитному или заземляющему проводу PE.
Подведем итог: вода, которая течет от водопроводной станции наверх, будет качаться в водохранилище, эта вода находится на линии L1 потребителя к распоряжению. У размыкания водопроводного крана вода течет через канализационный трубопровод N обратно к земле. Канализационный трубопровод N по каким-либо причинам поврежден, закупорен или его совсем нет, тогда вода течет через землю PE обратно вниз.
В случае круговорота электрической цепи электростанцией вырабатывается напряжение, которое находится на фазе L1 потребителя к распоряжению. При подключении потребителя (лампы) течет электрический ток от проводника L1 к нулевому проводу N и обратно к земле, например, к электрической станции. Если нулевого провода нет или он поврежден, тогда электрический ток течет через защитный провод PE вниз на землю.
Я писал выше, что к черной фазе L прилегает напряжение, которое якобы только ожидает, когда она сможет как-нибудь разгрузиться. В то время, как человек касается этой линии, тогда электрический ток находит дорогу сквозь тело к земле; замыкается электрическая цепь, человек получает электрический шок (см. красная линия на рисунке).
Но на самом деле не было упомянуто о человеке, когда электрический ток выводится от фазы L, отделяется синий нулевой провод.
Если закрыть фазу L вместе с нулевым проводом N (маленькая красная линия на рисунке), тогда течет электрический ток. Однако электрический ток не находит никакого препятствия до запущенного кабеля и таким образом будет очень большим. В таком случае можно говорить о классическом коротком замыкании. Он становится таким большим, что проводники перегорают или даже начинают гореть, если нет защитного аварийного автомата в блоке предохранителей, который ограничивает величину тока, например, магнитный поток размыкает определенную величину тока (15 A).
По-другому выглядит предмет, когда имеется потребитель между черной и синей линиями, висит, например лампа накаливания. Электрический ток наносит удар на сопротивление и непрерывно течет; лампа накаливания горит (см. лампу накаливания на чердаке нашей небольшого дома). Но не только лампа накаливания горит на чердаке в нашем доме, но также и нижние лампы накаливания. В этой лампе накаливания протекает электрический ток от черной фазы L через лампу накаливания и обратно сквозь зеленый заземляющий провод. Таким образом, становится очевидным, что никогда не должен подключаться потребитель.
Как можно представить модель воды? Сначала в классическом коротком замыкании: когда приточная труба будет связана непосредственно со сточной канализационной трубой, также ни один вентиль или кран, между этим лопается приточная труба (повреждение трубы), тогда водный поток будет очень большим и вытекает в целое озеро. Тут помогает только какой - нибудь запорный клапан (предохранитель). В обычном случае течет вода из водопроводного крана в утечку (сравните лампу накаливания на чердаке) или в неблагоприятном случае - от водопроводного крана на пол и оттуда обратно на землю ( сравните лампу накаливания на этаже ).
В предыдущем разделе мы видели, что в обычном случае электрический ток течет обратно от черного проводника сквозь лампу накаливания поверх синего проводника. Поток электрического тока по зеленому защитному проводу также возможен, но нежелателен. Протекание электрических токов через человека, который по ошибке вступает в контакт с черным проводом, не только нежелателен, но и опасен для жизни.
Для нежелательной утечки тока через заземляющий провод или человеческую особу, чтобы избежать ошибки автомата защиты от тока утечки внутри блока предохранителя. Автомат защиты от тока утечки находится до сих пор в знакомом защитном аварийном автомате. В наименьшем случае автомат защиты от тока утечки обеспечивает надежность ванны и туалета, но в идеальном случае все электропроводки дома проходят через автомат защиты от тока утечки, так что обеспечивается широкая безопасность.
Как функционирует автомат защиты от тока утечки на землю? Таким образом, автомат защиты от тока утечки на землю представляет из себя простой элемент, состоящий из двух электрических счетчиков: один счетчик измеряет, насколько большой протекает электрический ток через черный проводник в дом, а второй счетчик измеряет, насколько большой электрический ток возвращается обратно через синий проводник. При нормальных обстоятельствах, оба счетчика измеряют одинаковые количества. Однако, если человек прикоснется к черной фазе, то электрический ток будет протекать через тело к земле. Автомат защиты от тока утечки тотчас измерит разницу между притоком и оттоком (т. е. где-то будет течь ток утечки) и включается питание электрической цепи. То же самое происходит, когда электрический ток течет по зеленому заземляющему проводу на синий проводник и возвращается обратно на землю.
Можно ли также не раздумывая брать имеющееся устройство защитного отключения в штепсельной розетке или соприкасаться к фазе кабеля свободного протекания тока? Нет! Поражения электрическим током тем не менее происходит, так как сначала один раз электрический ток течет до автомата защиты от тока утечки, прерывая электрическую цепь. Этот электрический ток присутствует в обычном случае, в случае для разницы электрических токов от 10-30 мА автомат защиты от тока утечки разработан, хотя эти токи не смертельны, но угроза шока и страха может привести к травмам.