Для защиты чего используется ELCB?

ELCB защищает людей от поражения электрическим током из-за утечки на землю, то есть токов, протекающих через поврежденные изоляционные материалы, воду или даже тело человека. Однако это название относится к двум совершенно разным приборам, и сегодня производится только один из них. Тип с управлением по напряжению защищал от наличия повышенного уровня напряжения на металлических корпусах, в то время как тип с управлением по току сейчас известен как RCCB или RCD, и именно это устройство обеспечивает защиту от поражения электрическим током человека, стоящего на земле.

Краткий ответ: ELCB означает устройство защитного отключения по утечке на землю, которое используется для защиты людей и оборудования от воздействия тока утечки на землю. Существуют два основных типа. ELCB с управлением по напряжению (VO-ELCB) срабатывает при увеличении потенциала между металлическими частями установки и отдельным электродом заземления, когда напряжение достигает примерно 50 В, с временем срабатывания около 200-500 миллисекунд. Эта версия больше не используется. Второй тип — современный ELCB с управлением по току, который является современным RCCB, регулируемым стандартом IEC 61008. Чувствительность выбирается от 10 мА до 300 мА, а время срабатывания — от 25 до 40 мс. Если в современных спецификациях все еще упоминается ELCB, это фактически означает RCCB, и чувствительность измеряется в мА.

Два устройства, одно название

Терминология достаточно вводит в заблуждение, что приводило к реальным опасностям, когда оба продукта имели одно и то же название в отрасли. Правильный подход — различать их по измерениям, выполняемым каждым устройством.

ELCB с управлением по напряжению (VO-ELCB). Он измеряет потенциал между всеми металлическими конструкциями установки — рамами, трубами, коробками — и удаленным изолированным электродом заземления. Как только потенциал достигает значения около 50 В, устройство размыкает главный цепь.
ELCB с управлением по току. Он сравнивает ток, идущий по линии, с током, возвращающимся по нейтральному проводу. Любое расхождение указывает на то, что ток течет по другому пути. Из-за путаницы это устройство было переименовано IEC в устройство остаточного тока и сегодня приобретается под названиями RCD, RCCB или RCBO.

Другими словами, принцип работы в обоих случаях одинаков — используется защелкивающееся реле, при этом входящее электропитание подключается через контакты выключателя, что означает, что после срабатывания устройство отключает установку и не подключает ее снова до сброса.

Стоит точно определить, что означает “утечка на землю”, поскольку это явление, которое оба устройства предназначены обнаруживать: ток, покидающий заданную цепь и возвращающийся на землю по непреднамеренному пути. Это то, что является замыканием на землю и чем оно отличается от короткого замыкания, и это конкретная опасность, которую ELCB был разработан для прерывания.

Как работал тип с управлением по напряжению

С VO-ELCB имеется два заземляющих клеммника, и заземляющий проводник намеренно пропускается через него. Один клеммник подключен к проводникам, защищающим оборудование, а другой клеммник подключен к заземляющему электроду. Датчик катушки расположен между этими двумя клеммниками.

Если установка исправна, ток по этому пути не течет, и напряжение (потенциальная разница) остается на очень низком уровне. Если происходит повреждение изоляции и металлический корпус становится под напряжением, ток повреждения начинает течь в землю через заземляющий электрод, напряжение на металлической части поднимается выше удаленного заземляющего потенциала, и датчик катушки фиксирует это повышение, вызывая срабатывание устройства при напряжении около 50 вольт.

Обратите внимание на ограниченность зоны действия устройства. Это устройство может распознавать повреждения только тогда, когда ток возвращается через подключенный электрод. По сути, это означает:

Независимо от того, где происходит повреждение в заземляющем проводнике, ELCB становится бесполезным, без каких-либо признаков, указывающих на эту неисправность.
Любое другое соединение с землей в защищаемой системе, такое как второй заземляющий электрод, подключенные трубы и т. д., может привести к обходу тока мимо датчика и отключению устройства.
Если человек на земле касается любого проводника под напряжением, ток не проходит через проводной электрод и, следовательно, не будет обнаружен устройством. Это ограничение привело к снятию продукта с рынка.

Есть один момент, который делает эту конструкцию с напряжением лучше других, и я должен упомянуть его в интересах честности: она была менее подвержена ложным срабатываниям и могла обнаруживать постоянные токи утечки на землю, которые не видны индуктивным устройствам. Однако эти преимущества не оправдывают использование прибора, который работает без малейших признаков неисправности и не выполняет свою основную функцию.

Почему ELCB вышли из употребления

Три проблемы заслуживают упоминания в порядке значимости.

Зависимость от заземления. Нормальная работа систем пожарной безопасности на основе напряжения зависит от правильной, исправной установки заземления и наличия независимого опорного электрода. В старых зданиях поврежденные и проржавевшие заземляющие провода — одна из самых распространенных проблем, с которыми сталкиваются электрики. Если устройство не может сигнализировать о разрыве провода, оно не выполняет никакой функции безопасности.
Скорость и чувствительность. Порог в 50 В и время отключения 200-500 мс оставляют большой запас для принятия решения. Токовое устройство отключается при 30 мА за 25-40 мс, что является временем, позволяющим выжить. Следовательно, проблема времени и тока, связанная с физикой желудочковой фибрилляции, приводит к снижению эффективности ELCB.
Стандарты пошли другим путем. IEC 61008 определяет технические требования, характеристики, испытания и маркировку для устройств защитного отключения (УЗО) без встроенной защиты от сверхтока, в то время как IEC 61009 регулирует характеристики устройств с защитой от сверхтока. Однако УЗО с напряжением управления исключены из списка требований безопасности современными стандартами, что означает, что их можно выявить только по нарушениям при следующем аудите безопасности.

Соответственно, лица, ответственные за обслуживание зданий с устаревшими УЗО, должны понимать, что их замена означает не просто замену оборудования, а модернизацию системы заземления, которая использовалась вместе со старыми устройствами. Сравнение, которое имеет значение в этом случае, касается вариантов обнаружения тока, и как УЗО и дифференциальный автомат (RCBO) отличаются по ширине, стоимости и необходимости отдельного автоматического выключателя (MCB) является решением, которое действительно принимается при модернизации.

УЗО против УЗО с токовой защитой (RCCB) против дифференциального автомата (RCBO) против автоматического выключателя (MCB)

Существует четыре типа устройств, каждое с различными функциями, и только одно из них вышло из употребления.

MCB — это электромеханический выключатель, предназначенный для реагирования на избыточный ток в цепи. Он хорошо реагирует на неисправности, вызванные перегрузками или короткими замыканиями. Однако он не реагирует на токи утечки, поскольку эти токи слишком малы, чтобы вызвать значимую работу устройства.
Устройство токовой защиты от утечки, или RCCB, способно измерять дисбаланс между током, подаваемым в цепь, и током, возвращающимся из цепи, и срабатывать только в случае тока утечки. Однако оно не обеспечивает защиту от сверхтоков и поэтому находится выше в иерархии, при этом MCB устанавливаются ниже.
RCBO — это комбинация MCB и RCCB, преимущество которой заключается в том, что цепь всегда получает защиту от тока утечки. Это защищает систему от полного отключения даже в случае неисправности в одной цепи.
VO-ELCB — устаревшее устройство, которое использовалось в старых системах.

Выбор чувствительности определяет, будет ли устройство действительно спасать жизни. Согласно стандартам, 30 мА выбирается для конечных цепей, питающих розетки и другие места с опасностью для людей; 100 мА — для устройств, работающих в питающих цепях; и 300 мА требуется в случае наличия риска пожара. Важно помнить, что устройство на 100 мА никогда не может заменить устройство на 30 мА в любом случае. Устройства, такие как двухполюсные УЗО с номиналом 16–125 А в версиях Тип AC и Тип A являются современным аналогом устаревшего УЗО на том же месте в щите.

Еще одно ключевое различие возникло из-за изменений в нагрузках со временем. Типы остаточного тока — A.C, A, F или B — относятся к типам токов утечки, которые устройство может распознавать. Тип A.C управляет только синусоидальными токами утечки переменного тока и сейчас устарел для применения в современных электронных нагрузках. Тип A охватывает пульсирующие токи постоянного тока, которые применимы к большинству импульсных блоков питания, источников бесперебойного питания и двигателей. Тип F состоит из нескольких частот, охватывающих до одного килогерца для некоторых однофазных инверторов, стиральных машин и тепловых насосов. Что касается типа B, то мы руководствуемся стандартом IEC 62423, что означает, что тип B включает не только гладкий постоянный ток, но и является обязательным для зарядных устройств электромобилей, фотогальванических инверторов, а также промышленных двигателей. Сегодня указание типа A.C для применения является явным недоразумением, что становится очевидным, когда нагрузка, которую защищает устройство, перестает быть резистивной.

Где их еще можно встретить

Напряженческие УЗО (Voltage-operated Earth Leakage Circuit Breakers, ELCB) все еще используются в старых жилых и легких коммерческих установках, а также на некоторых промышленных объектах, которые продолжают использовать оригинальную конструкцию, и в странах, где этот тип был распространен до появления устройств с токовым управлением. Факт, что некоторые из этих устройств все еще эксплуатируются, усложняет ситуацию. Это связано с тем, что устройство, которое кажется исправным в полностью функционирующей установке, может быть отключено из-за замыкания на землю в тот момент, когда оно должно сработать.

Токовые УЗО находятся в другой категории. Их использование широко распространено в таких областях, как электротехника и промышленная технология в Юго-Восточной Азии и Индии, хотя функциональное название этого типа устройств было изменено на “токовые автоматические выключатели” (или сокращенно “RCCB”). Спецификация, запрашивающая “ELCB”, всегда подразумевает RCCB. Чтобы подтвердить, что устройство является токовым, необходимо проверить технический паспорт на ожидаемое значение тока срабатывания, а не полагаться на название на упаковке: если устройство рассчитано на миллиамперы, значит, оно токового типа. Такая же практика наименования распространена в регионах, где осуществляется модернизация защиты от утечки тока в старых зданиях, как, например, в этом обзоре как специфицируется и модернизируется защита от утечки тока на Филиппинах, где местные нормативы и доступное на рынке оборудование не всегда совпадают.

Модернизация старой установки

Замена ELCB не так проста, как замена одного устройства на другое. Необходимо провести пять важных проверок, иначе ELCB будет работать неправильно — либо срабатывать по ошибке, либо не срабатывать вовсе.

Система заземления. В цепи VO-ELCB необходимо подключать заземляющие проводники через устройство. В этом случае необходимо проверить заземляющие соединения, а не просто полагаться на них.
Нейтраль. Устройства с токовой защитой обнаруживают все активные линии. Поэтому, чтобы избежать ложных срабатываний, не должно быть подключения нейтральных проводников к земле после устройства, и все проводники должны быть раздельными без общих заземлений.
Чувствительность и селективность. Для цепей с чувствительной защитой необходимо выбирать 30 мА, в то время как для менее чувствительных цепей следует выбирать устройство с номинальным током 100–300 мА.
Тип нагрузки. Тип УЗО должен выбираться в зависимости от характера нагрузки. Оборудование с регулируемым приводом, инвертором или любое оборудование на постоянном токе требует использования устройств типов A, F или B вместо УЗО типа AC.
Требование защиты от перегрузки в той же цепи. Ограниченное пространство в распределительном щите может потребовать использования специальных модулей, которые объединяют обе функции. Автоматический выключатель на 63 А в конфигурациях 1P до 4P с кривыми срабатывания типов B, C или D. is the overcurrent half of that pairing, and the trip curve is chosen against the inrush of whatever the circuit actually feeds.

One last piece of advice that should be considered by whoever advises on the work is to take advantage of the replacement of ELCB to inspect the earth system as a whole; the old device was the only installation where the proper functioning depended on this ground connection. If the ground connection was faulty, there would be no warning on the installation, while the new device would not be useful.

Часто задаваемые вопросы

What does an ELCB protect against?

Earth leakage refers to a condition whereby the current escapes from the live wire through an unplanned route, possibly even via a human body. The voltage-operated earth leakages work when current gets back to earth through the metal parts of the equipment connected to its electrical earth, disconnecting at around 50 V. The current-operated earth leakages work against the leakage itself and are available at different dependence on current starting from 10 mA to 300 mA (standard is 30 mA for safety in a final circuit).

Why is ELCB no longer used?

The voltage-operated type of earth leakage circuit breaker has been eliminated due to its silent failure and inability to detect the important fault. Its operational principle only allows to detect the leakage flowing through its earth electrode, and any cut of earth conductor or any additional earthing in the circuit is going to be fatal for its proper function without giving any signal. Its current can’t be detected in case a human is touching the ground. Being at the level of around 50 V for cutting, and 200-500 ms for reaction, the voltage-operated type of ELCB does not provide appropriate level of shock protection. In comparison, the current-operated ELCBs are measuring the current imbalance directly, work independently of the integrity of paths to the earth and shut down within 25-40ms for 30 mA.

What is the difference between a GFCI circuit and an ELCB?

They tackle the same issue by employing a different threshold and different reference point. The GFCI is considered a Class A product by US UL standards and reacts to current leakage between 4 and 6 mA within 1/40 seconds countrywide public safety code guidelines mandatory application say bathrooms, kitchens, garages, outdoors and several other locations which are indicated and interpreted by electrical currents. The ELCB, on the other hand, stands for the current-operated RCCB following IEC 61008. The most common variant used in personal protection systems has sensitivity of 30 mA. It is also possible to use RCCB with grammatic errors of 100 mA and 300 mA for applications relating to electrical protection against electric shock and switchgear and circuits against overloads, respectively.

What are the two types of ELCB?

Electricity-operated and current-operated. The electricity-operated ELCB (EO-ELCB) detects an increase in voltage between the metal structure of installation and distant earthing electrode and operates when this falls outside the 50V range. The current-operating ELCB measures the difference between the current flow in the live wires and return on neutral, and operates due to the disparity in electric flow; this term was reassured by IEC which is the actual name we use in the market today appearing as RCCB, RCD or RCBO. Majority of devices available on the market are current-operated, and checking the selected units sensitivity in milliamp is the easiest choice to make.

Ссылки

Заключение

The ELCB shows us how important it is to use correct terminology in electrical protection. One device detects a rise in voltage and only protects the metal connected to its own electrode. Another device, however, measures current imbalance and protects the person using the tool. The two devices have been called the same for many years, prompting the IEC to change the name of the survivor. When you come across a specification that states ELCB, the first thing to look for is its sensitivity, in milliamperes. If that is absent from the specification then you are looking at a device that should have been replaced by a current-operated circuit breaker ages ago.