Cómo funciona el disyuntor de fugas?

El interruptor automático de fugas se compone principalmente de un transformador de corriente de secuencia cero, una placa de componentes electrónicos, un disparador de fugas y un interruptor automático con protección contra sobrecargas y cortocircuitos. La protección contra fugas del interruptor automático de fugas se compone de un transformador de corriente de secuencia cero (parte sensora), un controlador de operación (parte de control) y un disparador electromagnético (parte de acción y ejecución). Todas las fases y líneas cero del circuito principal protegido pasan a través del núcleo de hierro del transformador de corriente de secuencia cero para formar el lado primario del mismo. El principio de funcionamiento del interruptor automático de fugas se puede entender básicamente como: el interruptor automático de fugas no puede proteger contra descargas eléctricas bifásicas que contactan dos fases simultáneamente. A continuación se ilustra:

En la figura, l es la bobina del electroimán, que acciona la desconexión del interruptor de cuchilla K1 en caso de fuga. Cada brazo del puente está conectado en serie con dos 1N4007 para mejorar la tensión no disruptiva. Las resistencias de R3 y R4 son muy elevadas, por lo que, al cerrar K1, la corriente que fluye a través de L es muy pequeña, insuficiente para abrir el interruptor K1. R3 y R4 son resistencias de ecualización de tensión de los tiristores T1 y T2, lo que reduce los requisitos de tensión no disruptiva de los tiristores. K2 es el botón de prueba, que simula una fuga. Al pulsar el botón de prueba K2, se conecta K2, lo que equivale a una fuga de la línea activa externa a tierra. De esta forma, la suma vectorial de la corriente de la línea trifásica y la línea cero que pasa por el anillo magnético no es cero, y se produce una salida de tensión inducida en ambos extremos a y B de la bobina de detección del anillo magnético, que activa inmediatamente la conducción T2. Dado que C2 se carga con un voltaje determinado de antemano, tras activarse T2, C2 se descargará a través de R6, R5 y T2 para generar voltaje en R5 y activar T1. Tras activarse T1 y T2, la corriente que fluye a través de L aumenta considerablemente, de modo que el electroimán actúa y el interruptor de accionamiento K1 se desconecta. La función del botón de prueba es verificar si el dispositivo funciona correctamente en cualquier momento. El principio de acción del electroimán causado por una fuga eléctrica en equipos eléctricos es el mismo. R1 es un varistor para la protección contra sobretensiones. Esta constituye básicamente la función más importante de la protección contra fugas en el principio de funcionamiento del interruptor automático de fugas.

Finalmente, describa brevemente el principio de funcionamiento y algunas aplicaciones comunes de los disyuntores domésticos de fuga. Como dispositivo eficaz de seguridad eléctrica, los disyuntores de fuga se han utilizado ampliamente y desempeñado un papel importante. Según investigaciones médicas, cuando el cuerpo humano se expone a una corriente alterna de 50 Hz y la corriente de descarga eléctrica es de 30 mA o menos, puede resistir varios minutos. Esto define la corriente segura de descarga eléctrica y proporciona una base científica para el diseño y la selección de dispositivos de protección contra fugas. Por lo tanto, los disyuntores de fuga se instalan en las ramas eléctricas donde se ubican aparatos móviles y en lugares húmedos. Es una medida eficaz para prevenir el contacto indirecto y las descargas eléctricas. La norma nacional establece claramente que "excepto las tomas de corriente del aire acondicionado, las demás tomas de corriente deben estar equipadas con dispositivos de protección contra fugas". La corriente de acción de la fuga es de 30 mA y el tiempo de acción es de 0,1 s. Considero que estos dispositivos son muy importantes en nuestra vida diaria y merecen nuestra atención.

Diagrama esquemático del principio de funcionamiento del protector contra fugas de un sistema de alimentación trifásico de cuatro hilos. TA es el transformador de corriente de secuencia cero, GF es el interruptor principal y TL es la bobina de liberación del interruptor principal.

Bajo la condición de que el circuito protegido funcione normalmente sin fugas ni descargas eléctricas, según la ley de Kirchhoff, la suma de los fasores de corriente en el lado primario del TA es igual a cero, es decir, de esta manera, el lado secundario del TA no genera fuerza electromotriz inducida, el protector de fugas no actúa y el sistema mantiene el suministro de energía normal.

Cuando se produce una fuga en el circuito protegido o alguien recibe una descarga eléctrica, debido a la existencia de una corriente de fuga, la suma fasorial de cada corriente de fase que pasa por el lado primario del TA ya no es igual a cero, lo que da como resultado una corriente de fuga IK.

Se genera un flujo magnético alterno en el núcleo. Bajo su acción, se genera una fuerza electromotriz inducida en la bobina del lado secundario de TL. Esta señal de fuga se procesa y compara a través del enlace intermedio. Cuando alcanza el valor predeterminado, se activa la bobina TL del disparador shunt del interruptor principal, el interruptor principal GF se activa automáticamente y se corta el circuito de falla, lo que proporciona protección.