Остаточный ток на вилке

Недавно пришлось очень солидно почитать теоретические основы электротехники в связи с одним переводом, а также и большое количество публикаций на эту же тему. При этом я натолкнулся на любопытный момент, который может быть и не всем переводчикам нужен, но как мне кажется кому-то и пригодится.

. Следует отметить, что термин «устройство защитного отключения — УЗО», принятый в отечественной специальной литературе, наиболее точно определяет назначение данного устройства и его отличие от других коммутационных электрических аппаратов — автоматических выключателей, выключателей нагрузки, магнитных пускателей и т.д.

За рубежом приняты следующие обозначения:

В Германии, Австрии — Fehlerstrom-Schutzschalter.
Сокращенно: FI-Schutzschalter.
(F — Fehler — повреждение, неисправность, утечка, I — символ тока в электротехнике, Schutzschalter — защитный выключатель.

Во Франции — disjoncteur differentiel (дифференциальный вы- ключатель).
Сокращенно: DD.

В Великобритании — earth leakage circuit breaker (выключатель тока утечки на землю).
Сокращенно: e.l.c.b.

В США — Ground Fault Circuit Interrupter (размыкатель тока утечки на землю).
Сокращенно: GFCI.

В настоящее время действует международная классификация УЗО, разработанная международной электротехнической комиссией — МЭК (IEC) — (табл. 4.1).

Принято общее название — residual current protective device — RCD.

Точный перевод — защитное устройство по разностному (дифференциальному) току.

Таблица 4.1
RCD residual current protective device — защитное устройство по дифференциальному (разностному) току (общее название УЗО)
PRCD portable residual current protective device — переносное защитное устройство по дифференциальному току
PRCD-S portable residual current protective device — safety — переносное защитное устройство по дифференциальному току (в кабеле-удлинителе)
SRCD fixed socket outless residual protective current device — защитное устройство по дифференциальному току (встроенное в розетку)
RCCB residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection — защитное устройство по дифференциальному току без встроенной защиты от сверхтоков
RCBO residual current operated circuit breakers with integral overcurrent protection — защитное устройство по дифференциальному току со встроенной защитой от сверхтоков
RCM residual current monitor — устройство контроля дифференциального тока (тока утечки)

Слово «residual» имеет два варианта перевода на русский язык — «разностный» и «остаточный». Термина «остаточный ток» в отечественной электротехнической терминологии не существует.

Правильным переводом, точно отражающим физический смысл понятия «residual current» будет «разностный ток».

Термин «разностный ток» также точно соответствует применяемому в отечественной электротехнике определению «дифференциальный ток».

Применение же термина «остаточный ток» приводит к различным недоразумениям. Тем более недопустимо применение ошибочного термина в государственном стандарте.

Другая неточность, также присутствующая в российских стандартах, это определение УЗО, как «устройства, управляемого остаточным током».

В таком определении нарушен принцип причинно-следственной связи. Устройство не управляется этим током, а реагирует на него! Следует отметить, что в новом 7-ом издании ПУЭ применяется правильный термин — УЗО, реагирующее на дифференциальный ток.

К сожалению, в последних отечественных стандартах (серии ГОСТ Р 51326-99, ГОСТ Р 51327-99) также применена неточная терминология: в отличие от принятого в основном стандарте (ГОСТ Р 50807-95) определения и названия — УЗО, в указанных стандартах это устройство (в неточном переводе определения RCD стандарта МЭК) называется то выключатель дифференциального тока — ВДТ, то автоматический выключатель дифференциального тока — АВДТ, что вводит в заблуждение специалистов. Введение этих названий очень напоминает известный дорогостоящий административный эксперимент по переименованиям — «ГАИ — ГИБДД — ГАИ».

Характерно, что зарубежные специалисты в публикациях и технических документах применяют иногда термин RCD, однако в основном используют национальные названия — FI, DD, GFCI и т.д.

В рекламных проспектах некоторых российских фирм, торгующих электротехническими изделиями, а также многих зарубежных фирм — французских (Schneider, Legrand), китайских (ДЭК, ИЭК, Sassin, Chint), испанских (Circutor, GE Power), турецких (Federal, Tetsan) УЗО со встроенной защитой от сверхтоков (комбинированное) часто называется «дифференциальный автомат», или «дифференциальный выключатель», «дифференциальное реле».

Это название — ошибочное, не соответствует российским стандартам. Появилось оно в результате неправильного перевода иностранного термина, сделанного переводчиком, незнакомым с отечественной электротехнической терминологией.

В заключение раздела необходимо еще раз подчеркнуть важное значение использования правильной терминологии в такой серьезной области как электробезопасность. Термин «УЗО» применяется в России уже многие годы, имея верную смысловую нагрузку, он получил широкое распространение и признание у всех специалистов, занимающихся как разработкой, проектированием, так и практической реализацией систем электробезопасности. .

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой, таблицы показаний

Аккумуляторная батарея — специальное устройство, обеспечивающее напряжением приборы и электрические системы машины.

При неправильном подходе к техническому обслуживанию источника питания его срок службы может уменьшиться, что приведет к необходимости дополнительных затрат.

В регламенте диагностики АКБ прописана проверка нагрузочной вилкой.

Что это за устройство? Какие параметры можно измерить с его помощью? Что стоит учесть в процессе применения? Эти вопросы требуют детального рассмотрения.

Что такое нагрузочная вилка? Для чего она предназначена?

Нагрузочная вилка — устройство, предназначенное для измерения заряда 12-вольтного АКБ машины. Универсальные устройства могут работать с 24 – х вольтовыми АКБ.

По заявлению многих автовладельцев, этот прибор является надежным помощником в процессе проверки электрической части автомобиля. Найти такой нагрузочный прибор не составляет труда — он продается в любом автомобильном магазине.

В конструкцию изделия входит нагрузочный резистор, отличающийся большой мощностью, пара щупов, вольтметр и штырь.

Внешне простая вилка имеет следующий вид:

• Металлический кожух;
• Вольтметр (встраивается в корпус);
• Одна или несколько спиралей (резистор/сопротивление).

К «плюсовому» выходу подключается провод с большим сечением, а выход вилки с «минусовым» зарядом коммутируется со штырем из металла, расположенным в задней части кожуха.

На обратной стороне изделия имеется специальный зажим, позволяющий подключить нагрузочную вилку к АКБ машины.

На задней панели установлена пара гаек, применяемых для подключения спиралей (сопротивлений).

В каких случаях АКБ проверяется с помощью нагрузочной вилки?

С помощью измерительного устройства можно быстро определить уровень заряда или разряда источника питания.

Также можно сделать вывод, насколько исправной является АКБ, и будет ли результат в случае ее зарядки.

Вольтметр, встроенный в устройство, можно применять для проверки различных элементов бортовой сети машины.

Распространенные виды и типы нагрузочных вилок

В специализированных магазинах и на рынках можно встретить большое число нагрузочных вилок, которые отличаются конструкцией, диапазоном измерения и уровнем измеряемого тока.

Кроме того, такие измерительные приборы классифицируются по типу проверяемых АКБ — для щелочных и кислотных источников питания.

Главной особенностью является разница в нагрузке (чаще всего — от 1 до 12 Ампер).

Также существуют вилки, позволяющие проверять отдельные банки аккумулятора, если конструкция изделия дает такую возможность.

К наиболее популярным видам нагрузочных вилок можно отнести:

• НВ-Б — устройство, позволяющее измерять в напряжение в диапазоне от 0 до 3 Вольт. Максимальная нагрузка по току составляет 100 Ампер. Прибор используется для проверки аккумуляторов кислотного типа (напряжением 2 В) и щелочных АКБ (1,2 Вольта).
• Э 107 УХЛ4 — тип нагрузочной вилки для проверки 12-вольтовых автомобильных АКБ. Предел измерений в этом устройстве составляет от 0 до 20 Вольт. Граничная нагрузка по току — 100 Ампер.
• BH-01 — устройство, позволяющее измерять напряжение в диапазоне от 0 до 15 В. Рабочая температура составляет от 1 до 35 градусов тепла. Повторная проверка должна производиться через 15 секунд.
• HB-01 —прибор, отличающийся точностью в 2,5%, а также диапазоном измерений от 0 до 15 Вольт. Величина нагрузки — 100 или 200 Ампер. Температурный диапазон от 30 градусов мороза до 60 градусов тепла.
• НВ-03 — наиболее востребованное у автовладельцев изделие, отличительной особенностью которого является наличие электронного вольтметра с ЖК индикатором. В комплекте поставляется две нагрузки, которые можно по отдельности подключать к вилке. Максимальная токовая нагрузка — 200 А, напряжение — от 0 до 16 Вольт, а емкость проверяемых АКБ — от 15 до 240 А*ч. Изделие используется для проверки аккумуляторов на стандартное напряжение 12 Вольт. В случае подключения одной нагрузки предельный ток будет составлять 100 Ампер. При этом можно тестировать АКБ с емкостью 15-100 А*ч. Если установить две нагрузки, максимальный ток вырастает до 200 Ампер. При этом удается проверить АКБ на 100-240 А*ч.
• HB-04 — более мощное устройство, позволяющее тестировать аккумуляторы на 12 и 24 Вольта. Кроме того, с помощью прибора можно проверить отдельные элементы АКБ на 2 В. Точность измерений — 0,5%, диапазон напряжения — 0-32 В. Кроме того, изделие работает в широком диапазоне температур — от -20 до +60 градусов по Цельсию.

Особенности проверки: что нужно учесть?

Аккумуляторы автомобиля, отличающиеся небольшой емкостью, проверяются с помощью одной нагрузочной спирали.

Если же АКБ имеет большую емкость, требуется подключение дополнительной спирали.

Нагрузочные вилки предназначены для источников питания с емкость до 190-240 А*ч, что позволяет имитировать нагрузку аккумулятора стартером в момент пуска мотора. При этом ток нагрузки при подключении устройства будет равен 100-250 ампер.

При выборе устройства для проверки стоит обращать внимание на его конструкцию и возможности.

Так, более простые изделия способы измерить только уровень заряда АКБ, в то время как сложные устройства оборудованы амперметром.

Благодаря этой особенности, удается снять множество характеристик вторичной цепи.

В процессе использования нагрузочной вилки стоит учесть следующие моменты:

• Изделие должно применять при температурах от 1 до 35 градусов тепла. Некоторые модели могут работать в более широком температурном диапазоне — от -30 до +60 градусов Цельсия.
• Перед применением желательно внимательно изучить инструкцию и четко следовать рекомендациям производителя.
• В процессе применения нагрузочная спираль нагревается до высокой температуры, поэтому нужно действовать осторожно во избежание ожогов.

Инструкция по проверке

Наибольшую сложность у автовладельцев вызывает проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

Но здесь нет ничего сложного — достаточно следовать приведенной ниже инструкции:

Проверка без нагрузки.

Перед проведением измерений отсоедините аккумулятор от зарядного устройства или снимите клеммы машины.

С момента последней поездки должно пройти не меньше семи часов. Проверку АКБ лучше всего производить утром, после ночного простоя машины.

Убедитесь, что уровень электролита в аккумуляторе на достаточном уровне. В обратном случае стоит долить дистиллированной воды.

Нагрузочная вилка является переносным устройством, поэтому ей можно пользоваться без демонтажа аккумулятора с автомобиля.

Главное, чтобы АКБ не была холодной — оптимальная температура устройства от 20 градусов и выше. Если же она меньше, необходимо демонтировать источник питания и занести в тепло.

В процессе проверки пробки на АКБ должны быть закручены (если изделие является обслуживаемым).

Далее действуйте так:

• Подключите положительный провод (с клеммой нагрузочной вилки) к «плюсу» проверяемого источника питания.
• Подсоедините металлический штырь («минусовой» вывод) к отрицательному полюсу.
• Обратите внимание на показатели, которые отражаются на табло вольтметра.

В процессе проверки стоит ориентироваться на следующие параметры прибора (измерения производятся на ХХ):

• При напряжении 12,6-12,9 Вольт уровень заряда АКБ равен 100% (полный заряд).
• 12,3-12,6 В — 75%.
• 12,1-12,3 В — 50%.
• 11,8-12,1 В — 25%.
• 11,5-11.8 В — полный разряд.

Если проверка показала заряженность аккумулятора на 100 процентов, можно переходить к следующему этапу — проведению измерений под нагрузкой.

Проверка под нагрузкой.

Как отмечалось выше, к этой работе можно прибегать, если уровень напряжения на вольтметре составляет 12,6-12,9 Вольт.

Для начала необходимо прочесть инструкцию, где указаны подробные рекомендации производителя.

Нагрузка подключается с учетом информации в мануале, после чего коммутируется нагрузочная вилка.

Здесь алгоритм действий тот же, что и в прошлом случае. Учтите, что в момент прикосновения штыря вилки к «минусовому» полюсу появляется искрение из-за протекания большого тока в месте контакта.

В рассмотренной выше проверке время подключения нагрузочной вилки к аккумулятору не имеет значения. Здесь же этот нюанс важен.

В случае измерения под нагрузкой параметры должны сниматься на 5-ой секунде проверки, после чего вилка сразу отключается.

Удерживание измерительного прибора в подключенном состоянии больше пяти секунд запрещено.

В процессе измерения на приборе нагрузочной вилки высвечивается напряжение, по которому можно делать вывод об исправности и уровне заряда источника питания.

В случае, когда напряжение больше 9 Вольт, можно говорить об исправности источника питания. Если этот параметр меньше, стоит еще раз выполнить проверку. При неудовлетворительных результатах можно делать вывод выходе АКБ из строя.

Если аккумулятор разряжен не полностью, с помощью нагрузочной вилки можно определить уровень заряда источника питания:

• Если напряжение выше 10,2 Вольт, это говорит о максимальном заряде батареи;
• При 9,6 Вольта АКБ заряжена на 75%;
• 9,0 В — 50%;
• 8,4 В — 25%;
• Если напряжение меньше 7,8 В, аккумулятор полностью разряжен.

После проверки под нагрузкой необходимо провести первое испытание. Если в этом случае напряжение не возвращается до уровня 12,4-12,7 Вольт, имеет место проблема с одной или несколькими банками аккумулятора.

Злоупотреблять проверкой АКБ под нагрузкой не стоит, ведь частый разряд под большим током приводит к снижению ресурса изделия.

В процессе измерения запрещено прикасаться к металлическому штырю, ведь под действием высоких токов он сильно нагревается.

После каждого последующего измерения стоит делать паузу 3-5 минут для остывания штыря.

Купить нагрузочную вилку можно в магазине или сделать своими руками. При этом каждый автовладелец должен иметь такое изделие у себя в гараже, ведь переоценить его возможности и пользу невозможно.

Батарея не держит нагрузку, что делать?

При проверке нагрузочной вилкой напряжение на аккумуляторе должно «просесть», после чего оно начинает подниматься.

Если же этого не происходит, и АКБ не держит нагрузку (напряжение продолжает снижаться), можно делать вывод о выходе устройства из строя и необходимости его замены.

Технология проверки АКБ нагрузочной вилкой

1. Подготовка
2. Проверка без нагрузки
3. Как проверить под нагрузкой?

Нагрузочная вилка – проверочный инструмент, создающий нагрузку, которая имитирует нагрузочный ток (мощность), потребляемый стартером в моменты запуска двигателя автомобиля.

Подготовка

Отключите АКБ от бортовой сети вашей легковой машины. Снимать батарею полностью с её посадочного места в автомобиле незачем: на качество проверки это не влияет. Дайте АКБ постоять без нагрузки при нормальных условиях (комнатная температура). Если батарея – кислотная, негерметичная, то переместите её, например, в помещение кладовой или прихожую квартиры. Интервал выдержки аккумулятора – не менее 7 ч. Идеальный вариант в летнее время – провести утреннее испытание, после вчерашней поездки должно пройти не менее нескольких часов. Зимой, когда температура низкая, не следует проводить испытания на улице или в неотапливаемом гараже. Перед проведением проверки отвинтите пробки аккумулятора, если его конструкция предполагает их наличие.

Убедитесь, что уровень электролита приемлемый. При понижении уровня, когда часть воды разложилась на водород и кислород, которые затем улетучились сквозь микрощели между крышками или специальные спускные клапаны, долейте дистиллированной воды. Отчистите клеммы КБ от грязи и слоя подкисленного металла.

Для исключения потерь на дополнительное сопротивление, которое создают грязевая и окисная плёнки, следует зачистить и клеммы, и выводы АКБ.

Если вы не хотите купить промышленную вилку для проверки нагрузочных показателей аккумулятора, опасаясь низкого качества производителя, то сделать подобное устройство можно и самостоятельно. Например, таким устройством может быть самодельный прожектор на основе сверхмощных и суперъярких светодиодов, изготовленный в виде квадратной матрицы (такие часто устанавливают, например, на футбольных стадионах), подключённый к такому же по мощности источнику бесперебойного питания, преобразующему 12 В постоянного тока в 220 В переменного.

Новички часто используют в качестве эквивалентного резистора кусок толстой нихромовой спирали сечением не менее 1 мм2, помещённую в кварцевую трубку из-под электрического обогревателя, отработавшего свой срок. Сечение проводов при этом должно быть не менее 20 мм2 – примерно как кабель сварочного инвертора или подстанции. Если под рукой не оказалось спирали, то такую скрутку можно изготовить из проводов, взятых из старой электротехники, к примеру, от вышедшего из строя источника бесперебойного питания, настольного ПК и так далее.

При покупке вилки проверьте её соответствие заявленным параметрам. Попросите продавца проверить её на тестовом (не новом) аккумуляторе, который может быть, к примеру, принесён из сервисного центра. Промышленные нагрузочные устройства, не изготовленные домашним мастером своими руками, обладают корпусом и внешним исполнением, отдалённо напоминающим сварочный инвертор.

Наиболее дорогие вилки оснащаются амперметром на сотни ампер или даже на один килоампер, сопротивление прибора настолько мало (благодаря сверхмощному щупу сопротивлением в единицы миллиом), что обмотка амперметра практически не пострадает: более 99,99% тока, протекающего через вилку, проходит как раз через него.

При изготовлении амперметра, рассчитанного на ток в сотни ампер, и испытательных вилок мастера руководствуются законом Ома для участка электрической цепи.

Проверка без нагрузки

Выполнив подготовку по предыдущей инструкции, подключите нагрузочную вилку, соблюдая полярность. Нагрузка должна быть на устройстве (вилке) обесточена. Красный провод (или оранжевый) подсоединяют на «плюс», синий (фиолетовый, чёрный) на «минус». Нагрузочная вилка – портативное приспособление, снимать АКБ с машины не следует, когда на улице достаточно тепло (не менее +20).

Завинтите пробки, если они есть на АКБ. Удостоверьтесь, что вольтметр показывает допустимое напряжение (порядка 12,6 вольт). Показания до 12,9 вольт демонстрируют полный заряд, 12,3… 12,6 – три четверти заряда, 12,1… 12,3 – половина, 11,8… 12,1 – четверть, 11,5… 11,8 – АКБ полностью разряжена. Случай, при котором напряжение стремится к 13 вольтам, идеален для проведения нагрузочного испытания.

Как проверить под нагрузкой?

Нельзя включать переключатель нагрузки в положение «1», когда вилка ещё не подключена: провода могут оплавиться, а клеммы – отгореть. К «минусовому» выводу АКБ подключается «крокодил», к «плюсовому» – штырьковый вывод, причём он не накидывается на «плюс», как «минусовая» клемма, а лишь касается его. Это делается для того, чтобы было легко разорвать цепь через 5 секунд. Включив выключатель нагрузки, вы столкнётесь с искрением, связанным с прохождением околопредельных токов через эквивалентное сопротивление, в роли которого выступает низкоомный шунт.

Измерения снимаются на 5-й секунде проверки, затем вилка отключается – во избежание порчи АКБ. Дело в том, что ток в 150… 400 А такой же, как и у стартера в процессе тех первых секунд, за которые двигатель должен завестись. Если превысить этот интервал, то провода и эквивалентный резистор вилки может накалиться и стать причиной ожога человека, проводящего испытания. В большинстве случаев напряжение, не опустившееся при проведении испытаний ниже 9 вольт, сообщает о пригодности АКБ для дальнейшего использования. Иначе – аккумулятор негоден для запуска двигателя, его стоит отправить в утиль либо использовать для питания гораздо более маломощных приборов и устройств, например, аварийного освещения в гараже или дома.

Проверка уровня заряда по падению напряжения производится по следующей схеме: при 9,6 В она составляла три четверти (до включения нагрузочной вилки), при 9 – половину от штатного номинала, при 8,4 – четверть. Однако четверть заряда может быть расценена как остаточная ёмкость в четверть номинала при значительном износе, половина заряда – соответственно, как половина ёмкости (износ АКБ заметно меньше). При резком падении напряжения до 7,8 В аккумулятор полностью разряжен.

Если в ближайшее время напряжение не вернётся на уровень хотя бы 12,6 В, то аккумулятор считается неисправным (например, разложилась одна «банка» из шести имеющихся). Разрушенная «банка» выступает как добавочный резистор – эквивалентное сопротивление, из-за которого получить штатное напряжение невозможно. Мастера, выяснив, какая банка разрушилась, вскрывают промежуточные выводы – и закорачивают её. Получившийся доработанный аккумулятор, сохранивший 5 из 6 емкостей, работающих в штатном режиме, не может исправно завести авто. Однако использовать АКБ, фактически лишённую одной «банки», как аккумулятор для фонаря-прожектора, можно.

Пластины, не полностью превращённые в сульфат свинца, не осыпавшиеся до конца, но деформировавшиеся и закоротившиеся, создают внутреннее замыкание, из-за которого порченная ёмкость не может на своих выводах выдать напряжение порядка 2… 2,1 В.

Источник: gk-rosenergo.ru