โครงสร้างหลักของตัวป้องกันการรั่วไหล

อุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลมีความไวสูงและทำงานรวดเร็วในการตอบสนองต่อไฟฟ้าช็อตและการป้องกันการรั่วไหลซึ่งไม่สามารถเทียบได้กับอุปกรณ์ป้องกันอื่นๆ เช่น ฟิวส์และสวิตช์อัตโนมัติ สวิตช์อัตโนมัติและฟิวส์จะต้องผ่านกระแสโหลดเมื่อปกติและต้องตั้งค่าการป้องกันการทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงกระแสโหลดปกติ ดังนั้นหน้าที่หลักของสวิตช์และฟิวส์คือการตัดความผิดพลาดของไฟฟ้าลัดวงจรแบบเฟสต่อเฟสในระบบ (สวิตช์อัตโนมัติบางตัวยังมีฟังก์ชันการป้องกันการโอเวอร์โหลดด้วย) อุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลใช้การตอบสนองและการกระทำของกระแสไฟตกค้างของระบบ ในระหว่างการทำงานปกติ กระแสไฟตกค้างของระบบจะเกือบเป็นศูนย์ ดังนั้นค่าการตั้งค่าการทำงานจึงสามารถตั้งค่าได้น้อยมาก (โดยปกติคือระดับ mA) เมื่อระบบได้รับไฟช็อตส่วนบุคคลหรืออุปกรณ์ เมื่อเปลือกหุ้มถูกชาร์จ กระแสไฟตกค้างจำนวนมากจะปรากฏขึ้นและอุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลจะทำหน้าที่ตัดแหล่งจ่ายไฟอย่างน่าเชื่อถือโดยตรวจจับและประมวลผลกระแสไฟตกค้างนี้
เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดการรั่วไหล สัญญาณกระแสไฟหรือแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติจะปรากฏขึ้น ตัวป้องกันการรั่วไหลจะตรวจจับและประมวลผลสัญญาณกระแสไฟหรือแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกตินี้เพื่อกระตุ้นให้ตัวกระตุ้นทำงาน เราเรียกตัวป้องกันการรั่วไหลที่ทำงานตามกระแสไฟฟ้าผิดปกติว่าตัวป้องกันการรั่วไหลแบบกระแสไฟฟ้า และตัวป้องกันการรั่วไหลที่ทำงานตามแรงดันไฟฟ้าผิดปกติเรียกว่าตัวป้องกันการรั่วไหลแบบแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนของตัวป้องกันการรั่วไหลแบบแรงดันไฟฟ้า ความเสถียรในการทำงานที่ไม่ดีเนื่องจากสัญญาณรบกวนจากภายนอก และต้นทุนการผลิตที่สูง จึงทำให้ตัวป้องกันการรั่วไหลถูกกำจัดไปโดยพื้นฐานแล้ว การวิจัยและการใช้งานตัวป้องกันการรั่วไหลในและต่างประเทศนั้นเน้นไปที่ตัวป้องกันการรั่วไหลแบบกระแสไฟฟ้าเป็นหลัก
อุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าใช้ส่วนหนึ่งของกระแสไฟฟ้าลำดับศูนย์ในวงจร (โดยปกติเรียกว่ากระแสไฟฟ้าตกค้าง) เป็นสัญญาณการทำงาน และส่วนใหญ่ใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เป็นกลไกกลาง อุปกรณ์ป้องกันประเภทนี้มีความไวสูงและฟังก์ชันครบครัน จึงได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ การใช้งาน อุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าประกอบด้วยสี่ส่วน:
1. ส่วนประกอบการตรวจจับ: ส่วนประกอบการตรวจจับสามารถกล่าวได้ว่าเป็นหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าลำดับศูนย์ เส้นเฟสที่ได้รับการป้องกันและเส้นกลางจะผ่านแกนวงแหวนเพื่อสร้างขดลวดปฐมภูมิ N1 ของหม้อแปลง ขดลวดที่พันรอบแกนวงแหวนจะสร้างขดลวดทุติยภูมิ N2 ของหม้อแปลง หากไม่มีการรั่วไหล กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่าน ผลรวมของเวกเตอร์กระแสไฟฟ้าของเส้นเฟสและเส้นกลางจะเท่ากับศูนย์ ดังนั้นจึงไม่สามารถสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่สอดคล้องกันบน N2 ได้ หากเกิดการรั่วไหลและผลรวมของเวกเตอร์กระแสไฟฟ้าของเส้นเฟสและเส้นกลางไม่เท่ากับศูนย์ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกสร้างขึ้นบน N2 และสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยังลิงก์กลางเพื่อประมวลผลเพิ่มเติม
2. ลิงก์กลาง: ลิงก์กลางมักประกอบด้วยเครื่องขยายสัญญาณ ตัวเปรียบเทียบ และรีลีส เมื่อลิงก์กลางเป็นอิเล็กทรอนิกส์ ลิงก์กลางยังต้องการแหล่งจ่ายไฟเสริมเพื่อจ่ายไฟที่จำเป็นสำหรับการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ หน้าที่ของลิงก์กลางคือขยายและประมวลผลสัญญาณรั่วไหลจากหม้อแปลงซีเควนซ์ศูนย์และส่งออกไปยังแอคชูเอเตอร์
3. แอคชูเอเตอร์: โครงสร้างนี้ใช้รับสัญญาณคำสั่งจากลิงก์กลาง ดำเนินการตามการกระทำ และตัดแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติที่ตำแหน่งความผิดพลาด
4. อุปกรณ์ทดสอบ: เนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลเป็นอุปกรณ์ป้องกัน จึงควรตรวจสอบเป็นประจำเพื่อดูว่าอยู่ในสภาพสมบูรณ์และเชื่อถือได้หรือไม่ อุปกรณ์ทดสอบจำลองเส้นทางการรั่วไหลโดยเชื่อมต่อปุ่มทดสอบและตัวต้านทานจำกัดกระแสแบบอนุกรมเพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์สามารถทำงานได้ตามปกติหรือไม่