Conținutul articolului
- Principiul funcționării RCD
- Tipuri RCD
- După natura curentului de scurgere
- Prin declanșarea tehnologiei
- După viteza de răspuns (întârziere)
- După numărul de poli
- Curent de scurgere
- Curent de funcționare
- Instalarea și conectarea RCD
- Verificarea RCD
În acest articol, vom lua în considerare scopul și principiul funcționării unui RCD. Să descoperim cum diferă dispozitivele de diferite tipuri, vom stabili în ce condiții sunt utilizate. Să vorbim separat despre conectarea acestor dispozitive de protecție..
Un RCD este un dispozitiv de comutare (oprit) care, atunci când curentul diferențial (curent de scurgere) atinge și depășește valoarea setată, deschide contactele și deconectează rețeaua sau secțiunea sa de la sursa de alimentare. Acest produs are mai multe denumiri: „întrerupător de curent rezidual”, „întreruptor de curent rezidual”, „întreruptor de protecție”. Într-un fel sau altul, dar sute de milioane de RCD utilizate în lume îndeplinesc două sarcini – protejează o persoană împotriva șocurilor electrice cu contact direct și indirect și împiedică un incendiu să aprindă cablurile. În multe țări dezvoltate, utilizarea comutatoarelor diferențiale este obligatorie.
Dispozitivele cu curent rezidual sunt concepute pentru a neutraliza curenții în caz de daune de tot felul instalațiilor electrice. În ciuda faptului că aceasta este doar o parte a măsurilor cuprinzătoare, în unele cazuri, RCD rămâne singurul mijloc de protecție, de exemplu atunci când: coborârea nivelului de izolare, ruperea conductorului de protecție neutru sau la valori mici ale curentului de avarie. Așadar, siguranțele (întreruptoarele) rup circuitul la valori curente (scurtcircuite sau supracurent) care sunt de câteva ori mai mari decât pragul critic pentru o persoană, la care apare o defecțiune a mușchiului cardiac, în timp ce RCD sunt declanșate în milisecunde și reacționează chiar și la cel mai mic curent.
Poate fi fatal să atingeți elementele sub tensiune din tabloul electric sau carcasele dispozitivelor electrice care sunt alimentate, de exemplu, dacă izolația este deteriorată, există întotdeauna riscul de a deteriora învelișurile cablurilor de cablare ascunse cu o unealtă. O persoană simte deja un curent de 5 mA, la 10 mA, mușchii se contractă, iar pragul „a nu se lăsa” se instalează, 30 mA provoacă insuficiență respiratorie, 50 mA provoacă aritmii cardiace, 100 mA – este posibil un rezultat letal. De aceea, conform standardelor americane, un RCD conceput pentru a proteja oamenii ar trebui să funcționeze la curenți de 4-5 mA, în Europa – 10 mA. În Rusia, nu există standarde stricte – dispozitivele de curent rezidual, în conformitate cu cerințele statului, trebuie utilizate în structuri metalice sau clădiri cu cadru metalic. Cu toate acestea, după publicarea celei de-a șaptea ediții a PUE, atitudinea față de RCD-urile din țara noastră s-a schimbat dramatic în bine.
Trebuie remarcat faptul că dispozitivul cu curent rezidual nu poate înlocui întreruptoarele care protejează cablarea, deoarece „nu observă” defecțiuni care nu sunt însoțite de curenți de scurgere, de exemplu, în cazul unui scurtcircuit între linie și neutru..
Principiul funcționării RCD
Funcționarea oricărui RCD se bazează pe monitorizarea echilibrului curenților între conductoarele pe care le include. Posibilele diferențe curente sunt detectate și comparate cu valorile specificate. Încălcarea soldului este o indicație pentru acționarea părții executive (întrerupător).
Unitatea principală de „urmărire” a RCD este un transformator diferențial cu trei înfășurări ale miezului feromagnetic: intrare, ieșire și control. Curentul care curge prin dispozitiv (de la conductorul de fază care trece la sursa de alimentare a consumatorului până la conductorul neutru care vine de la consumator) excită fluxurile magnetice cu poli opuși la înfășurări. Dacă aparatele de uz casnic, accesoriile de cabluri sunt în stare de funcționare bună, cablurile din zona protejată nu sunt deteriorate și nu există scurgeri la sol, atunci suma curenților este zero. Dacă, de exemplu, o persoană care stă pe o podea umedă atinge o sârmă goală, atunci o parte din curent își va trece corpul spre pământ, suma fluxurilor din dispozitiv va fi mai mare decât zero (curentul curge în RCD mai mult decât îl lasă). Apariția unei sume pozitive de curenți înseamnă că curentul trece și prin RCD, adică există o scurgere, deteriorare în circuit. În acest caz, echilibrul în înfășurarea de control a transformatorului este perturbat, apare o forță care este transmisă releului EMF, rupând contactul dintre linie și neutru. Forța electromotoare poate fi detectată de către tracker, care devine un semnal pentru oprirea solenoidului (actuatorului de putere) care ține contactele – circuitul este deschis.
Tipuri RCD
Dispozitivele cu curent rezidual (RCD) pot diferi în multe caracteristici, de la modul în care sunt instalate la scopul lor general. Clasificarea include sute de tipuri de RCD cu caracteristici proprii. Ne propunem să le luăm în considerare pe cele principale pentru a alege dispozitivul potrivit care să funcționeze corect în anumite condiții..
După natura curentului de scurgere
Conform acestui criteriu, RCD-urile sunt împărțite în dispozitive de tipul AC, A și B. Dispozitivele AC rup circuitul cu scurgeri de curent alternativ dacă cresc brusc sau lin. Aceste RCD sunt ieftine, sunt cele mai frecvente și sunt considerate acceptabile pentru majoritatea condițiilor de funcționare..
RCD-urile de tip A sunt declanșate nu numai prin curent alternativ, ci și prin curent continuu pulsativ, care crește brusc sau crește lin. Astfel de dispozitive sunt mai preferate pentru spațiile rezidențiale, deoarece unele aparate electrocasnice sunt tocmai sursa unui curent pulsativ constant, de exemplu, calculatoare, dimmere, televizoare, unele mașini de spălat (totul cu surse de alimentare cu semiconductor). Apropo, instrucțiunile pentru unii dintre acești consumatori indică faptul că trebuie conectate doar printr-un RCD de tip A. Aceste dispozitive de protecție sunt semnificativ mai scumpe decât clasa AC.
Tipul B este utilizat pentru curent continuu, alternativ și rectificat, în principal astfel de RCD sunt utilizate în instalații industriale.
Prin declanșarea tehnologiei
În funcție de principiul pe care este rupt circuitul, se distinge un RCD:
- electronic
- electromecanice
Dispozitivele de protecție diferențială electromecanică nu au nevoie de o alimentare completă de la rețea. Acestea sunt declanșate doar de un curent de scurgere care conduce un servomotor mecanic de înaltă precizie. Aceste dispozitive sunt relativ scumpe, puțini producători le produc, dar sunt considerate cele mai fiabile, deoarece funcționează în toate condițiile și nu depind de parametrii de putere..
RCD-urile electronice sunt de mai multe ori mai ieftine decât cele electromecanice, astfel încât acestea constituie cota leului de pe piața noastră. Pentru funcționarea acestor dispozitive este necesară o alimentare externă, care „își reînvie” electronica cu un amplificator. Problema principală este că, odată cu căderile de tensiune în rețea, eficiența RCD electronică (există o dependență a momentului declanșator) este redusă vizibil. În plus, există întotdeauna pericolul ca contactul direct sau indirect cu un element energizat (sârmă, terminal sau carcasă de dispozitiv) să apară atunci când conductorul neutru este deteriorat și, în consecință, RCD nu va fi alimentat și nu va funcționa. RCD-urile electronice nu protejează de toate riscurile, ci de majoritatea, așa că dacă trebuie să economisiți bani, atunci aceasta este și o opțiune bună. De asemenea, are sens să nu cheltuiți bani pe un dispozitiv electromecanic dacă rețeaua internă include o alimentare neîntreruptibilă sau un stabilizator de tensiune.
După viteza de răspuns (întârziere)
Litera S indică RCD, care funcționează cu o întârziere stabilită până la 0,5 secunde – „selectivă”. Acest tip de dispozitiv vă permite să creați sisteme de protecție „în cascadă” pe mai multe niveluri cu mai multe circuite protejate. Fiecare secțiune de urgență a rețelei, în funcție de sarcinile și implementarea schemei, va fi deconectată separat, în timp ce alimentarea generală a camerei va rămâne. RCD cu indice G au, de asemenea, o întârziere, dar este mult mai mică.
1 – cablu cu plumb; 2 – aparat introductiv; 3 – contor; 4 – RCD tip S; 5 – utilaje; 6 – autobuz zero; 7 și 8 – AC tip RCD; 9 – cablare electrică cu trei nuclee; 10 – autobuz de împământare
RCD selective sunt de obicei instalate în partea de sus a cascadei, prin urmare, în caz de scurgeri, dispozitivele neselective sunt declanșate mai întâi, fără a dezactiva toate circuitele protejate.
RCD moderne neselective de înaltă calitate funcționează în mai puțin de 0,1 secunde.
După numărul de poli
Pentru o rețea trifazată, se folosesc RCD cu patru poli. Protejează mai multe rețele monofazate sau consumatori separati trifazat (motor electric, plită …). În paralel cu acest tip de RCD, ar trebui să funcționeze un dispozitiv automat cu patru poli.
Pentru o rețea monofazată de spații rezidențiale, se folosesc de obicei dispozitive cu doi poli (linie și neutru).
Curent de scurgere
Curentul de scurgere (curent rezidual nominal sau „punct de referință”) în condiții de operare specificate este unul dintre parametrii principali care caracterizează caracteristicile funcționale ale dispozitivului cu curent rezidual. Bariera de graniță pentru clasificare este un curent de 30 mA. RCD-urile care operează în punctele inferioare de fluaj sunt considerate a fi astfel încât protejează o persoană de electrocutare. Dispozitivele, al căror curent de funcționare este mai mare de 30 mA, sunt considerate de stingere a incendiilor, deoarece pot fi conectate la ele o sarcină destul de mare, dar curenții diferențiali pe care le permit sunt periculoși pentru oameni. Uneori, RCD-urile de 30 mA sunt considerate universale, ele sunt cele mai frecvente.
RCD-urile ignifuge sunt prima etapă de protecție situată în tablou, sunt de obicei instalate pe întreaga rețea internă, dar pot fi utilizate și pentru a proteja consumatorii indivizi cu pericole grele și periculoase de aprindere (de exemplu, un încălzitor cu ventilator de bobină deschis). Curentul de scurgere al RCD-urilor de stingere a incendiilor este de obicei luat la 100-300 mA, uneori dispozitive de 500 mA sunt de asemenea utilizate ca dispozitive de stingere a incendiilor. RCD cu un curent mai mic nu pot funcționa în mod normal în aceste poziții, deoarece apar alarme false din cauza depășirii încărcărilor admise.
RCD cu un curent de scurgere de 10 mA sunt de obicei utilizate în a doua sau a treia etapă de protecție, sunt utilizate fie pentru conectarea elementelor de iluminat, fie pentru aparatele electrice individuale care sunt situate în zone periculoase, de exemplu, într-o baie, duș, piscină … Cu toate acestea, un cazan sau o mașină de spălat puterea prin ele, cel mai probabil, nu va reuși, deoarece volumul de muncă va fi limitat la 1,8 kilowati.
Rețineți că ratingul curent arată doar limita minimă de deplasare, astfel încât un RCD de 30 mA nu va deconecta circuitul cu o scurgere de 25 mA, ci va declanșa curenții care depășesc pragul de 30 mA..
Cu ce curent de scurgere este necesar să se aplice un RCD într-un anumit caz? În primul rând, este determinat curentul de scurgere al circuitului sau dispozitivului, acest lucru se poate face prin măsurare sau în conformitate cu reglementările actuale. Conform SP 31-110-2003, curentul de scurgere al dispozitivului este luat cu 0,4 mA pentru fiecare 1 A din puterea sa. De asemenea, se adaugă 10 μA pentru fiecare metru de conductor de fază. De exemplu, pentru un aparat electric cu o putere de 16 A, alimentat de un fir de douăzeci de metri, curentul de scurgere prevăzut ar trebui să fie egal cu 4,2 mA. Acum puteți ridica un RCD, dar acest lucru se face astfel încât curentul de scurgere al dispozitivului să nu depășească 33% din curentul de funcționare al dispozitivului cu curent rezidual. În cazul nostru, aceasta este de 12,6 mA. Un dispozitiv cu 10 amperi nu mai este potrivit, ceea ce înseamnă că este necesar să alimentați un RCD cu un curent de declanșare de 16 mA.
Curent de funcționare
Curentul de funcționare al RCD (sau sarcina maximă admisibilă) determină cât și ce putere pot fi alimentate de consumatori prin acest dispozitiv. Această caracteristică arată curentul care poate trece prin RCD mult timp fără a-l distruge..
Calculul RCD necesar se face din caracteristicile consumatorilor conectați la acesta. În rețelele electrice ale spațiilor rezidențiale, sunt frecvent utilizate RCD-uri cu putere mică, cu un curent de funcționare de 10 A. Dispozitivele de protecție diferențială cu o sarcină admisă de 16–32 A sunt considerate de putere medie. Dispozitivele pentru 40 A și mai multe sunt numite puternice.
Este de remarcat faptul că în practică există o relație clară între curentul de închidere și curentul de funcționare. Producătorii produc RCD, în care un indicator este mai mare, cu atât este mai mare celălalt..
Nu este dificil să se calculeze curentul de funcționare necesar al RCD, în orice caz, acesta trebuie să fie egal sau depășit puterea nominală a întrerupătorului circuitului protejat.
Dacă este posibil, reglarea curentului nominal de scurgere al RCD sunt:
- nereglementat
- reglabil (reglare continuă, reglare pas)
Prin prezența unei protecții de scurtcircuit, există un RCD:
- cu protecție la supracurent (întreruptoare diferențiale)
- cu protecție la supraîncălzire
- fără protecție la supracurent
Conform metodei de instalare, RCD este împărțit în:
- staționare sub formă de mașină automată, care sunt montate pe o șină într-un panou de montare;
- portabil – montat pe un prelungitor sau într-o pauză a cablului de alimentare;
- RCD în priză (utilizat pe scară largă în SUA).
Instalarea și conectarea RCD
În continuare, vom vorbi doar despre dispozitivele de protecție care sunt instalate în scut, deoarece în țara noastră sunt utilizate cel mai activ.
Într-o rețea gospodărească, sunt utilizate de obicei RCD-uri cu doi poli, care ocupă două locuri (36 mm) pe o șină din interior. Acestea sunt de obicei amplasate în apropierea liniilor circuitelor protejate, cu excepția dispozitivelor de stingere a incendiilor cu un curent de oprire de 100-500 A, care sunt instalate lângă mașina de intrare. RCD-urile pot fi, de asemenea, amplasate în ASU-uri de grup ale clădirilor de apartamente și panourile de podea ale unei case private.
Dacă cablarea este împărțită în grupuri, se recomandă instalarea unui singur RCD la intrare și a mai multor dispozitive din grupuri diferite, asigurând în același timp selectivitatea lor – deconectarea în cascadă. Pentru a face acest lucru, pe fiecare nivel de mai jos este instalat un RCD cu o cotă de călătorie mai mică sau o rată de călătorie mai mare.
Un RCD este conectat în conformitate cu o schemă de protecție a curentului de scurgere dezvoltată anterior. Sistemul de protecție este proiectat în funcție de funcțiile îndeplinite de dispozitiv și de caracteristicile specifice ale rețelei. Mai jos este o diagramă simplă pentru conectarea unui RCD la o instalație electrică cu împământare, care poate fi utilizat pentru a proteja circuitele individuale în sisteme de cascadă cu mai multe niveluri:
1 – cablu cu plumb; 2 – aparat introductiv; 3 – contor; 4 – RCD; 5 – utilaje; 6 – autobuz zero; 7 – cablare electrică cu trei nuclee; 8 – autobuz de împământare; 9 – fir de masă
După cum vedeți, nu este nimic complicat, să vă atragem atenția asupra unor puncte:
- Pentru funcționarea corectă a RCD, în circuitele protejate nu trebuie să existe contactul conductorului neutru de lucru cu elemente împământate sau cu conductorul PE de protecție. Pentru fiecare dintre ele, autobuzul său este utilizat în scut (GOST R 50571.3-94).
- Conductorul de împământare „nu participă” la conectarea RCD.
- Sursa de alimentare pentru RCD este conectată la bornele superioare. Conectorii pentru intrarea în fază pe RCD sunt de obicei desemnați „1”, pentru ieșire – „2”.
- Neutrul sursei de alimentare (zero, fir cu izolație albastră) trebuie conectat la conectorul marcat „N”. Această regulă trebuie respectată pentru RCD-uri de orice marcă, rating și scop..
- Cel mai important punct! Curentul de funcționare nominal al RCD trebuie să fie același sau mai mare decât curentul de funcționare al întrerupătorilor. Doar atunci mașinile vor putea proteja RCD-urile scumpe de suprasarcină..
- RCD instalat trebuie verificat pentru funcționare.
Verificarea RCD
După comutarea tuturor circuitelor, rețeaua intra-casă trebuie alimentată. Dacă întreruptoarele sau RCD-urile nu au declanșat, atunci nu există un scurtcircuit, iar conductorul neutru să nu contacteze masă.
Apoi, apăsați butonul „TEST” sau „T” situat pe panoul frontal al dispozitivului. Astfel, simulăm cu forță apariția unui curent de scurgere. Un RCD funcțional ar trebui să funcționeze imediat și să energizeze aria protejată. Dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci în caz de urgență, dispozitivul nu va ajuta să facă față problemei..
Ultima etapă a verificării poate fi considerată furnizarea unei sarcini către RCD. Este necesar să porniți unul câte unul toate dispozitivele care vor funcționa într-un anumit circuit și rețeaua în ansamblu. În cazul unor posibile defecțiuni, este necesar să se facă modificări în circuitul de protecție sau să se modifice ratingurile dispozitivelor de curent rezidual.
RCD-urile nu sunt singura cale de a proteja o persoană împotriva șocurilor electrice și a supraîncărcărilor de rețea, ceea ce poate duce la un incendiu. Dar deseori aceste dispozitive salvează vieți și asigură siguranța proprietăților cetățenilor..
Cum poti sa alegi si sa conectezi corect un RCD? Ce caracteristici trebuie sa iau in considerare? Este nevoie de un electrician pentru aceasta procedura sau o pot face singur? Astept raspunsurile si sfaturile voastre!