Princip činnosti a zařízení RCD (zbytkový proud zařízení)

Pro mnohé již není novinkou, že moderní domácí elektrická síť musí mít nutně ochranu RCD. Pro ty, kteří o takových ochranných prvcích stále nic neví, řekněme, že toto je základ lidské bezpečnosti. Zařízení také pomáhá předcházet požárům způsobeným elektrickým zapojením. Z tohoto důvodu nebude seznámení s tímto prvkem ochrany a automatizace zbytečné. Pojďme podrobně hovořit o zařízení, z čeho je konstrukčně vyrobeno a jaký je princip fungování RCD?

Jak dochází k úniku proudu?

Níže se podíváme na to, k čemu je RCD potřeba, ale nejprve si pojďme zjistit, co je současný únik? S touto koncepcí je spojena celá činnost zařízení.

Zjednodušeně řečeno, únik proudu se nazývá jeho tok z fázového vodiče k zemi podél cesty, která je k tomu nežádoucí a zcela neoprávněná. Může se jednat o tělo elektrických zařízení nebo domácích spotřebičů, kovové kování nebo vodovodní potrubí, vlhké omítnuté stěny.

Svodový proud se vyskytuje, když dojde k izolačním chybám, k nimž může dojít z několika důvodů:

• stárnutí v důsledku dlouhé životnosti;
• mechanické poškození;

• tepelný efekt v případě, že elektrická zařízení pracují v režimu přetížení.

Nebezpečí úniku proudu spočívá v tom, že pokud dojde k přerušení izolace elektrického vedení u výše popsaných předmětů (tělo přístroje, vodní potrubí nebo omítnutá vlhká stěna), objeví se potenciál. Pokud se jich někdo dotkne, bude jednat jako dirigent, jehož prostřednictvím bude proud proudit do země. Velikost tohoto proudu může být taková, že způsobí nejsmutnější důsledky až do smrti.

Video demonstrace provozu RCD

Jak zjistíte, zda je ve vašem domě unikající proud? Prvním příznakem tohoto jevu bude stěží znatelný účinek elektřiny, to znamená, že když se něčeho dotknete, zdá se, že jste byli mírně elektrickým proudem. Tento nebezpečný jev se nejčastěji vyskytuje v koupelnách. Aby byla zajištěna bezpečnost ve vašem vlastním bytě, musí být vybaven ochrannými prvky.

K tomuto účelu se používají RCD (jsou dešifrovány jako zařízení se zbytkovým proudem) nebo diferenciální stroje.

Jaký je základ vypnutí RCD?

Princip činnosti RCD je založen na metodě měření. Na vstupu a výstupu se zaznamenávají hodnoty proudů protékajících transformátorem.

Pokud je odečet vstupního proudu vyšší než výstup, dojde někde v obvodu k úniku proudu a ochranné zařízení je deaktivováno. Pokud jsou tyto hodnoty stejné, pak se RCD nespustí.

Vysvětlíme tento princip podrobněji v případě dvouvodičového a čtyřvodičového systému. RCD v jednofázové síti nefunguje, když proudy stejného rozsahu proudí fázovými a neutrálními vodiči. Pro třífázovou síť jsou vyžadovány stejné hodnoty proudu v neutrálním vodiči a součet proudů procházejících fázovými žilami. Pokud je v obou verzích sítě rozdíl v aktuálních hodnotách, znamená to poruchu izolace. To znamená, že tímto místem prochází únik proudu a zařízení zbytkového proudu bude fungovat.

Poté nelze RCD zapnout, dokud není nalezeno místo poškození.

Přeložme celý tento teoretický princip fungování RCD do praktického příkladu. Do domácího rozvaděče bylo instalováno dvoupólové zařízení na zbytkový proud.K jeho horním svorkám je připojen vstupní dvoužilový kabel (fázový a nulový). K dolním terminálům je připojena nula s fází, která vede k nějaké zátěži, například k výstupu, který napájí kotel na ohřev vody.

Ochranné uzemnění tělesa kotle se provádí drátem obcházejícím RCD.

Pokud je výkonová mřížka v normálním režimu, je pohyb elektronů prováděn podél fázového drátu od vstupního kabelu k topnému prvku kotle přes RCD. Přes RCD se pohybují zpět k zemi, ale již podél neutrálního drátu.

Proudy procházející zařízením mají stejnou velikost, ale jejich směr je opačný (opačný).

Předpokládejme, že dojde k poškození izolace na topném článku. Nyní bude proud protékající vodou částečně na těle kotle a poté přes ochranný zemnící vodič půjde do země. Zbytek proudu se vrátí podél neutrálního drátu přes RCD, pouze to bude již menší než příchozí přesně podle aktuální hodnoty úniku. Tento rozdíl je určen RCD a pokud je hodnota vyšší než nastavení vypnutí, zařízení okamžitě reaguje na přerušený obvod.

Stejný princip činnosti a ovládání RCD, pokud se osoba dotkne holého vodiče nebo těla domácího spotřebiče, na kterém se objevil potenciál. Svodový proud v takové situaci nastává lidským tělem, zařízení to okamžitě detekuje a zastaví dodávku elektřiny vypnutím.

Vážná zranění nebudou následovat, protože RCD reaguje téměř okamžitě.

Strukturální výkon

Návrh RCD nám pomůže zjistit, jak reaguje na aktuální úniky. Hlavní pracovní jednotky RCD jsou:

• Transformátor diferenciálního proudu.
• Mechanismus, kterým se elektrický obvod přeruší.
• Elektromagnetické relé.
• Kontrolní uzel.

Opačná vinutí jsou spojena s transformátorem - fáze a nula. Když síť pracuje v normálním režimu, tyto vodiče v jádru transformátoru přispívají k indukci magnetických toků, které mají vůči sobě opačné směry. V opačném směru se celkový magnetický tok rovná nule.

Zařízení a princip činnosti RCD je jasně znázorněno na následujícím videu:

Elektromagnetické relé je připojeno k vinutí sekundárního transformátoru, za normálních provozních podmínek je v klidu. Došlo k svodovému proudu a obraz se okamžitě změní. Nyní začínají fázovými a neutrálními vodiči procházet různé hodnoty proudu. V důsledku toho již nebudou existovat stejné magnetické toky v jádru transformátoru (budou se lišit jak velikostí, tak směrem).

V sekundárním vinutí se objeví proud a když jeho hodnota dosáhne nastavené hodnoty, bude fungovat elektromagnetické relé. Jeho spojení je provedeno ve spojení s uvolňovacím mechanismem, bude okamžitě reagovat a přerušit obvod.

Jako zkušební jednotka slouží obyčejný odpor (nějaký druh zátěže, jejíž připojení je provedeno, obejití transformátoru). Tímto mechanismem se simuluje svodový proud a kontroluje se funkční stav zařízení. Jak tato kontrola funguje?

Na RCD je speciální tlačítko „TEST“. Jeho hlavním účelem je dodávat proud z fázového drátu do zkušebního odporu a poté do nulového vodiče, obcházením transformátoru. V důsledku odporu bude proud na vstupu a výstupu odlišný a vytvořená nevyváženost spustí mechanismus vypnutí. Pokud se RCD během kontroly nevypnul, budete muset opustit jeho instalaci.

Vnitřní konstrukce různých výrobců RCD se může lišit, ale obecný princip fungování zůstává nezměněn.

Všechna zařízení se liší v principu činnosti. Jsou elektronického a elektromechanického typu.Elektronické RCD se vyznačují složitým obvodem, pro provoz potřebují další napájení. Elektromechanická zařízení nepotřebují externí napětí.

Jak je na obrázku vyznačeno RCD?

Pro připojené RCD jsou ve schématech dva obecně přijímané symboly.

Navzdory strukturální složitosti jsme se pokusili o co nejjednodušší označení zařízení. Nic není zbytečné, pouze následující prvky:

1. Transformátor diferenciálního proudu, který je schematicky znázorněn jako zploštělý kroužek.
2. Poláci (dva pro jednofázovou síť, čtyři pro třífázovou síť).
3. Spínač působící na rozpínací kontakty.

Navíc jsou to tyčky, které mají dva typy označení:

• Někdy jsou nakresleny v přímých svislých čarách, v závislosti na počtu (dvě nebo čtyři).
• V jiných případech se z důvodu kompaktnosti nakreslí jedna svislá přímka a na ni se aplikuje počet pólů ve formě malých šikmých čar.

Základní výkonové charakteristiky RCD

Aby zařízení fungovalo ve správný čas, je nutné jej správně vybrat podle jeho výkonových charakteristik a připojit jej.

• Hlavním parametrem je hodnota jmenovitého proudu. Toto je maximální proud, který toto zařízení vydrží po dlouhou dobu provozu, přičemž zůstává v provozním stavu a zachovává si své ochranné vlastnosti. Toto číslo najdete na předním panelu zařízení, musí odpovídat jednomu z údajů ve standardním řádku - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Tento parametr RCD závisí na zatížení chráněné linie a průřezu vodičů.

Schéma zapojení RCD umožňuje společnou instalaci tohoto zařízení s jističi.

Je důležité si to pamatovat, protože chránič RCD chrání pouze před únikem proudu a stroj bude reagovat na odpojení obvodu v režimu zkratu a přetížení.

Video ukazuje, zda je možné připojit RCD, pokud není v bytě uzemnění:

Podle jmenovitého proudu musí být RCD vybrán o řád vyšší, než je automatické zařízení instalované spolu s ním.

• Dalším důležitým parametrem je jmenovitý zbytkový proud. Toto je požadovaná hodnota aktuálního úniku pro deaktivaci RCD. Diferenční proudy mají také standardní rozsah, hodnoty v něm jsou normalizovány v miliampérech - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Na RCD je však tento údaj uveden v ampérech - 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. Tento parametr najdete také v pouzdru zařízení.

Pro ochranu osob na RCD je nutné nastavit nastavení svodového proudu na 30 mA, protože vyšší hodnoty povedou ke zranění, úrazu elektrickým proudem a dokonce ke smrti. Protože je nejnebezpečnější prostředí považováno za vlhké místnosti, je na RCD, které je chrání, zvoleno nastavení 10 mA.

Doufáme, že pochopením hlavního účelu RCD a principu jeho fungování nezanedbáte tento důležitý prvek ochrany a učiníte svůj život bezpečným.