Zasada działania i urządzenie RCD (wyłącznik różnicowoprądowy)

Dla wielu nie jest już nowością, że nowoczesna domowa sieć elektryczna musi koniecznie mieć zabezpieczenie RCD. Dla tych, którzy jeszcze nic nie wiedzą o takich elementach ochronnych, powiedzmy, że to podstawa bezpieczeństwa człowieka. Urządzenie pomaga również zapobiegać pożarom spowodowanym przez przewody elektryczne. Dlatego znajomość tego elementu ochrony i automatyzacji nie będzie zbyteczna. Porozmawiajmy szczegółowo o urządzeniu, z czego jest zbudowane i jaka jest zasada działania RCD?

Jak powstaje prąd upływowy?

Poniżej zastanowimy się, do czego potrzebny jest RCD, ale najpierw zastanówmy się, co to jest upływ prądu? Z tą właśnie koncepcją wiąże się cała obsługa urządzenia.

Mówiąc prościej, upływ prądu nazywany jest jego przepływem z przewodu fazowego do ziemi wzdłuż ścieżki, która jest niepożądana i całkowicie nieuprawniona. Może to być korpus sprzętu elektrycznego lub AGD, metalowe armatury lub wodociągi, wilgotne otynkowane ściany.

Prąd upływowy występuje, gdy występują uszkodzenia izolacji, które mogą wystąpić z kilku powodów:

• starzenie się w wyniku długiej żywotności;
• uszkodzenie mechaniczne;

• efekt termiczny w przypadku, gdy sprzęt elektryczny działa w trybie przeciążenia.

Niebezpieczeństwo upływu prądu polega na tym, że w przypadku pęknięcia izolacji instalacji elektrycznej na obiektach opisanych powyżej (korpus urządzenia, rura wodna lub otynkowana wilgotna ściana), pojawi się potencjał. Jeśli ktoś ich dotknie, będzie działał jako przewodnik, przez który prąd trafi do ziemi. Wielkość tego prądu może być taka, że ​​spowoduje najbardziej smutne konsekwencje, aż do śmierci.

Demonstracja wideo działania RCD

Jak możesz sprawdzić, czy w Twoim domu występuje prąd upływowy? Pierwszą oznaką tego zjawiska będzie ledwo wyczuwalny efekt prądu elektrycznego, to znaczy, gdy czegoś dotkniesz, wydaje się, że jesteś lekko porażony prądem. Najczęściej to niebezpieczne zjawisko występuje w łazienkach. Aby zapewnić sobie bezpieczeństwo we własnym mieszkaniu, musi ono być wyposażone w elementy ochronne.

W tym celu stosuje się wyłączniki różnicowoprądowe (są odszyfrowywane jako wyłączniki różnicowoprądowe) lub maszyny różnicowe.

Jaka jest podstawa wyzwalania RCD?

Zasada działania RCD opiera się na metodzie pomiaru. Na wejściu i wyjściu rejestrowane są odczyty prądów przepływających przez transformator.

Jeśli odczyt prądu wejściowego jest wyższy niż wartość wyjściowa, oznacza to, że w obwodzie występuje upływ prądu i urządzenie zabezpieczające jest wyłączone. Jeśli te odczyty są takie same, RCD nie zadziała.

Wyjaśnijmy nieco bardziej szczegółowo tę zasadę dla systemu dwuprzewodowego i czteroprzewodowego. RCD w sieci jednofazowej nie działa, gdy prądy o tej samej wielkości przepływają przez przewody fazowe i neutralne. W przypadku sieci trójfazowej wymagane są takie same odczyty prądu w przewodzie neutralnym i suma prądów przepływających przez żyły fazowe. W obu wersjach sieci, gdy występuje różnica wartości prądu, oznacza to uszkodzenie izolacji. Oznacza to, że przez to miejsce przejdzie prąd upływowy, a wyłącznik różnicowoprądowy będzie działał.

Następnie RCD nie można włączyć, dopóki nie zostanie znalezione miejsce uszkodzenia.

Przełóżmy całą tę teoretyczną zasadę działania RCD na praktyczny przykład. W domowej rozdzielnicy zainstalowano dwubiegunowy wyłącznik różnicowoprądowy.Wejściowy kabel dwużyłowy (fazowy i zerowy) jest podłączony do jego górnych zacisków. Zero z fazą jest podłączone do dolnych zacisków, prowadząc do pewnego rodzaju obciążenia, na przykład do wylotu zasilającego kocioł wodny.

Uziemienie ochronne korpusu kotła odbywa się za pomocą przewodu omijającego RCD.

Jeśli sieć energetyczna jest w trybie normalnym, wówczas ruch elektronów odbywa się wzdłuż przewodu fazowego od kabla wejściowego do elementu grzejnego kotła przez RCD. Wracają do ziemi ponownie przez RCD, ale już wzdłuż przewodu neutralnego.

Prądy przepływające przez urządzenie mają tę samą wielkość, ale ich kierunek jest przeciwny (przeciwny).

Załóżmy, że doszło do uszkodzenia izolacji elementu grzejnego. Teraz prąd płynący przez wodę będzie częściowo znajdował się na korpusie kotła, a następnie trafi do ziemi przez ochronny przewód uziemiający. Reszta prądu powróci wzdłuż przewodu neutralnego przez RCD, tylko że będzie już mniejsza niż prąd przychodzący dokładnie na podstawie odczytu prądu upływu. Różnica ta jest określana przez RCD, a jeśli liczba jest wyższa niż ustawienie wyzwalania, urządzenie natychmiast reaguje na otwarty obwód.

Ta sama zasada działania i działania RCD, jeśli osoba dotknie gołego przewodu lub korpusu urządzenia gospodarstwa domowego, na którym pojawił się potencjał. W takiej sytuacji prąd upływowy przepływa przez organizm ludzki, urządzenie natychmiast to wykrywa i wyłącza dopływ prądu.

Poważne obrażenia nie nastąpią, ponieważ RCD reaguje prawie natychmiast.

Wydajność strukturalna

Konstrukcja RCD pomoże nam dowiedzieć się, jak reaguje na upływ prądu. Głównymi jednostkami roboczymi RCD są:

• Różnicowy przekładnik prądowy.
• Mechanizm powodujący przerwanie obwodu elektrycznego.
• Przekaźnik elektromagnetyczny.
• Sprawdzam węzeł.

Przeciwne uzwojenia są podłączone do transformatora - fazowe i zerowe. Gdy sieć działa w trybie normalnym, te przewodniki w rdzeniu transformatora przyczyniają się do indukcji strumieni magnetycznych, które mają przeciwne kierunki względem siebie. W przeciwnym kierunku całkowity strumień magnetyczny jest równy zeru.

Urządzenie i zasada działania RCD jest wyraźnie pokazana na poniższym filmie:

W uzwojeniu wtórnym transformatora podłączony jest przekaźnik elektromagnetyczny; w normalnych warunkach pracy jest w spoczynku. Wystąpił prąd upływowy i obraz natychmiast się zmienia. Teraz różne wartości prądu zaczynają przechodzić przez przewody fazowe i neutralne. W związku z tym nie będzie już równych strumieni magnetycznych na rdzeniu transformatora (będą one różne zarówno pod względem wielkości, jak i kierunku).

W uzwojeniu wtórnym pojawi się prąd, a gdy jego wartość osiągnie ustawioną wartość, zadziała przekaźnik elektromagnetyczny. Jego połączenie jest wykonane w połączeniu z mechanizmem wyzwalającym, natychmiast zareaguje i przerwie obwód.

Zwykła rezystancja służy jako jednostka testowa (jakiś rodzaj obciążenia, którego połączenie jest wykonane, omijając transformator). Za pomocą tego mechanizmu symulowany jest prąd upływu i sprawdzany jest stan roboczy urządzenia. Jak to działa?

Na wyłączniku RCD znajduje się specjalny przycisk „TEST”. Jego głównym przeznaczeniem jest doprowadzenie prądu z przewodu fazowego do rezystancji testowej, a następnie do przewodu neutralnego z obejściem transformatora. Ze względu na rezystancję prąd na wejściu i wyjściu będzie inny, a utworzona asymetria uruchomi mechanizm wyłączający. Jeśli RCD nie wyłączył się podczas sprawdzania, będziesz musiał zrezygnować z jego instalacji.

Konstrukcja wewnętrzna różnych producentów RCD może się różnić, ale ogólna zasada działania pozostaje niezmieniona.

Wszystkie urządzenia różnią się zasadą działania. Są typu elektronicznego i elektromechanicznego.Elektroniczne wyłączniki różnicowoprądowe wyróżniają się złożonym obwodem; do pracy potrzebują dodatkowej mocy. Urządzenia elektromechaniczne nie wymagają zewnętrznego napięcia.

W jaki sposób RCD jest wskazane na schemacie?

W przypadku podłączonych wyłączników RCD na schematach znajdują się dwa ogólnie akceptowane symbole.

Pomimo złożoności strukturalnej staraliśmy się, aby oznaczenie urządzenia było jak najprostsze. Nie ma nic zbędnego, tylko następujące elementy:

1. Różnicowy przekładnik prądowy, który jest schematycznie przedstawiony jako spłaszczony pierścień.
2. Bieguny (dwa dla sieci jednofazowej, cztery dla sieci trójfazowej).
3. Przełącznik działający na zerwanie kontaktów.

Ponadto są to słupy, które mają dwa rodzaje oznaczeń:

• Czasami są rysowane prostymi pionowymi liniami, w zależności od liczby (dwie lub cztery).
• W innych przypadkach, ze względu na zwartość, rysowana jest jedna pionowa linia prosta, a liczba biegunów jest nakładana na nią w postaci małych ukośnych linii.

Podstawowe cechy działania wyłączników RCD

Aby urządzenie działało we właściwym czasie, należy je odpowiednio dobrać zgodnie z jego charakterystyką działania i podłączyć.

• Głównym parametrem jest wartość prądu znamionowego. Jest to maksymalny prąd, jaki może wytrzymać to urządzenie podczas długiego okresu eksploatacji, pozostając w stanie roboczym i zachowując swoje właściwości ochronne. Numer ten znajdziesz na panelu przednim urządzenia, musi on odpowiadać jednemu z odczytów w standardowym rzędzie - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Ten parametr RCD zależy od obciążenia chronionej linii i przekroju przewodów.

Schemat połączeń RCD przewiduje wspólną instalację tego urządzenia z wyłącznikami.

Należy o tym pamiętać, ponieważ RCD chroni tylko przed upływami prądu, a automat zareaguje na rozłączenie obwodu w stanie zwarcia i przeciążenia.

Film pokazuje, czy można podłączyć RCD, jeśli w mieszkaniu nie ma uziemienia:

Zgodnie z prądem znamionowym RCD należy wybrać o rząd wielkości wyższą niż automatyczne urządzenie zainstalowane z nim w parze.

• Kolejnym ważnym parametrem jest znamionowy prąd różnicowy. Jest to wartość prądu upływowego wymagana do wyłączenia RCD. Prądy różnicowe mają również standardowy zakres, wartości w nim są znormalizowane w miliamperach - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Ale na RCD liczba ta jest wskazana w amperach - odpowiednio 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A.Parametr ten znajdziesz również na obudowie urządzenia.

Aby chronić ludzi na RCD, konieczne jest ustawienie prądu upływu na 30 mA, ponieważ wartości wyższe prowadzą do obrażeń, obrażeń elektrycznych, a nawet śmierci. Ponieważ za najbardziej niebezpieczne środowisko uważa się wilgotne pomieszczenia, w zabezpieczających je wyłącznikach RCD wybiera się ustawienie 10 mA.

Mamy nadzieję, że rozumiejąc główny cel RCD i zasadę jego działania, nie zaniedbujecie Państwo tego ważnego elementu ochrony i zapewnicie sobie bezpieczeństwo.