Prawdopodobnie nie ma już takiej osoby, która nie słyszałaby o RCD (lub w dekodowaniu skrótu - wyłącznik różnicowoprądowy). Właściwie sam termin określa przeznaczenie tego urządzenia. Innymi słowy, jego rolą jest usuwanie napięcia z podłączonej do niego sieci elektrycznej w przypadku awarii.
Może to zapobiec pożarowi, który jest zwykle powodowany przez pożary okablowania. Ale jakie typy RCD istnieją i jaka jest zasada działania tego urządzenia ochronnego?
Prąd upływu
Funkcjonalność RCD jest w jakiś sposób związana z tą definicją, ale co oznacza prąd upływowy? Mówiąc prościej, jest to jego przepływ z przewodnika z fazą do ziemi po torze, który nie jest do tego przeznaczony. Na przykład metalowa obudowa dowolnego urządzenia elektrycznego, rury wodne, metalowe prętyarmatura, wilgotne ściany otynkowane.
Przyczyn upływu prądu może być kilka:
- Starzenie się przewodów, które jest nieuniknione podczas długotrwałej eksploatacji.
- Uszkodzenia mechaniczne.
- Wpływ termiczny na okablowanie, gdy sprzęt elektryczny działa w trybie przeciążenia.
Nie należy lekceważyć niebezpieczeństwa upływu prądu. W przypadku braku wyłącznika różnicowoprądowego VD1-63 (na przykład) i jeśli izolacja przewodów zostanie przerwana na powyższych przedmiotach (metalowa obudowa urządzenia itp.), pojawia się potencjał. Gdy tylko człowiek ich dotknie, staje się przewodnikiem, a prąd wnika w ziemię przez jego ciało. Jednocześnie jego wartość może być różna, co powoduje pewne konsekwencje, aż do śmierci.
Aby zagwarantować bezpieczeństwo osobiste, Twój dom musi być wyposażony w odpowiedni sprzęt ochronny. W szczególności mówimy o RCD lub, alternatywnie, odpowiednie są automaty różnicowe.
Jak działa RCD?
Takie urządzenia, oprócz RCD, mają również inne nazwy:
- automaty różnicowe;
- wyłączniki różnicowoprądowe.
Te definicje dokładniej charakteryzują te urządzenia elektryczne pod względem funkcjonalności i zasady działania. Działanie RCD jest następujące: urządzenie jest w stanie dostrzec różnicę prądu na wejściu (lub inaczej nazywa się to fazą) i na wyjściu (innymi słowy zero).
Możesz narysować równoległe i porównać zasadę działania wyłącznika różnicowoprądowego (RCD) zwagi lub równowagi. Dopóki zachowana jest równowaga, wszystko funkcjonuje normalnie. Oznacza to, że wartość wejściowa prądu jest równa wyjściowej. Jeśli równowaga się zmienia, wpływa to na jakość stanu całego układu. Innymi słowy, jeśli występuje rozbieżność w odczytach, RCD przerywa obwód.
Taka różnica na wejściu i wyjściu, przy której wyzwalany jest RCD, jest wybierana o rząd wielkości mniejsza niż wartość, która może spowodować poważne fizyczne uszkodzenie osoby. Z reguły jest to 15-40 mA. RCD mogą otworzyć obwód elektryczny w przypadku awarii samej obudowy i przed uderzeniem w osobę.
Obwód jednofazowy
W obwodzie jednofazowym porównanie wartości prądu odbywa się w odniesieniu do fazy i zera, jak w rzeczywistości opisano powyżej. Wspomniana równowaga jest osiągana tylko w przypadku kompletnej osłony izolacyjnej okablowania. Brak równowagi może wystąpić, jeśli jest uszkodzony, co powoduje prąd upływowy.
Obwód trójfazowy
W sieci trójfazowej zasada działania wyłącznika różnicowoprądowego uwzględnia wartości przewodu neutralnego i sumę trzech faz. W rzeczywistości na tej podstawie określa się obecność nierównowagi. W takim przypadku, w każdym razie, jeśli istnieje jakakolwiek różnica między prądem wejściowym i wyjściowym, może to wskazywać na awarię izolacji. Oznacza to, że występuje fakt obecności upływu prądu, co oznacza, że urządzenie natychmiast zacznie działać.
Od teorii do praktyki
Teraz przyjrzyjmy się konkretnemu przykładowi otrzymanych informacji. W domowej rozdzielnicy elektrycznejzainstalowany bipolarny RCD. Do jego górnych styków jest podłączony dwużyłowy kabel wprowadzający (faza z zerem), a od dolnych zacisków okablowanie (również fazowe i zerowe) przechodzi do pewnego rodzaju obciążenia. Niech to będzie wylot, do którego podłączony jest podgrzewacz wody. Uziemienie ochronne obudowy urządzenia odbywa się bezpośrednio z pominięciem RCD.
W normalnej pracy urządzenia elektrony, zaczynając swoją drogę od kabla wejściowego, przechodzą przez RCD, przemieszczają się wzdłuż przewodu fazowego do elementu grzejnego kotła. Stamtąd cząsteczki poruszają się wzdłuż przewodu neutralnego w kierunku wyłącznika różnicowoprądowego i są przesyłane do ziemi. W tym przypadku wartość prądu na wejściu i wyjściu jest taka sama, tylko kierunki są różne.
Jeśli izolacja przewodów jest uszkodzona, część prądu przez chłodziwo (wodę) zaczęła płynąć do obudowy urządzenia, a następnie trafia do ziemi przez ziemię. Pozostała część również rzuci się do RCD wzdłuż przewodu neutralnego, ale w tym przypadku jej wartość będzie mniejsza niż wskaźnik przychodzący io wartość równą wartości prądu upływu. Ta różnica zostanie wykryta przez urządzenie zabezpieczające i jeśli wartość jest wyższa niż nastawa wyłączenia, spowoduje otwarcie obwodu.
RCD będzie działał w podobny sposób, gdy osoba dotknie obudowy z potencjałem lub gołego przewodu pod napięciem. Upływ prądu nastąpi przez ludzkie ciało, urządzenie jest w stanie natychmiast to wykryć i odciąć zasilanie.
Więcej szczegółów na temat urządzenia RCD i zasady działania
Projekt urządzenia ochronnegopozwoli ci dokładniej wyobrazić sobie zasadę działania RCD i jak dokładnie jest on w stanie zareagować w odpowiednim czasie na upływ prądu. Zwykle samo urządzenie składa się z następujących głównych elementów:
- przekładnik prądu szczątkowego;
- mechanizm przerywający obwód elektryczny;
- przekaźnik elektromagnetyczny;
- sprawdź węzeł.
Transformator jest podłączony do dwóch przeciwnych uzwojeń (fazowego i zerowego). Podczas normalnej pracy sieci elektrycznej przewodniki te wytwarzają w rdzeniu transformatora strumienie magnetyczne w przeciwnym kierunku. Dzięki temu ich łączna wartość jest równa zeru, ponieważ wzajemnie się kompensują - równowaga zostaje zachowana.
Uzwojenie wtórne transformatora jest podłączone do przekaźnika elektromagnetycznego i nadal jest w spoczynku. Wystąpienie upływu prądu natychmiast zmienia sytuację. Różne wartości prądu zaczynają płynąć wzdłuż „fazy” i „zera”. Na tej podstawie wartość strumieni magnetycznych na rdzeniu transformatora będzie już różna od zera, to znaczy równowaga jest zaburzona - strumienie będą się różnić nie tylko w kierunku, ale także pod względem wartości.
Skutkuje to prądem w uzwojeniu wtórnym, a gdy jego odczyt osiągnie ustawioną wartość, aktywowany jest przekaźnik elektromagnetyczny. To z kolei jest połączone z mechanizmem zwalniającym, który natychmiast przerywa obwód.
Sprawdź węzeł
Zapoznaliśmy się już z zasadą działania i przeznaczeniem urządzenia (RCD), ale jaka jest rola węzła testowego? W istocie jest to zwykłerezystancja (obciążenie podłączone z pominięciem transformatora). Podobny mechanizm symuluje upływ prądu, za pomocą którego sprawdza się działanie RCD.
A jak działa taki czek? Na elektrycznym urządzeniu zabezpieczającym znajduje się specjalny przycisk „TEST”, przeznaczony do podawania prądu z fazy do rezystancji testowej, a następnie do przewodu neutralnego z pominięciem transformatora. Z tego powodu wartość prądu na wejściu i wyjściu będzie inna, a wytworzona asymetria uruchomi mechanizm wyzwalający.
Jeśli podczas testu RCD nie wyłączył się, należy powstrzymać się od jego instalacji. Ta procedura musi być przeprowadzana regularnie - co najmniej raz w miesiącu. Jest to podstawowy wymóg bezpieczeństwa przeciwpożarowego, którego nie należy lekceważyć!
Rodzaje wyłączników różnicowoprądowych
Klasyfikacja RCD obejmuje kilka typów urządzeń ochronnych. W tym przypadku różne wskaźniki pełnią rolę kryterium:
- metoda montażu;
- liczba biegunów;
- rodzaj prądu w sieci;
- czas opóźnienia;
- metoda aktywacji;
- aktualne wartości znamionowe.
Rozważmy każdy z nich z osobna.
Metoda montażu
Zgodnie z tą klasyfikacją, urządzenia ochronne mogą być typu stałego, które są zwykle przeznaczone do montażu w rozdzielnicach elektrycznych. Ponadto dostępne są urządzenia przenośne, a także adaptery do montażu w gniazdach.
Liczba biegunów
W zależności od liczby biegunów urządzenia ochronne mogą być dwubiegunowe lubczterobiegunowy. Pierwsza opcja jest stosowana w jednofazowych obwodach elektrycznych w celu ochrony osoby przed porażeniem prądem lub uniknięcia pożaru. Takie urządzenia mają tylko dwa bieguny - dla fazy (L) i zera (N).
Czterobiegunowe wyłączniki RCD to już nie dwa, ale 4 zaciski - trzy fazy (L) i jeden zero (N). Innymi słowy, są przeznaczone do użytku w obwodzie trójfazowym.
Rodzaj prądu sieciowego
Według tego kryterium RCD z kolei dzielą się na kilka podgatunków.
Typ A jest w rzeczywistości odmianą typu AC, uwzględnia tylko wartości prądu pulsującego. Na tej podstawie typ RCD-A ma bardziej złożoną konstrukcję, dzięki czemu zapewnia lepszą ochronę. W związku z tym w przypadku takich ochronnych urządzeń zamykających cena jest zauważalnie wyższa niż typu RCD-AS.
Typ B - zdolny do obsługi prądów różnicowych DC i AC. Z reguły takie urządzenia ochronne są odpowiednie dla obiektów przemysłowych.
Rodzaj prądu zmiennego odpowiada przemiennemu prądowi sinusoidalnemu, który wzrasta stopniowo lub nagle. W razie potrzeby urządzenie reaguje natychmiast.
Czas opóźnienia
Jeśli chodzi o czas opóźnienia, RCD typu S ma wartość 0,1-0,5 sekundy. Zaleca się zainstalowanie go, jeśli istnieje kilka urządzeń ochronnych. Przyrządy typu G mają funkcję wyboru, a czas opóźnienia waha się od 0,05 do 0,09 s. Ale jest też RCD bez opóźnienia zadziałania.
Typ urządzenia prądu szczątkowego Sczęsto instalowany przy wejściu do budynku mieszkalnego lub prywatnej posesji w celu ochrony przeciwpożarowej.
Metoda aktywacji
Tu jest podział na podgatunki - elektromechaniczne i elektryczne urządzenia ochronne. Pierwszy typ nie zależy od wartości napięcia sieciowego. Ich głównym wskazaniem działania jest wskazanie prądu różnicowego w uszkodzonej strefie.
Jeśli chodzi o elektryczne urządzenia zabezpieczające, ważne jest, aby w sieci było napięcie. Do działania wymagają zewnętrznego źródła. W porównaniu do elektromechanicznych RCD, takie urządzenia są bardziej niezawodne w użyciu.
Aktualne wartości znamionowe
Tutaj podział jest następujący. W zależności od wartości znamionowego prądu obciążenia są to 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, 80 A, 100 A (A). W oparciu o znamionowy prąd różnicowy wyłączania, są to 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA (miliampery).
Podłączanie RCD
Wyłączniki różnicowoprądowe 25 A i podobne są specjalnie zaprojektowane do obwodów zasilających według systemu TN-S lub TN-C-S z podłączeniem ochronnej szyny neutralnej PE, która jest podłączona do obudów wszystkich urządzeń elektrycznych za pomocą przewodów.
Warto zauważyć, że RCD nie jest w stanie chronić przewodów elektrycznych przed zwarciem i przeciążeniem. W związku z tym konieczne jest posiadanie automatycznego przełącznika, który musi znajdować się przed licznikiem elektrycznym. To jedyny sposób na zapewnieniemaksymalna ochrona w Twoim domu.
Należy zrozumieć, że RCD i wyłącznik automatyczny to nie to samo. Więcej o tym później. Jeśli chodzi o instalację wyłączników RCD, pomieszczenia ze strefą wysokiego ryzyka to:
- łazienka;
- kuchnia;
- piwnica;
- garaż.
Aby chronić przewody elektryczne w tych pomieszczeniach, zaleca się stosowanie urządzeń ochronnych.
Połączenie w mieszkaniu
W nowoczesnych budynkach mieszkalnych stosuje się głównie obwody trójfazowe, a czasem nawet pięciofazowe. Jednak w domach zbudowanych w czasach ZSRR okablowanie jest często jednofazowe, a dodatkowo przewód neutralny i ochronny są połączone w jeden. Innymi słowy, w takim systemie nie ma elementu uziemiającego.
Schemat połączenia z RCD w mieszkaniu będzie wyglądał następująco:
- Maszyna wprowadzająca.
- Licznik energii elektrycznej.
- RCD 30 mA.
- Okablowanie elektryczne.
Jeżeli w mieszkaniu są odbiorniki energii elektrycznej, którymi może być na przykład piekarnik elektryczny lub pralka, wówczas należy zainstalować dodatkowy RCD.
Połączenie w prywatnym domu
Sekwencja połączeń dla prywatnych nieruchomości może wyglądać nieco inaczej:
- Maszyna wprowadzająca.
- Licznik energii elektrycznej.
- RCD w zakresie 100-300 mA, w oparciu o ilość energii elektrycznej zużywanej przez wszystkie dostępne urządzenia.
- Urządzenia ochronne do indywidualnego poboru prądu. Zwykle w tym przypadku zasięg jest jużmniej niż 10-30mA.
Możesz wykonać połączenie, jeśli to konieczne, samodzielnie lub skorzystać z usług profesjonalnych elektryków.
Różnica między RCD a wyłącznikiem automatycznym
Teraz powinno być jasne, jaka jest różnica między wyłącznikiem różnicowoprądowym a wyłącznikiem automatycznym. Główną cechą jest odmienna zasada działania obu urządzeń. Rola automatów sprowadza się głównie do ratowania podłączonych urządzeń elektrycznych przed nadmiernymi wartościami prądu. Jednocześnie są w stanie wytrzymać obciążenia, które są „zbyt ciężkie” dla RCD. Co można powiedzieć o bezpieczeństwie ludzkiego życia?!
Dla lepszego zrozumienia warto podać przykład. Istnieje urządzenie elektryczne, w którym ciało jest uziemione. W pewnym momencie następuje zwarcie, na które maszyna szybko reaguje i odłącza zasilanie całego obwodu.
Ale w przeciwnym razie warstwa izolacyjna przewodu może zostać uszkodzona. Może to nastąpić z powodu uszkodzeń mechanicznych, zużycia w długim okresie użytkowania, wnikania wilgoci. Albo obudowa urządzenia po prostu nie jest uziemiona. Wtedy nieuchronnie wystąpi upływ prądu, choć niewielki. W takim przypadku maszyna nie będzie działać, ponieważ nie jest przeznaczona do takiej pracy.
Wizualnie nieszczelność jest również niemożliwa do wykrycia, ale wystarczy dotknąć korpusu urządzenia, ponieważ osoba może otrzymać poważne wyładowanie prądu. Można tego uniknąć, jeśli w obwodzie jest obecny RCD. Wyłącznik różnicowoprądowy jest w stanie wykryć nawet niewielkie wycieki i natychmiast się zatrzymujezasilanie.
