Co to jest RCD: urządzenie, zasada działania, istniejące typy i oznaczenie RCD

Każda sieć elektryczna musi mieć urządzenie zabezpieczające, ale nie każdy wie, czym jest RCD i jaka jest zasada jego działania.Dekodowanie skrótu wygląda następująco - urządzenie różnicowoprądowe.

To urządzenie elektryczne niskiego napięcia służy do wyłączania chronionej części obwodu, gdy prąd różnicowy przekracza wartość znamionową tego urządzenia.

W naszym artykule postaramy się szczegółowo przeanalizować konstrukcję i zasadę działania wyłączników różnicowoprądowych, rozważyć istniejące odmiany i zrozumieć, jakie informacje zawiera oznaczenie wyłączników różnicowoprądowych.

Cel urządzenia zabezpieczającego

Urządzenie z pętlą uziemiającą RCD jest przewodem PE obudów przewodzących przewód neutralny lub części mechanizmów elektrycznych o rezystancji nieprzekraczającej 4 omów.

W przypadku wystąpienia prądu upływowego elementy wyposażenia mogą znaleźć się pod napięciem, co stwarza zagrożenie dla życia ludzi i zwierząt w kontakcie z nimi oraz dla mienia w ogóle.

Aby uchronić się przed obrażeniami elektrycznymi, należy wywołać urządzenia badawcze. W przypadku wykrycia prądu upływowego wyłączają napięcie.

Największe niebezpieczeństwo polega na tym, że tego typu zakłócenia w obwodzie są niewidoczne, a w rzadkich przypadkach zauważalne, gdy przy dotknięciu urządzenia można poczuć lekki porażenie prądem.

Główną przyczyną tego zjawiska jest naruszenie warstwy izolacyjnej okablowania. Niekontrolowane procesy mogą wyrządzić ogromne szkody, dlatego też sprzęt ochronny staje się coraz bardziej popularny w środowiskach domowych.

Oddziaływanie sieci przewodzących na organizm ludzki może skutkować katastrofalnymi konsekwencjami. Problem ten został rozwiązany za pomocą urządzeń sterujących RCD należących do segmentu ochronnego. Podstawowe wymagania dotyczące instalacji i użytkowania opisano w normie IEC 60364

Najbardziej rozpowszechnione jest stosowanie wyłączników różnicowoprądowych sieci jednofazowe z uziemieniem prądu przemiennego i przewodu neutralnego, a także napięciem znamionowym do 1 kW w formacie zasilania domowego.

Projekt RCD

Opcjonalne cechy mechanizmu zabezpieczającego pomogą Ci zrozumieć zasadę działania RCD, czyli powtarzalną reakcję urządzenia na upływ prądu.

Kluczowe jednostki operacyjne obejmują:

• czujnik różnicowy transformatora;
• spust - mechanizm przerywający nieprawidłowo działający obwód elektryczny;
• przekaźnik elektromagnetyczny;
• blok kontrolny.

Do czujnika podłączone są przeciwne uzwojenia - faza i zero. Podczas normalnej pracy sieci te elementy półprzewodnikowe tworzą w rdzeniu strumienie magnetyczne, które mają przeciwny kierunek względem siebie. Z tego powodu strumień magnetyczny wynosi zero.

Transformator składa się z zamkniętego rdzenia stalowego, na którym umieszczone są dwie cewki: pierwotna podłączona jest do źródła prądu przemiennego, druga podłączona jest do obciążenia. Ile razy transformator zwiększa napięcie prądu przemiennego, tyle samo razy maleje prąd

Przekaźnik elektromagnetyczny jest podłączony do uzwojenia wtórnego na rdzeniu magnetycznym transformatora. Jeśli sieć spełnia standardowe warunki pracy, nie jest aktywowana.

Kiedy nastąpi upływ prądu, cała operacja zmienia się radykalnie. Przewody fazowe i neutralne zaczynają przepuszczać różne ilości prądu. Teraz wartość mocy i kierunek strumieni magnetycznych na rdzeniu transformatora również będą miały inne parametry.

W zwojach wtórnych pojawia się prąd, a po osiągnięciu określonych wartości aktywowany jest przekaźnik elektromagnetyczny. Jest on połączony z mechanizmem zwalniającym. Połączenie to reaguje w odpowiednim momencie i rozłącza sieć elektryczną.

Zgodnie z wymogami bezpieczeństwa przeciwpożarowego kontrole kontrolne urządzenia różnicowego przeprowadza się regularnie, co najmniej raz w miesiącu. W tym celu urządzenie posiada specjalny przycisk „TEST”.

Jednostka testująca jest reprezentowana przez mechanizm oporowy - określone obciążenie podłączone w celu ominięcia czujnika różnicowego. Element ten symuluje upływ prądu i w ten sposób sprawdza funkcjonalność urządzenia. Bardziej szczegółowo rozmawialiśmy o metodach weryfikacji W tym artykule.

Zasada działania RCD jest następująca: dostarczanie prądu z linii fazowej do rezystancji sterującej, a następnie do przewodu neutralnego z pominięciem czujnika.

Stwarza to warunki dla różnych wskaźników prądu na wejściu i wyjściu urządzenia. Ta nierównowaga powinna prowadzić do uruchomienia jednostki wyłączającej.

W zależności od twórców projekt obwodu może się różnić, ale zasada działania RCD będzie identyczna dla wszystkich modeli.

Zasada działania mechanizmu zabezpieczającego

Zastanówmy się, dlaczego musisz użyć RCD. Działanie urządzenia zabezpieczającego opiera się na metodzie pomiarowej.

Rejestrowane są parametry wejściowe i wyjściowe prądów przepływających przez transformator. Jeśli pierwsza wartość jest większa niż druga, oznacza to, że w obwodzie elektrycznym występuje upływ prądu i urządzenie odtwarza wyłączenie. Jeśli parametry są identyczne, urządzenie nie działa.

W układzie dwuprzewodowym urządzenie różnicowe nie działa, jeśli przez przewody fazowy i neutralny przepływa prąd o jednakowej sile. Jeżeli występuje różnica w tych wartościach, oznacza to, że w sieci doszło do przebicia izolacji i mechanizm zabezpieczający wyłączy uszkodzony odcinek

Dla lepszego zrozumienia rozważmy, jak RCD będzie działać w domowej tablicy rozdzielczej z systemem dwubiegunowym.

Dwuprzewodowy przewód wejściowy (fazowy i neutralny) podłącza się do górnych listew zaciskowych. Fazę i neutralny podłącza się do dolnych listew zaciskowych, ułożonych w obszarze obciążenia, na przykład do gniazdka elektrycznego kotła lub czajnika elektrycznego. Uziemienie ochronne urządzenia zostanie wykonane kablem z pominięciem RCD.

W standardowym trybie pracy ruch elektronów odbywa się wzdłuż fazy liniowej od kabla zasilającego do grzejnika elektrycznego kotła/czajnika, przepływając przez zabezpieczenie różnicowe. Wracają na ziemię przez RCD, ale wzdłuż linii neutralnej.

Jeżeli osoba dotknie korpusu urządzenia przenoszącego prąd, na którym w wyniku awarii pojawił się potencjał, w tej sytuacji upływ prądu przejdzie przez ciało człowieka, na co urządzenie reaguje niemal natychmiast wyłączając system zasilania

Na przykład uszkodzona została izolacja elementu grzejnego urządzenia.W ten sposób przez wodę wewnątrz prąd będzie częściowo przewodzony przez obudowę, a następnie trafi do ziemi przez okablowanie urządzenia zabezpieczającego.

Pozostały prąd powróci wzdłuż linii neutralnej przez RCD. Jednak jego siła będzie mniejsza w zależności od ilości wycieku w porównaniu z przychodzącym.

Różnicę wskaźników oblicza się za pomocą transformatora różnicowego. Jeśli liczba jest większa niż dozwolona wartość, urządzenie natychmiast reaguje i przerywa obwód.

W naszym innym artykule przedstawiliśmy zalecenia dotyczące wyboru i prawidłowego podłączenia RCD do kotła.

Możliwość zastosowania RCD

Zastanówmy się, dlaczego należy używać RCD i przed jakimi negatywnymi czynnikami wpływu urządzenie zapewnia ochronę.

Przede wszystkim zwarcie fazowe do obudowy sprzętu elektrycznego. Problematyczne obszary obejmują głównie elementy grzewcze grzejników i pralek. Warto zauważyć, że awaria następuje tylko wtedy, gdy część wytwarzająca ciepło zostanie nagrzana pod wpływem prądu.

Również jeśli przewody są podłączone nieprawidłowo. Na przykład, jeśli stosuje się skrętki bez skrzynki zaciskowej, które następnie wpuszcza się w ścianę i przykrywa warstwą tynku. Ponieważ powierzchnia ma wysoką wilgotność, ten skręt będzie awarią, która wycieknie do ściany.

W tym przypadku mechanizm zabezpieczenia różnicowego będzie stale odłączał zasilanie od linii, aż obszar całkowicie wyschnie lub do ponownego wykonania węzła łączącego.

Automatyczna ochrona jest skutecznie stosowana w życiu codziennym: w grupach elektrycznych w łazience, kuchni i gniazdkach, przy dużej liczbie zasilanych urządzeń. Idealną opcją jest zainstalowanie tego typu urządzenia na każdej grupie gniazd

Zakres zastosowania urządzeń pomiarowych jest dość zróżnicowany - od budynków użyteczności publicznej po duże przedsiębiorstwa. Kompletują konstrukcje i obwody elektryczne przeznaczone do odbioru i dystrybucji: rozdzielnie w budynkach mieszkalnych, systemy zasilania prądem na potrzeby indywidualne itp. Najważniejsze w tym przypadku jest zrobienie tego dobrze wybierz RCD według mocy.

Rodzaje urządzeń i ich klasyfikacja

Firmy rozwojowe wyposażają swoje produkty w różnorodne możliwości, które należy wziąć pod uwagę przy określaniu wymaganego typu RCD, w oparciu o specyficzne warunki pracy sieci elektrycznej.

Aby przeciętny konsument mógł wybrać niezbędny wyłącznik różnicowoprądowy spośród różnorodnych oferowanych modeli, stworzono system klasyfikacji oparty na następujących cechach:

• Zasada działania;
• rodzaj prądu różnicowego;
• opóźnienie czasowe odłączenia prądu różnicowego;
• Liczba słupów;
• metoda instalacji.

Następnie rozważymy każdą z tych klasyfikacji bardziej szczegółowo.

Klasyfikacja nr 1 – metodą inkluzyjną

Istnieją tylko dwie metody przełączania - elektromechaniczne i elektroniczne. W pierwszym przypadku maszyna wyłączy zasilanie uszkodzonej linii, niezależnie od napięcia sieciowego. Głównym korpusem roboczym jest rdzeń toroidalny z uzwojeniami.

Kiedy powstaje wyciek, w obwodzie wtórnym generowane jest napięcie, które aktywuje przekaźnik polaryzacyjny, co prowadzi do aktywacji mechanizmu wyłączającego.

Urządzenia typu elektromechanicznego nie wymagają napięcia zewnętrznego. Źródłem ich działania jest prąd różnicowy na linii zwarcia

Działanie urządzenia z wypełnieniem elektronicznym zależy całkowicie od dodatkowego napięcia, tj. wymagane zasilanie zewnętrzne. Tutaj korpusem roboczym jest płytka elektroniczna ze wzmacniaczem.

Wewnątrz takiego mechanizmu nie ma żadnych dodatkowych źródeł akumulujących energię, więc obwód do działania wykorzystuje energię elektryczną z sieci zewnętrznej i w przypadku braku napięcia urządzenie nie przerwie obwodu.

Określenie typu urządzenia: przylutuj dwa przewody do zacisków baterii AA. Włącz RCD i podłącz go do wejścia bloku ochronnego, a kolejny do wyjścia. Linie są podłączone do jednego bieguna. Jeśli urządzenie się wyłączy, oznacza to, że prezentowany jest typ elektromechaniczny, jeśli nie, jest to elektroniczny

Przykład działania elektronicznego RCD zainstalowanego na linii z gniazdkiem, z którego zasilana jest kuchenka mikrofalowa: nastąpiła przerwa w fazie zerowej, ponadto w tym samym okresie wystąpiła awaria okablowania mikrofalowego i następuje zwarcie fazowe w obudowie, tj. ma niebezpieczny potencjał.

Jeśli dotkniesz pieca, elektroniczny rodzaj zabezpieczenia nie zostanie aktywowany, ponieważ brak zasilania. Właśnie z powodu zawodności w porównaniu z jego elektromechanicznym odpowiednikiem urządzenie to stało się mniej rozpowszechnione.

Klasyfikacja nr 2 - według rodzaju prądu upływowego

Wszystkie modele produkowanych wyłączników bezpieczeństwa są dodatkowo podzielone ze względu na prąd obciążenia przepływający przez urządzenie. Przetwarzają napięcie o zadanym formacie oscylacji.

Znamionowe napięcie robocze jest podane na obudowie wszystkich urządzeń oraz w paszporcie. Parametr ten musi odpowiadać zakresowi prądu znamionowego sprzętu elektrycznego.

Typ AC zostanie aktywowany, gdy w sterowanym obwodzie natychmiast pojawi się zmienne napięcie upływowe lub gdy nabierze ono fal. Urządzenia te oznaczone są napisem „AC” lub symbolem „~”.

Najbardziej odpowiednią obudową do użytku domowego jest UZO-AS. Model jest najtańszym z urządzeń o podobnym działaniu. W paszporcie elektrotechniki producenci często wskazują konkretny model wyłącznika odpowiedni dla tego produktu.

Typ A wyzwalany jest przez chwilowe powstanie przemiennego lub pulsującego prądu przebicia w kontrolowanym obwodzie lub przez jego powolny wzrost.

Mechanizm ten można zastosować w każdej z przedstawionych sytuacji. Na korpusie maszyny zaznaczony jest skrót „A” lub symbol, jak na obrazie graficznym w prostokącie .

Najczęściej typ A podłącza się do obwodu, w którym regulacja obciążenia odtwarzana jest poprzez odcięcie wierzchołka sinusoidy, na przykład regulując prędkość ruchów obrotowych silnika za pomocą przetwornicy tyrystorowej.

Koszt modelu A jest kilkakrotnie wyższy w porównaniu do AC, ponieważ tutaj dodatkowo monitorowane jest napięcie stałe powstające w technologii przekształtnikowej

RCD podtypu B skutecznie odtwarzają reakcję w podrzędnym obwodzie elektrycznym stałego, przemiennego lub przetworzonego (wyprostowanego) prądu upływowego.

Jest to drogi sprzęt przeznaczony dla obiektów przemysłowych. Nie są używane w warunkach domowych.

Prezentowane urządzenia zabezpieczające typu A, B i AC są zaprojektowane na czas zadziałania 0,02-0,03 s.

Klasyfikacja nr 3 - według rodzaju opóźnienia

Klasyfikacja ta polega na rozróżnieniu dwóch typów: S i G.Automatyczne zabezpieczenie typu S charakteryzuje się selektywną odpowiedzią formatu. Opóźnienie czasu reakcji odpowiada zakresowi 0,15-0,5 s. Wskazane jest wybranie go w przypadku grupowego połączenia RCD.

Schemat panelu mieszkaniowego z dwiema grupami obciążenia, do którego podłącza się dwa różne typy urządzeń ochronnych: AC lub A i S

Zgodnie ze schematem w panelu znajdują się dwie grupy obciążenia w postaci gniazd nr 1 i nr 2, do których podłącza się RCD typu A, a do wejścia do pomieszczenia podłącza się drugi wyłącznik - S.

Jeżeli awaria nastąpi w jednej wiązce, urządzenie wejściowe zostanie załączone dopiero wtedy, gdy urządzenie zbiorcze nie spełni swojej funkcji i nie wyłączy uszkodzonej sekcji.

Selektywność aktywacji wyłącznika można osiągnąć inną metodą - poprzez ustawienie prądu upływu. Ta metoda jest najbardziej rozpowszechniona.

Schemat panelu mieszkaniowego z dwiema grupami obciążenia, do którego podłączone są dwa różne typy urządzeń zabezpieczających: AC z nastawą awaryjną i drugi A, ale o wyższej wartości

Weźmy obwód podobny do poprzedniego i zmodyfikujmy go w ten sposób: wybieramy automat grupowy typu AC tylko z ustawieniem diftoka na 0,03 A, a na wejściu będzie podobne urządzenie z tylko 0,1 A.

Zdarzają się sytuacje, gdy prąd różnicowy w obwodzie zwarciowym przekracza wartości znamionowe obu urządzeń zabezpieczających. W przypadku pierwszego obwodu selektywność nie zostanie pogorszona, ale w drugim dowolne z podłączonych urządzeń może dostarczać prąd odcięcia.

Urządzenie w kształcie G jest również reprezentowane przez zasadę selektywnego wyzwalania i ma czas otwarcia migawki 0,06-0,08 s. Wszystkie opisane wybrane typy są przeznaczone do narażenia na działanie prądów ekstremalnych - do 15 kA.

Niektóre modele RCD posiadają system regulacji ustawienia dyferencjału, inne nie mają takiej możliwości. Jednak druga wersja nadaje się do celów domowych.

Prąd graniczny jest ważnym parametrem wyboru, ponieważ To właśnie gwarantuje bezpieczeństwo.

Na przykład w pomieszczeniach o dużej wilgotności urządzenia elektryczne są zasilane poprzez podłączenie urządzeń odłączających do obwodu z ustawieniem 0,01 A. Dla standardowych warunków życia - 0,03 A.

Aby zorganizować bezpieczeństwo przeciwpożarowe budynków - 0,1-0,3 A. Zalecamy zapoznanie się ze wskazówkami dot. wybór wyłącznika przeciwpożarowego RCD i subtelności jego instalacji.

Klasyfikacja nr 4 - według liczby biegunów

Ze względu na to, że automat działa na zasadzie porównywania wielkości przepływającego przez niego prądu, liczba biegunów maszyny będzie identyczna z liczbą linii przewodzących prąd.

Dwubiegunowy RCD jest oznaczony jako 2P. Jest on włączony do obwodu jednofazowego, aby zapewnić ochronę ludzi i zapobiec możliwym przyczynom pożaru.

Oznaczenie czterobiegunowych wyłączników RCD to 4P. Przeznaczone są do pracy w sieci trójfazowej. Możliwa jest również kombinacja instalacji, na przykład urządzenie z czterema biegunami jest podłączone do sieci dwuprzewodowej.

Nie pozwoli to jednak wykorzystać pełnego potencjału urządzenia, co jest ekonomicznie nieopłacalne.

Instalując wyłącznik warto wziąć pod uwagę możliwość, że prąd obciążenia może przekroczyć maksymalne wartości robocze urządzenia. Dlatego instaluje się dodatkowy wyłącznik o napięciu znamionowym nie większym niż prąd pracy systemu bezpieczeństwa

Klasyfikacja nr 5 – według sposobu montażu urządzenia

Ponieważ zabezpieczenia różnicowe występują w różnych obudowach, można je stosować jako stacjonarne lub przenośne.

W drugim przypadku urządzenie jest wyposażone w przedłużacz. Urządzenia montowane na szynie DIN zamontowany w panelu elektrycznym, który znajduje się na korytarzu lub w mieszkaniu.

Istnieją również opcje takie jak Gniazdo RCD i wtyczkę RCD. Zarówno w pierwszym, jak i drugim przypadku żadne urządzenie elektryczne połączone za pomocą takiego mechanizmu nie stwarza zagrożenia dla ludzi w przypadku awarii.

Pełne dekodowanie wartości znakowania

Nazwa firmy deweloperskiej musi znajdować się na korpusie urządzenia. Następnie następują ustandaryzowane oznaczenia wskazujące numer seryjny.

Aby rozszyfrować skrót, skorzystamy z następującego przykładu: [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] - Urządzenia prądu szczątkowego;
• [X] – format wykonania;
• 00 – cyfrowe lub alfanumeryczne oznaczenia serii;
• [X] – liczba biegunów: 2 lub 4;
• [XX] – charakterystyki ze względu na rodzaj prądu upływowego: AC, A i B.

Wskazane zostaną również nominalne parametry urządzenia, na które należy zwrócić szczególną uwagę przy wyborze.

Objaśnienie skrótu: 1 – marka; 2 – typ urządzenia; 3 – gatunki selektywne; 4 – zgodność z normami europejskimi; 5 – znamionowy prąd pracy i nastawa; 6 – maksymalne przemienne napięcie robocze; 7 – prąd znamionowy, jaki może wytrzymać urządzenie; 8 – zdolność załączania i wyłączania mechanizmu różnicowego; 9 – schemat elektryczny; 10 – ręczna kontrola wydajności; 11 – oznaczenie pozycji przełącznika

Maksymalne parametry, dla których projektowane są urządzenia, to: napięcie Nie, aktualny W, wartość różnicowa prądu otwarcia obwodu IΔn, możliwość włączania i wyłączania Jestem zdolność przełączania podczas zwarć Icn.

Główne oznaczenia muszą być umieszczone w taki sposób, aby pozostały widoczne po zamontowaniu urządzenia. Niektóre parametry mogą być zaznaczone z boku lub na panelu tylnym, widoczne dopiero przed montażem produktu.

Wyjścia przeznaczone wyłącznie do podłączenia przewodu neutralnego oznaczone są łacińskim symbolem „N" Wyłączenie trybu RCD sygnalizowane jest symbolem „O" (kółko), w zestawie - krótki pionowy pasek "I».

Nie każdy produkt jest oznaczony optymalnymi wskaźnikami temperatury otoczenia. W tych modelach, w których znajduje się symbol - oznacza to, że zakres pracy wynosi od -25 do + 40 °C, jeśli nie ma oznaczeń, oznacza to standardowe wskaźniki od -5 do +40 °C.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Materiał wideo ze szczegółowym omówieniem wszystkich elementów składowych mechanizmów ochrony recenzji, ich celem i zasadą wzajemnego współdziałania:

Opis wszystkich typów wyłączników, a także wskazówki, jak dokonać właściwego wyboru:

Odpowiedź na odwieczne pytanie: co wybrać – wyłącznik różnicowo-prądowy czy RCD + tajemnice instalacji:

Zastosowanie wyłącznika różnicowoprądowego jest rozwiązaniem opłacalnym i właściwym nie tylko z punktu widzenia ekonomii, ale także bezpieczeństwa pożarowego i ochrony ludzi.

Zaleca się maksymalne wykorzystanie jego potencjału w warunkach domowych, instalując go na wszystkich grupach urządzeń elektrycznych, aby zapewnić całkowitą izolację od skutków działania prądu elektrycznego..

Czy nadal masz pytania dotyczące zasady działania lub klasyfikacji wyłączników różnicowoprądowych? A może chcesz uzupełnić prezentowany materiał o przydatne informacje? Proszę wpisać wyjaśnienia w bloku komentarzy, zadawać pytania - eksperci i kompetentni odwiedzający naszą stronę postarają się odpowiedzieć tak wyczerpująco, jak to możliwe.