Principiul de funcționare al RCD

Abrevierea RCD a fost creată din expresia „Dispozitiv de curent rezidual”, care definește scopul dispozitivului, care constă în eliminarea tensiunii din circuitul conectat la acesta în cazul unor defecțiuni accidentale de izolație și prin formarea unor curenți de scurgere prin acestea.

Principiul de funcționare

Funcționarea RCD folosește principiul comparării curenților care intră în partea controlată a circuitului și curenții care ies din acesta pe baza unui transformator diferențial care convertește valorile primare ale fiecărui vector în valori secundare strict proporționale ca unghi și direcție. pentru adunare geometrică.

Metoda comparației poate fi reprezentată printr-un simplu bilanţ sau bilanţ.

Când echilibrul este menținut, atunci totul funcționează normal, iar când este deranjat, starea de calitate a întregului sistem se schimbă.

Într-un circuit monofazat, se compară vectorul curent de fază care se apropie de elementul de măsurare și zeroul care iese din acesta. În timpul funcționării normale, cu izolație integrală fiabilă, acestea sunt egale, echilibrându-se reciproc.Când apare o defecțiune în circuit și apare un curent de scurgere, atunci echilibrul dintre vectorii considerați este perturbat de valoarea acestuia, care este măsurată de una dintre înfășurările transformatorului și transmisă blocului logic.

Compararea curenților într-un circuit trifazat se realizează după același principiu, doar curenții din cele trei faze trec printr-un transformator diferențial și se creează un dezechilibru pe baza comparației lor. În funcționare normală, curenții celor trei faze sunt echilibrați în însumare geometrică, iar în cazul defecțiunilor de izolație în fiecare fază, în aceasta apare un curent de scurgere. Valoarea acestuia este determinată prin însumarea vectorilor din transformator.

Diagrama structurii

Funcționarea simplificată a unui dispozitiv de curent rezidual poate fi reprezentată prin blocuri într-o diagramă bloc.

Dezechilibrul curenților de la dispozitivul de măsurare este direcționat către partea logică, care funcționează pe principiul releului:

1. electromecanic;

2. sau electronice.

Este important să înțelegem diferența dintre cele două. Sistemele electronice sunt acum în plină expansiune și devin din ce în ce mai populare din mai multe motive. Au o funcționalitate largă, capacități mari, dar necesită energie electrică pentru a opera elementul logic și executiv, care este asigurat de un bloc special care este conectat la circuitul principal. Dacă electricitatea se stinge din diverse motive, atunci un astfel de RCD, de regulă, nu va funcționa. Excepție fac modelele electronice rare echipate cu această funcție.

Releele electromecanice folosesc energia mecanică a unui arc încărcat, care practic arată ca o capcană de șoareci obișnuită. Pentru ca releul să funcționeze, este suficientă o forță mecanică minimă asupra actuatorului acţionat.

Când mouse-ul atinge momeala capcanei de șoarece pregătite, curentul de scurgere, care a apărut în cazul unui dezechilibru în transformatorul diferenţial, face ca unitatea să acţioneze și să taie tensiunea din circuit. Pentru aceasta, releul are încorporate contacte de putere în fiecare fază și un contact pentru pregătirea testerului.

Fiecare tip de releu are anumite avantaje și dezavantaje. Proiectările electromecanice au funcționat în mod fiabil de multe decenii și s-au dovedit bine. Nu necesită o sursă de alimentare externă, iar modelele electronice depind complet de aceasta.

În prezent este general acceptat că cea mai eficientă măsură de protecție împotriva șocurilor electrice în instalațiile electrice de până la 1000 V este un dispozitiv de curent rezidual (RCD) pentru curentul de scurgere.

Fără a se opune importanței acestei măsuri de protecție, cei mai mulți experți au argumentat de mulți ani despre valorile parametrilor principali ai RCD - curentul de instalare, timpul de răspuns și fiabilitatea.Acest lucru se explică prin faptul că parametrii RCD-ului sunt înguste în raport cu prețul și condițiile de lucru.

De fapt, cu cât curentul de setare este mai mic și timpul de răspuns mai scurt, cu atât fiabilitatea RCD este mai mare, cu atât prețul acestuia este mai scump.

În plus, cu cât curentul de reglare este mai mic și cu cât timpul de funcționare al RCD este mai scurt, cu atât sunt mai stricte cerințele pentru izolarea zonei protejate, deoarece chiar și o ușoară deteriorare a condițiilor de funcționare poate duce la frecvente, și în unele cazuri și de lungă durată, opriri false ale instalatiei electrice, ceea ce face imposibila munca normala.

Pe de altă parte, cu cât curentul de reglare a RCD este mai mare și cu cât timpul de răspuns este mai lung, cu atât proprietățile sale de protecție sunt mai slabe.

Design RCD

Dispunerea unui RCD monofazat este prezentată în fotografia de mai jos.

În ea, tensiunea este aplicată la bornele de intrare și un circuit controlat este conectat la bornele de ieșire.

Dispozitivul de curent rezidual trifazat este realizat în același mod, dar în el se observă curenții tuturor fazelor.

Figura prezentată arată un RCD cu patru fire, deși un design cu trei fire este disponibil comercial.

Cum se verifică RCD

Verificarea funcțională este inclusă în fiecare model de proiectare. Pentru aceasta, se folosește blocul «Tester», care este un buton deschis cu arc de contact pentru auto-ajustare și un rezistor de limitare a curentului R. Valoarea sa este aleasă pentru a crea un curent minim suficient care simulează artificial scurgerea.

Când butonul «Test» este apăsat, RCD-ul asociat operației trebuie să fie oprit. Dacă acest lucru nu se întâmplă, ar trebui respins, verificat pentru deteriorare și reparat sau înlocuit cu funcționalitate. Testarea dispozitivului de curent rezidual (RCD) lunar crește fiabilitatea funcționării acestuia.

Apropo, funcționalitatea structurilor electromecanice și electronice individuale este ușor de verificat într-un magazin înainte de cumpărare. În acest scop, este suficient, atunci când releul este pornit, să furnizați pentru scurt timp un curent în circuitul de fază sau neutru din baterie cu orice polaritate a conexiunii conform opțiunilor 1 și 2.

Un RCD funcțional cu un releu electromecanic va funcționa și în marea majoritate a cazurilor produsele electronice nu pot fi verificate. Au nevoie de putere pentru ca logica să funcționeze.

Cum se conectează un RCD la o sarcină

Dispozitivele de curent rezidual sunt destinate utilizării în circuitele de alimentare care utilizează sistemul TN-S sau TN-C-S cu conectarea magistralei PE neutru de protecție în cablaj, la care sunt conectate carcasele tuturor dispozitivelor electrice.

În această situație, dacă izolația este ruptă, potențialul care apare pe corp trece imediat prin conductorul PE către pământ și comparatorul calculează defecțiunea.

În modul normal de alimentare, RCD nu deconectează sarcina, astfel încât toate aparatele electrice funcționează optim. Curentul fiecărei faze induce propriul flux magnetic F în circuitul magnetic al transformatorului, deoarece acestea sunt egale ca mărime, dar opuse ca direcție, se anulează reciproc. Nu există un flux magnetic comun și nu poate induce un EMF în bobina releului.

În caz de scurgere, potențialul periculos curge la pământ prin magistrala PE. În bobina releului, un EMF este indus de dezechilibrul rezultat al fluxurilor magnetice (curenți în fază și neutru).

Dispozitivul de curent rezidual calculează imediat defecțiunea în acest fel și într-o fracțiune de secundă deconectează circuitul cu contactele de putere.

Caracteristicile unui RCD cu releu electromecanic

Utilizarea energiei mecanice a arcului încărcat poate fi în unele cazuri mai avantajoasă decât utilizarea unui bloc special pentru alimentarea circuitului logic. Luați în considerare acest lucru cu un exemplu când zero al rețelei de alimentare este întrerupt și are loc faza.

Într-o astfel de situație, releele electronice statice nu vor primi putere și, prin urmare, nu vor putea funcționa. În același timp, în această situație, un sistem trifazat are un dezechilibru de fază și o creștere a tensiunii.

Dacă apare o defecțiune a izolației într-o locație slăbită, atunci potențialul va apărea pe carcasă și va ieși prin conductorul PE.

În RCD-urile cu releu pentru protecție electromecanică, acestea funcționează normal din energia arcului încărcat.

Cum funcționează un RCD într-un circuit cu două fire

Avantajele incontestabile ale protecției împotriva curenților de scurgere în echipamentele electrice realizate conform sistemului TN-S prin utilizarea RCD-urilor au dus la popularitatea acestora și la dorința proprietarilor de apartamente individuale de a instala RCD-uri într-un cablu cu două fire care nu este echipat cu un conductor PE.

În această situație, carcasa aparatului electric este izolată de pământ, nu comunică cu aceasta. Dacă apare o defecțiune a izolației, potențialul de fază apare mai degrabă pe carcasă decât să se scurgă din acesta. O persoană care intră în contact cu pământul și atinge accidental dispozitivul este afectată de curentul de scurgere în același mod ca într-o situație fără un RCD.

Cu toate acestea, într-un circuit fără un dispozitiv de curent rezidual, curentul poate trece prin corp pentru o lungă perioadă de timp. Când este instalat un RCD, acesta va detecta o defecțiune și va reduce tensiunea în timpul configurării în câteva fracțiuni de secundă, reducând efect dăunător al curentului și gradul de vătămare electrică.

În acest fel, protecția facilitează salvarea unei persoane la alimentarea cu energie în clădiri echipate cu o schemă TN-C.

Mulți meșteri acasă încearcă să instaleze singuri un RCD în casele vechi care așteaptă reconstrucția pentru a trece la sistemul TN-C-S. În același timp, în cel mai bun caz, efectuează o buclă de împământare auto-realizată sau pur și simplu conectează cutiile de aparate electrice la rețeaua de apă, bateriile de încălzire și părțile de fier ale fundației.

Astfel de conexiuni pot crea situații critice când apar defecțiuni și pot cauza daune grave. Lucrarea de creare a buclei de pământ trebuie făcută eficient și controlată prin măsurători electrice. Prin urmare, acestea sunt efectuate de specialiști instruiți.

Tipuri de instalare

Majoritatea RCD-urilor sunt realizate într-un design staționar pentru montarea obișnuită din magistrală Din în tabloul de distribuție. Cu toate acestea, la vânzare puteți găsi structuri portabile care sunt conectate la o priză electrică obișnuită, iar dispozitivul protejat este alimentat suplimentar de acestea. Costă puțin mai mult.