Načelo delovanja RCD

Okrajšava RCD je bila ustvarjena iz izraza "Naprava za preostali tok", ki določa namen naprave, ki je sestavljen iz odstranitve napetosti iz tokokroga, ki je nanj priključen, v primeru nenamernih okvar izolacije in nastajanja tokov uhajanja skozi njih.

Princip delovanja

Delovanje RCD uporablja načelo primerjave tokov, ki vstopajo v nadzorovani del vezja, in tokov, ki ga zapuščajo, na podlagi diferencialnega transformatorja, ki pretvori primarne vrednosti vsakega vektorja v sekundarne vrednosti, ki so strogo sorazmerne v kotu in smeri. za geometrijsko zbiranje.

Metodo primerjave lahko predstavimo z enostavno bilanco stanja ali bilanco stanja.

Ko je ravnovesje ohranjeno, potem vse deluje normalno, ko je porušeno, pa se kakovostno stanje celotnega sistema spremeni.

V enofaznem vezju se primerjata vektor faznega toka, ki se približuje merilnemu elementu, in ničel, ki ga zapušča. Med normalnim delovanjem z zanesljivo integralno izolacijo sta enaka in se medsebojno uravnavata.Ko pride do napake v tokokrogu in se pojavi tok uhajanja, se ravnotežje med obravnavanimi vektorji moti zaradi njegove vrednosti, ki jo izmeri eno od navitij transformatorja in prenese v logični blok.

Primerjava tokov v trifaznem tokokrogu poteka po istem principu, skozi diferencialni transformator gredo samo tokovi iz treh faz in na podlagi njihove primerjave se ustvari neravnovesje. Pri normalnem delovanju so tokovi treh faz uravnoteženi v geometrijskem seštevku, v primeru okvar izolacije v posamezni fazi pa se v njej pojavi uhajalni tok. Njegova vrednost se določi s seštevanjem vektorjev v transformatorju.

Strukturni diagram

Poenostavljeno delovanje naprave na diferenčni tok lahko predstavimo z bloki v blokovnem diagramu.

Neuravnoteženost tokov iz merilne naprave se usmeri na logični del, ki deluje na principu releja:

1. elektromehanski;

2. ali elektronski.

Pomembno je razumeti razliko med obema. Elektronski sistemi so zdaj v razcvetu in postajajo vse bolj priljubljeni iz več razlogov. Imajo široko funkcionalnost, velike zmogljivosti, vendar za delovanje logičnega in izvršilnega elementa potrebujejo električno energijo, ki jo zagotavlja poseben blok, ki je priključen na glavno vezje. Če iz različnih razlogov izgine elektrika, potem tak RCD praviloma ne bo deloval. Izjema so redki elektronski modeli, opremljeni s to funkcijo.

Elektromehanski releji uporabljajo mehansko energijo nabite vzmeti, ki je v bistvu videti kot običajna mišelovka. Za delovanje releja zadostuje minimalna mehanska sila na sproženi aktuator.

Ko se miška dotakne vabe pripravljene mišolovke, uhajajoči tok, ki je nastal v primeru neuravnoteženosti diferenčnega transformatorja, povzroči, da se pogon aktivira in prekine napetost iz tokokroga. Za to ima rele vgrajene napajalne kontakte v vsaki fazi in kontakt za pripravo testerja.

Vsak tip releja ima določene prednosti in slabosti. Elektromehanske zasnove že več desetletij delujejo zanesljivo in so se dobro izkazale. Ne potrebujejo zunanjega napajanja in elektronski modeli so popolnoma odvisni od njega.

Zdaj je splošno sprejeto, da je najučinkovitejši ukrep zaščite pred električnim udarom v električnih napeljavah do 1000 V naprava za diferenčni tok (RCD) za uhajalni tok.

Ne da bi nasprotovali pomembnosti tega zaščitnega ukrepa, večina strokovnjakov že vrsto let trdi o vrednostih glavnih parametrov RCD - namestitvenega toka, odzivnega časa in zanesljivosti.To je razloženo z dejstvom, da so parametri RCD so ozko povezani z njegovo ceno in delovnimi pogoji.

Dejstvo je, da nižji kot je nastavitveni tok in krajši kot je odzivni čas, večja kot je zanesljivost RCD, dražja je njegova cena.

Poleg tega, manjši kot je nastavitveni tok in krajši čas delovanja RCD, strožje so zahteve za izolacijo zaščitenega območja, saj lahko že rahlo poslabšanje obratovalnih pogojev povzroči pogoste, v nekaterih primerih pa tudi dolge, lažnih izklopov električne napeljave, ki onemogočajo normalno delo.

Po drugi strani pa višji kot je nastavitveni tok RCD in daljši kot je odzivni čas, slabše so njegove zaščitne lastnosti.

Zasnova RCD

Postavitev enofaznega RCD je prikazana na spodnji fotografiji.

V njem se napetost nanaša na vhodne sponke, na izhodne sponke pa je priključen krmiljen tokokrog.

Trifazna naprava za diferenčni tok je izdelana na enak način, vendar v njej opazujemo tokove vseh faz.

Prikazana slika prikazuje štirižilni RCD, čeprav je trižična zasnova komercialno na voljo.

Kako preveriti RCD

Funkcionalno preverjanje je vgrajeno v vsak oblikovalski vzorec. Za to se uporablja blok «Tester», ki je odprt kontaktno-vzmetni gumb za samonastavitev in tokovno omejevalni upor R. Njegova vrednost je izbrana tako, da ustvari najmanjši zadostni tok, ki umetno simulira uhajanje.

Ko pritisnete gumb «Test», mora biti RCD, povezan z operacijo, izklopljen. Če se to ne zgodi, ga je treba zavrniti, preveriti morebitne poškodbe in popraviti ali zamenjati z uporabnostjo. Mesečno testiranje naprave na diferenčni tok (RCD) poveča zanesljivost delovanja.

Mimogrede, uporabnost elektromehanskih in posameznih elektronskih struktur je enostavno preveriti v trgovini pred nakupom. V ta namen je dovolj, ko je rele vklopljen, za kratek čas napajati tok v faznem ali nevtralnem krogu iz akumulatorja s katero koli polarnostjo povezave v skladu z možnostmi 1 in 2.

Delujoč RCD z elektromehanskim relejem bo deloval in v veliki večini primerov elektronskih izdelkov ni mogoče preveriti. Potrebujejo moč, da logika deluje.

Kako priključiti RCD na obremenitev

Zaščitne naprave na diferenčni tok so namenjene za uporabo v napajalnih tokokrogih po sistemu TN-S ali TN-C-S s priključitvijo zaščitnega nevtralnega PE vodila v napeljavo, na katero so priključena ohišja vseh električnih naprav.

V tem primeru, če je izolacija počena, potencial, ki nastane na telesu, takoj preide skozi PE vodnik na tla in primerjalnik izračuna napako.

V običajnem načinu napajanja RCD ne odklopi obremenitve, zato vse električne naprave delujejo optimalno. Tok vsake faze inducira v magnetnem krogu transformatorja svoj magnetni pretok F. Ker sta po velikosti enaka, a nasprotno usmerjena, se medsebojno izničita. Ni običajnega magnetnega pretoka in ne more inducirati EMF v tuljavi releja.

V primeru uhajanja nevarni potencial teče v zemljo skozi vodilo PE. V tuljavi releja se zaradi nastalega neravnovesja magnetnih tokov (fazni in nevtralni tokovi) inducira EMF.

Naprava na diferenčni tok na ta način takoj izračuna napako in v delčku sekunde prekine tokokrog z močnostnimi kontakti.

Značilnosti RCD z elektromehanskim relejem

Uporaba mehanske energije nabite vzmeti je lahko v nekaterih primerih ugodnejša od uporabe posebnega bloka za napajanje logičnega vezja. Razmislite o tem s primerom, ko je ničla napajalnega omrežja prekinjena in nastopi faza.

V takšni situaciji statični elektronski releji ne bodo prejeli napajanja in zato ne bodo mogli delovati. Hkrati ima v tej situaciji trifazni sistem fazno neravnovesje in povečanje napetosti.

Če pride do okvare izolacije na oslabljenem mestu, se bo potencial pojavil na ohišju in odšel skozi PE vodnik.

V RCD z relejem za elektromehansko zaščito delujejo normalno iz energije napolnjene vzmeti.

Kako RCD deluje v dvožilnem vezju

Nesporne prednosti zaščite pred uhajalnimi tokovi v električni opremi, izdelani po sistemu TN-S z uporabo RCD, so privedle do njihove priljubljenosti in želje posameznih lastnikov stanovanj, da namestijo RCD v dvožilni, ki ni opremljen z PE vodnik.

V tem primeru je ohišje električnega aparata izolirano od tal, z njim ne komunicira. Če pride do okvare izolacije, se fazni potencial pojavi na ohišju in ne odteče iz njega. Oseba, ki je v stiku z zemljo in se po nesreči dotakne naprave, je pod vplivom toka uhajanja na enak način kot v situaciji brez RCD.

Vendar pa lahko v tokokrogu brez naprave za diferenčni tok tok dolgo časa teče skozi telo. Ko je RCD nameščen, bo med nastavitvijo v delčkih sekunde zaznal napako in zmanjšal napetost, kar bo zmanjšalo škodljiv učinek toka in stopnjo električne poškodbe.

Na ta način zaščita olajša reševanje osebe pri napajanju v objektih, opremljenih s shemo TN-C.

Mnogi domači mojstri poskušajo sami namestiti RCD v stare hiše, ki čakajo na obnovo, da bi prešli na sistem TN-C-S. Hkrati v najboljšem primeru izvedejo samostojno ozemljitveno zanko ali preprosto priključijo škatle električnih naprav na vodovodno omrežje, grelne baterije in železne dele temeljev.

Takšne povezave lahko povzročijo kritične situacije, ko pride do motenj v delovanju in povzročijo resno škodo. Delo pri ustvarjanju ozemljitvene zanke mora biti opravljeno učinkovito in nadzorovano z električnimi meritvami. Zato jih izvajajo usposobljeni strokovnjaki.

Vrste namestitve

Večina RCD je izdelanih v stacionarni izvedbi za običajno montažo Din-bus v stikalno ploščo. Vendar pa lahko v prodaji najdete prenosne strukture, ki so priključene na običajno električno vtičnico, zaščitena naprava pa jih dodatno napaja. Stanejo malo več.