Princip činnosti RCD

Poruchy v elektrickém obvodu mohou vést k vážným následkům. V lepším případě utrpí elektrické spotřebiče. V nejhorším případě může člověk dostat vážný úraz elektrickým proudem. V některých případech navíc poruchy vedou k požáru – a to je vážné ohrožení majetku i lidských životů.

Existují tři hlavní faktory, které mohou vytvářet nebezpečné situace: zkraty, svodové proudy v důsledku selhání izolace a přetížení vodičů v důsledku připojení zařízení s vysokým výkonem. Faktory lze pozorovat buď jednotlivě, nebo v kombinaci.

Aby se předešlo fatálním následkům, používají se zařízení, jako jsou RCD (proudové chrániče nebo zařízení diferenciální ochrany), diferenciální jističe a jističe. Jejich úkolem je vypnout napětí dříve, než se stane nebezpečným. Mnozí možná pro laika nepochopí jejich účel nebo rozdíl mezi nimi, na první pohled vypadají téměř identicky a může být těžké je rozeznat. Je tu však rozdíl.

Abyste si zajistili ochranu před různými nehodami a úrazem elektrickým proudem, musíte pochopit, jak se zařízení liší, k čemu jsou potřebná a jaké jsou jejich výhody a nevýhody. V tomto článku zjistíme, jak se tato zařízení od sebe liší a které z nich je lepší nainstalovat do vašeho elektrického panelu.

Co jsou RCD, DIF a jistič?

Jistič (nebo obvykle jen “jistič” “) je kontaktní spínací zařízení, které je určeno k zapínání a vypínání (t.

Hlavními prvky každého AV jsou elektromagnetická cívka a tepelná spoušť. Cívka pomáhá uhasit oblouk a potlačuje napěťové proudy, zatímco spoušť se aktivuje, když v obvodu dojde k přetížení.

RCD (zařízení na zbytkový proud)— spínací zařízení k ochraně elektrického obvodu před svodovými proudy. Zařízení poskytne dodatečnou ochranu proti požáru a úrazu elektrickým proudem, když je již nainstalován jistič. V GOST se taková zařízení nazývají VDT – automatický spínač ovládaný diferenciálním proudem, bez vestavěné ochrany proti nadproudu pro domácnost a podobné účely.

RCD je jedním z klíčových prvků ochranné automatizace moderních elektrických sítí. Jeho hlavním prvkem je diferenciální transformátor. Úkolem transformátoru je porovnat proud ve vodiči s hodnotou proudu vráceného do sítě. Normálně by si měli být rovni.

Na rozdíl od jističe, který chrání elektroinstalaci před zkratem a výrazným přetížením, toto zařízení funguje pouze při výskytu svodových proudů.

Automatický diferenciál (DIF) je nízkonapěťové kombinované elektrické zařízení, které spojuje v jednom pouzdře funkce dvou ochranných zařízení – RCD a jističe. DIF chrání kabeláž a zařízení před nadproudy a svodovými proudy.

Otevřou obvod, pokud je pozorována jakákoli abnormální situace: únik proudu, zkrat, překročení jmenovité úrovně proudu. Konstrukce obsahuje elektromagnetické a tepelné spouště a také prvky RCD. V tomto případě se konstrukce vyrábí jako jeden modul. Toto zařízení je dražší, ale poskytuje komplexní ochranu.

Obecně platí, že RCD, jističe a jističe jsou důležitými součástmi elektrických systémů, které zajišťují bezpečný provoz. Výběr zařízení závisí na konkrétních podmínkách a potřebách použitého systému.

<strong>Vlastnosti a účel RCD, DIF a jističe</strong>

Všechna tři elektrická zařízení plní důležité funkce v elektrických obvodech a jsou zodpovědná za bezpečnost elektrického systému a také zabraňují možným nehodám.

Jejich hlavním rozdílem je funkčnost:

• RCD je odpovědné za předcházení kritickým situacím způsobeným úniky proudu.
• Stroj signalizuje přetížení nebo zkrat.
• Difavtomat otevře elektrický obvod v nouzových situacích: zkrat, únik proudu, úroveň proudu několikrát překročí jmenovitou hodnotu.

Zařízení na zbytkový proud nakonfigurován tak, aby se spustil, když dojde k úniku proudu, který by neměl překročit 30 mA pro ochranu člověka a 0.5 A pro ochranu proti požáru.

Důvody pro přerušení toku energie ve vodičích mohou být:

1. Izolace Může dojít k poškození jednoho nebo druhého opletu v důsledku porušení provozních pravidel elektroinstalace: teplotní podmínky, mechanické namáhání. Další možností je běžné opotřebení. V důsledku toho je vodivé jádro obnaženo.
2. Uzly. Kontaktní spoje se mohou časem oslabit nebo se materiál použitý k vytvoření kontaktu mezi dvěma nebo více vodiči stane nepoužitelným. Z tohoto důvodu často dochází k jiskření.
3. Biologický faktor. Patří sem hlodavci, domácí zvířata a děti, které mohou poškodit fungující elektrickou síť (komponenty, izolace). V případě člověka je často nutné ponořit neizolovaný kovový předmět do zásuvky, vypínače nebo zásuvky, která je pod napětím.

Jistič chrání elektrické vedení před přetížením a zkratem, ale nechrání osobu před úrazem elektrickým proudem při náhodném dotyku živých částí.

Hlavní funkcí jističe je ochrana sítě před zkratem a přetížením. Příliš velký proud procházející sítí způsobuje zahřívání kabelu. Pokud se to stane po dlouhou dobu, drát se může vznítit.

Hlavní funkce stroje:

1. přepínání okruhů (umožňuje zapínat a vypínat určitou část elektrického obvodu);
2. ochrana proti přetěžovacím proudům. Stroj vypne obvod při aktuálních hodnotách překračujících přípustnou úroveň;
3. odpojení chráněného obvodu při vzniku velkých zkratových proudů.

Stroje současně vykonávají ochranné a řídicí funkce.

Diferenciální stroje je kombinované zařízení, ve kterém jsou automatické zařízení a RCD kombinovány v jednom pouzdře. Stroje reagují na únik proudu, pokud je překročen jmenovitý proud, tepelné uvolnění bude fungovat, a když se fáze přiblíží k nule, elektromagnetické uvolnění téměř okamžitě odpojí zátěž.

Jistič a proudový chránič jsou dvě různá zařízení, která je třeba namontovat do panelu samostatně. DIF je upevněn v jednom modulu, což výrazně šetří místo v panelu a čas instalace. Také RCD a AV mohou být nahrazeny diferenciálním strojem. Zpětná výměna však není možná – pokud je tedy podle podmínek na místě zřejmé, že je nutné instalovat diferenciální automatické zařízení, nelze jej nahradit samotným RCD nebo automatickým zařízením.

<strong>Vlastnosti označení na těle zařízení</strong>

Označení na těle vám řekne, které zařízení je před vámi – DIF nebo RCD. Na automatickém jističi je vedle jmenovitého proudu písmeno C nebo B, které označuje kategorii spouště, označení ampér (písmeno A) znamená, že se jedná o RCD.

RCD i automatický jistič mají „testovací“ tlačítko. Říká mi, že to není standardní jistič.

Vzhledem k tomu, že difavtomat kombinuje dva typy zařízení, jsou jeho hlavní charakteristiky kombinovány. Každý z nich je důležitý, takže čísla a písmena označení jsou velké a obvykle okamžitě upoutají pozornost.

V první řadě se bere v úvahu hodnota jmenovitého pracovního proudu. Ukazuje, za jakých podmínek je zařízení navrženo tak, aby vydrželo co nejdéle a během provozu se nerestartovalo. Indikátory jsou vždy standardní, takže se můžete setkat s několika základními variantami, nejčastěji se používají difautomaty 10, 16, 25 a 50 A.

Mnoho modelů RCD pracuje selektivně, to znamená, že pracují s určitým zpožděním. Automat může mít také tuto funkci, protože zlepšuje provoz zvýšením elektrodynamické stability. Obvykle existují dvě možnosti – písmeno „G“ označuje zařízení s pauzou od 60 do 80 milisekund, zatímco „S“ má delší zpoždění – od 200 do 300.

Jmenovitý proud je maximální proud, který může zařízení procházet samo sebou po dlouhou dobu. Tato charakteristika je nutně uvedena na každém zařízení, ale mírně odlišnými způsoby:

• Na RCD je zapsáno pouze číslo, například „16 A“.
• na číselníku je před číslem písmeno, například „C16 A“.

Písmeno před hodnotou jmenovitého proudu na pouzdru automatického jističe – nejčastěji „B“, „C“ nebo „D“ – označuje charakteristiku (vypínací schopnost) jeho spouští. Na modelech pro domácnost můžete obvykle vidět písmena:

• „B“ (pro obvody bez indukční zátěže, obvykle osvětlení).
• „C“ a „D“ (odolá zapínacím proudům typickým pro sítě s připojenými elektromotory).

Existují také difavtomaty s písmeny „A“ (pro sítě s dlouhými vodiči), „K“ (používá se, pokud je téměř celá zátěž – 80 % – induktivní) a „Z“ (pro slaboproudé sítě, kde i krátkodobě přetížení je nepřijatelné). Používají se především v průmyslu.

<strong>Kolik místa bude potřeba v rozvodném panelu?</strong>

Podívejme se na příklad, kolik místa je potřeba v rozvodném panelu.

Difavtomat je malé zařízení. Zabírá velmi málo místa. Pokud máte malý štít, je lepší nainstalovat RCBO – tam se určitě vejde.

RCD a stroj společně zaberou hodně místa, zvláště pokud mají zařízení několik pólů. Pokud chcete chránit dva kabely, pak dva RCD a dva jističe zaberou šest modulů v panelu a dva RCBO čtyři.

Ale mnoho řemeslníků, aby ušetřilo čas a prostor, připojuje několik strojů k jednomu RCD. V tomto případě k ochraně tří kabelů potřebujete jeden RCD a tři jističe – tato zařízení zaberou v panelu pět modulů. A pokud chráníte tři kabely pomocí automatických zařízení, pak budete muset obsadit šest modulů.

Výhodou proudových chráničů a spínačů je jejich jednoduchá konstrukce v případě poruchy, snadné vyhledání a výměna dílů, levné. Oprava diferenciálového stroje je dražší a může ji provádět pouze profesionál. Volba mezi proudovým chráničem a diferenčním zařízením musí být provedena s ohledem na kvalitu produktu, náklady a jmenovité hodnoty.

<strong>Co je lepší dát?</strong>

Zjistili jsme, že jistič a VDT (RCD) jsou zcela odlišná zařízení a mají různé účely. Proto je zcela nesprávné porovnávat automatický stroj s RCD. První chrání kabeláž a zařízení před přetížením, druhý před rozdílovým proudem. Pokud se chceme chránit před zkratem, instalujeme jistič. Pokud dojde k úrazu elektrickým proudem nebo požáru v důsledku přerušení fáze na kostru – RCD.

Ale pokud se rozhodnete nainstalovat proudový chránič , pak budete muset před něj nainstalovat automatický spínač, který ušetří nejen kabeláž, ale i samotný RCD v případě zkratu nebo přetížení linky. Proto při instalaci RCD budete muset zakoupit další stroj určený pro příslušný proud.

Jestliže upgradujete hotový štít , pak je v něm stroj zpravidla již nainstalován, stačí zakoupit pouze RCCB, navržený pro příslušný výkon a spouštěný při maximálním přípustném svodovém proudu pro naši situaci. Pokud je však štít vyroben od nuly, pak má smysl vybrat si RCBO (difavtomatický), protože i když je poměrně drahý, jeho cena bude nižší než cena RCD + automat. A štít není gumový a jedno zařízení zabere méně místa.

Nezapomínejte také na kvalitu použitého modulárního vybavení.

Důvěřujte důvěryhodným výrobcům!

Zkratka RCD je vytvořena z fráze „Residual current device“, která definuje účel zařízení, kterým je odstranit napětí z obvodu, který je k němu připojen, v případě náhodného porušení izolace a vytvoření svodových proudů přes ně.

Pro provoz RCD se používá princip porovnávání proudů vstupujících a vystupujících z řízené části obvodu založený na diferenciálním transformátoru, který převádí primární hodnoty každého vektoru na sekundární hodnoty přísně úměrné v úhlu a směru pro geometrické přidání.

Srovnávací metoda může být reprezentována běžnými váhami nebo balancérem.

Při zachování rovnováhy vše funguje normálně, ale při jejím narušení se změní kvalitativní stav celého systému.

V jednofázovém obvodu se porovnává vektor fázového proudu přibližující se k měřicímu prvku a vektor nulového proudu, který jej opouští. Za normálních provozních podmínek se spolehlivou neporušenou izolací jsou si rovny a vzájemně se vyrovnávají. Když dojde k poruše v obvodu a objeví se svodový proud, rovnováha mezi uvažovanými vektory je narušena jeho hodnotou, která je měřena jedním z vinutí transformátoru a přenášena do logického bloku.

Porovnání proudů v třífázovém obvodu se provádí podle stejného principu, pouze proudy všech tří fází procházejí diferenciálním transformátorem a na základě jejich porovnání vzniká nesymetrie. V běžném provozu se při geometrickém sčítání proudy tří fází vyrovnávají a pokud dojde k poškození izolace některé fáze, vzniká v ní svodový proud. Jeho hodnota je určena součtem vektorů v transformátoru.

Činnost proudového chrániče lze zjednodušeně znázornit blok po bloku blokovým schématem.

Nerovnováha proudů z měřicího prvku je odeslána do logické části, která pracuje na principu relé:

2. nebo elektronické.

Je důležité pochopit rozdíl mezi nimi. Elektronické systémy se nyní rychle vyvíjejí a stávají se stále oblíbenějšími z mnoha důvodů. Mají širokou funkčnost a skvělé schopnosti, ale pro činnost logiky a výkonného orgánu vyžadují elektrickou energii, kterou zajišťuje speciální jednotka připojená k hlavnímu obvodu. Pokud z různých důvodů zhasne elektřina, pak takový RCD zpravidla nebude fungovat. Výjimkou jsou vzácné elektronické modely vybavené touto funkcí.

Elektromechanická relé využívají mechanickou energii nabité pružiny, která je principiálně podobná běžné pasti na myši. Aby relé fungovalo, stačí minimální mechanická síla na snímaný akční člen.

Stejně jako se myš dotkne návnady připravené pasti na myši, svodový proud, ke kterému dochází při nerovnováze v diferenciálním transformátoru, vede k činnosti akčního členu a odpojení napětí od obvodu. K tomuto účelu má relé v každé fázi zabudované silové kontakty a přípravný kontakt testeru.

Jakýkoli typ relé má určité výhody a nevýhody. Elektromechanické konstrukce fungují spolehlivě po mnoho desetiletí a dobře se osvědčily. Nevyžadují externí napájení a elektronické modely jsou na něm zcela závislé.

Nyní se obecně uznává, že nejúčinnějším opatřením ochrany před úrazem elektrickým proudem v elektrických instalacích s napětím do 1000 V je proudový chránič (RCD).

Bez námitek proti důležitosti tohoto ochranného opatření se většina odborníků po mnoho let dohaduje o hodnotách hlavních parametrů RCD – instalačního proudu, doby odezvy a spolehlivosti. To je vysvětleno skutečností, že parametry RCD úzce souvisí s jeho náklady a provozními podmínkami.

Čím nižší je nastavovací proud a čím kratší je doba odezvy, tím vyšší je spolehlivost proudového chrániče a tím dražší je jeho cena.

Kromě toho, čím nižší je nastavovací proud a čím kratší je doba odezvy proudového chrániče, tím přísnější jsou požadavky na izolaci chráněného prostoru, protože i jeho nepatrné zhoršení za provozních podmínek může vést k častým a v některých případech i dlouhým -časové, falešné odstávky elektroinstalace, znemožňující normální provoz.

Na druhou stranu, čím vyšší je nastavovací proud RCD a delší doba odezvy, tím horší jsou jeho ochranné vlastnosti.

Rozložení jednofázového RCD je znázorněno na obrázku níže.

V něm je na vstupní svorky přiváděno napětí a na výstupní svorky je připojen řízený obvod.

Třífázový proudový chránič je vyroben stejným způsobem, ale řídí proudy všech fází.

Na obrázku je znázorněn čtyřvodičový proudový chránič, i když jsou komerčně dostupné třívodičové provedení.

Jak zkontrolovat RCD

Každý návrhový model má vestavěnou funkci kontroly funkčnosti. K tomu se používá blok „Tester“, což je otevřený kontakt – tlačítko s pružinovým samoresetováním a odporem R omezujícím proud. Jeho hodnota je zvolena tak, aby vytvořila minimální dostatečný proud, uměle simulující únik.

Když stisknete tlačítko „Test“, proudový chránič připojený k provozu by se měl vypnout. Pokud se tak nestane, měl by být odmítnut, hledat poruchu a opravit nebo vyměnit za funkční. Měsíční testování proudového chrániče zvyšuje spolehlivost jeho provozu.

Mimochodem, provozuschopnost elektromechanických a jednotlivých elektronických struktur lze před nákupem snadno zkontrolovat v obchodě. K tomuto účelu stačí při zapnutém relé krátkodobě přivést proud do fázového nebo nulového obvodu z baterie s libovolnou polaritou zapojení dle možností 1 a 2.

Fungující RCD s elektromechanickým relé bude fungovat, ale v naprosté většině případů nelze elektronické výrobky tímto způsobem zkontrolovat. Potřebují sílu, aby jejich logika fungovala.

Jak připojit RCD k zátěži

Proudové chrániče jsou určeny pro použití v napájecích obvodech pomocí systému TN-S nebo TN-CS s připojením ochranné nulové PE sběrnice v elektroinstalaci, na kterou se připojují pouzdra všech elektrických zařízení.

V této situaci, pokud izolace selže, potenciál vznikající na pouzdře okamžitě proudí přes PE vodič do země a srovnávací těleso vypočítá poruchu.

V normálním režimu napájení RCD neodpojuje zátěž, takže všechny elektrické spotřebiče fungují optimálně. Proud každé fáze v magnetickém obvodu transformátoru indukuje svůj vlastní magnetický tok F. Protože jsou stejné velikosti, ale opačného směru, vzájemně se ruší. Neexistuje žádný celkový magnetický tok a nemůže indukovat EMF ve vinutí relé.

Když dojde k úniku, nebezpečný potenciál proudí do země přes ochrannou přípojnici PE. EMF se indukuje ve vinutí relé z výsledné nerovnováhy magnetických toků (proudy ve fázi a nula).

Proudový chránič tímto způsobem okamžitě vypočítá poruchu a během zlomku sekundy deaktivuje obvod se silovými kontakty.

Vlastnosti provozu RCD s elektromechanickým relé

Využití mechanické energie nabité pružiny může být v některých případech výhodnější než použití speciální jednotky pro elektrické napájení logického obvodu. Uvažujme to na příkladu, kdy je porušena nula napájecí sítě a fáze je napájena.

V takové situaci nebudou statická elektronická relé napájena, a proto nebudou moci fungovat. Současně v této situaci zaznamená třífázový systém fázovou nerovnováhu a zvýšení napětí.

Pokud dojde k porušení izolace v oslabené oblasti, potenciál se objeví na krytu a proteče PE vodičem.

V RCD s elektromechanickým ochranným relé budou fungovat normálně z energie nabité pružiny.

Jak funguje proudový chránič ve dvouvodičovém obvodu?

Nepopiratelné výhody ochrany proti svodovým proudům v elektrických zařízeních vyrobených podle systému TN-S pomocí proudových chráničů vedly k jejich popularitě a přání jednotlivých vlastníků bytů instalovat proudové chrániče do dvouvodičových systémů, které nejsou vybaveny PE vodičem. .

V této situaci je tělo elektrického spotřebiče izolováno od země a nekomunikuje s ní. Pokud dojde k poruše izolace, objeví se fázový potenciál na krytu a nevyteče z něj. Osoba, která má kontakt se zemí a náhodně se dotkne zařízení, je vystavena svodovému proudu stejným způsobem jako v situaci bez proudového chrániče.

V obvodu bez proudového chrániče však může proud procházet tělem po dlouhou dobu. Když je proudový chránič nainstalován, zjistí poruchu a během doby nastavení během zlomku sekundy vypne napětí, čímž se sníží škodlivý účinek proudu a stupeň úrazu elektrickým proudem.

Ochrana tak usnadňuje záchranu osoby pod napětím v budovách vybavených podle schématu TN-C.

Mnoho domácích řemeslníků se snaží nezávisle instalovat RCD ve starých domech čekajících na rekonstrukci, aby přešli na systém TN-CS. V tomto případě v nejlepším případě vyrobí domácí uzemňovací smyčku nebo jednoduše připojí pouzdra elektrických spotřebičů k vodovodní síti, topným radiátorům a železným částem nadace.

Taková spojení mohou vytvářet kritické poruchové situace a způsobit vážné škody. Práce na vytvoření uzemňovací smyčky musí být prováděny efektivně a řízeny elektrickými měřeními. Proto je provádějí vyškolení specialisté.

Většina proudových chráničů se vyrábí ve stacionárním provedení pro montáž na běžnou DIN lištu v elektrickém panelu. V prodeji však můžete najít přenosné konstrukce, které se zapojí do běžné elektrické zásuvky a z nich je pak chráněné zařízení napájeno. Jsou o něco dražší.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře