Princip fungování proudového chrániče v jednofázové síti: schéma zapojení

Ve své praxi jsem se často setkal se situací, kdy v nouzové situaci nefungovala drahá ochrana, jejíž instalace stála mnoho úsilí a peněz. To mělo za následek velmi vážné poškození zařízení.

Pro takové případy se energetici pojišťují záložními zařízeními, jejich provoz rovnou plánují s projektem. To se v domácí elektroinstalaci nedělá: je to příliš drahé.

Proto je nutné dobře rozumět tomu, jak správně zapojit proudový chránič do proudového obvodu, což proberu níže pro typické případy bezpečného napájení zařízení v bytě nebo domě.

Účel a princip činnosti proudového chrániče v obrazech

Proudový chránič je proudový chránič a z hlediska bezpečnosti je na druhém místě po jističi. Už zachránil zdraví mnoha lidí a zabránil úrazům elektrickým proudem.

Potřeba použití RCD je potvrzena požadavky doby a je diktována pravidly elektrické bezpečnosti.

Jak funguje vypnutí ochrany proti svodovému proudu?

Fázový porovnávací orgán řídí velikost vektorů příchozích a odchozích proudů podél fázových a nulových potenciálových vodičů a neustále porovnává jejich magnetické toky.

Pokud se hodnota druhého vektoru snížila více než přípustná požadovaná hodnota, je učiněn závěr o výskytu poruchy. Výsledný svodový proud automaticky odpojí napájecí kontakty.

RCD zabraňuje průchodu proudu lidským tělem při náhodném kontaktu s nechráněnými živými částmi nebo poškození izolace elektroinstalace, kdy se na těle elektrického zařízení objeví nebezpečný potenciál.

Další účel zařízení: zabránění požáru budovy v důsledku porušení dielektrických vlastností izolace, která vytváří náhodné cesty pro nouzové proudy.

Diferenciální prvek funguje ve všech systémech uzemnění budov. Nejsprávnější a nejbezpečnější situace je však vytvořena ve schématech TN-S и TN-CS, TT s přídavným zemnícím vedením PE.

Budovy se starým uzemňovacím systémem TN-C snížit citlivost srovnávacího orgánu.

Elektrické obvody RCD: 2 možnosti pro byt a dům

Ochrana se vyrábí jako hotové moduly pro instalaci na DIN lištu s možností instalace do jednofázového nebo třífázového rozvodu.

Schéma zapojení jednofázového proudového chrániče

Modul se dvěma proudovými vedeními s fázovým a nulovým potenciálem je připojen k síti 220 V.

Schéma vnitřní ochranné struktury je vytištěno přímo na pouzdru a je uvedeno v dokumentaci. Příchozí fázový vodič je připojen shora ke svorce č. 1 a ze svorky č. 2 jde ke spotřebitelům.

Nulový potenciál je přiváděn na horní svorku N a odváděn ze spodní. Tato pravidla připojení nelze změnit: jinak nebude orgán pro porovnání fází schopen správně fungovat a dojde k falešným poplachům.

Schéma zapojení pro třífázový proudový chránič

Na horní svorky č. 1, 2 a 3 jsou střídavě namontovány tři vstupní fázové vodiče. Ze spodní části modulu jsou vyjmuty ze svorek č. 2, 4 a 6 a směrovány ke spotřebiči. Nulový potenciál je přiváděn shora na svorku „N“ a odebírán zespodu.

Různí výrobci konstruktivně umisťují pracovní neutrální vedení napravo nebo nalevo od fázových vedení. Všechny tyto varianty jsou znázorněny na diagramu-obrázku na ochranném tělese.

Je přípustná záměna fázových vedení, ale nesmí se zaměňovat s nulovým proudovým vedením. K němu je připojeno vinutí tlačítka „Test“. Pokud jej stisknete, ochrana nebude fungovat správně.

Schémata připojení jednofázového RCD: 3 možnosti použití v bytě

Ochranný modul v bytovém panelu lze namontovat na:

• vstup pro ovládání všech pracovních zařízení připojených k elektroinstalaci;
• jedna problémová linie, například pro koupelnu nebo kuchyň s vysokou vlhkostí;
• několik dálnic se skupinami zásuvek.

Vstup RCD: ochrana všech elektroinstalací v bytovém panelu

Proudový chránič na vstupu do bytu je instalován přímo za elektroměrem a vstupním jističem.

Příklad uspořádání ochranných modulů zobrazený na fotografii elektrického panelu je doplněn vysvětlujícím schématem. Pro jeho vstup je použit klasický jednofázový jistič.

Přeruší pouze potenciál fáze poruchového proudu. To je docela přijatelné pro zajištění většiny úkolů, které vznikají v otázkách bezpečnosti domácí elektroinstalace.

Obvod s dvoupólovým vstupním jističem je vytvořen podle stejného principu s tím rozdílem, že nulový potenciál prochází jeho druhým vedením na vstup vstupního RCD.

Po opuštění proudového chrániče je nulový potenciál připojen k samostatné izolované přípojnici N. Odtud je vedení vedeno podél kabelových žil ke spotřebitelům.

Hlavní vedení ochranného PE vodiče se montuje pomocí vlastní PE přípojnice. K němu je připojeno odpovídající jádro ze vstupního kabelu a odchozí vedení jsou sestavena ke všem spotřebitelům bez přerušení.

Technické vlastnosti RCD: jmenovitý proud a hodnota svodu – jak vybrat ten správný pro vstupní modul

Uvedené 2 parametry jsou zahrnuty výrobcem do návrhu libovolného modulu. Po zakoupení je již nebudeme moci změnit. Proto je důležité je před nákupem správně vybrat.

Jmenovitý proud a nastavení svodového vypínání jsou vyznačeny přímo na ochranném krytu.

Jak vybrat RCD podle jmenovitého proudu

Tato hodnota charakterizuje proudovou sílu, kterou běžně snesou vnitřní obvody jednotky bez poškození, např. s hodnotou 40 ampér, jak je znázorněno na obrázku.

Pokud vnitřním ochranným obvodem protéká větší proud, jednoduše spálí vinutí, vodiče a izolaci. To se nesmí připustit.

Každý proudový chránič je připojen přes samostatný jistič s nižším jmenovitým proudem o jeden stupeň standardní řady.

Modul zbytkového proudu je instalován za jističem. Poté je po přerušení napájecích kontaktů stroje zcela bez napětí.

Podle tohoto principu byl zvolen pro horní obvod jistič s proudem 32 A pro vstupní proudový chránič 40 ampér. Jeho nastavení zátěže na zkrat a přetížení chrání náš modul před spálením v případě jakékoli nehody.

Diferenciální jistič má univerzální schopnosti. Svým provedením spojuje schopnosti proudového chrániče a jističe s vyváženými elektrickými parametry jmenovitého proudu.

Náklady na proudový chránič jsou o něco vyšší než náklady na RCD a jistič dohromady, ale jeho použití šetří místo v bytovém panelu, což je často zcela oprávněné.

Jak vybrat RCD podle svodového proudu

Proudy protékají téměř jakoukoli vrstvou izolace. Jde jen o to, že u materiálů s vysokými dielektrickými vlastnostmi jsou velmi malé kvůli vysokému elektrickému odporu.

Poškozená izolace má nízkou omezující kapacitu. Protékají jí proudy zvýšené velikosti.

Elektrický instalační předpis reguluje celkový svodový proud (diferenciál) přes izolaci. Nikdy by neměl překročit bezpečnou úroveň pro lidi.

Existují speciální laboratorní přístroje, které umožňují měřit svodový proud izolací elektrického vedení. Při jejich nepřítomnosti se provede přibližný výpočet navrženou metodou.

Pro běžné prostory se volí proudový chránič s bezpečným rozdílovým proudem 30 mA. Ve vlhkém prostředí, typickém pro koupelnu nebo kuchyň při vaření, jeho hodnota klesá na 10 nebo 6 mA.

Na vstupu do budovy je přípustné instalovat proudový chránič s jmenovitým proudem 100 mA.

Pokud celkový svodový proud elektrického vedení překročí přípustnou úroveň rozdílového proudu pro RCD o více než 33 %, pak je nutné zvážit otázku kompletní výměny zastaralých vodičů a kabelů.

Vstupní proudový chránič 100, 300 nebo 500 mA není schopen zachránit osobu před úrazem elektrickým proudem. Jeho účelem je předcházet požárům způsobeným elektrickým rozvodem.

Schéma použití jedné ochrany s fázovým porovnávacím orgánem pro proudy na vstupu je jednoduché a ekonomické, ale výrazně komplikuje hledání poruchy po jejím odpojení.

RCD pro koupelnu: příklad výběru ochranného modulu pro jednoho spotřebitele

Možnost umístění ochranného uzávěru uvnitř bytového panelu je znázorněna na fotografii níže.

Schéma zapojení ochranného modulu pro jedno samostatné vedení (koupelna) s umístěním fázového a nulového vedení je podrobněji znázorněno na obecném obrázku pro bytové rozvody.

Jistič tohoto hlavního vedení je stejně jako ostatní napájen ze sestavy za vstupním jističem.

Všimněte si prosím, jak je zde zapojena pracovní nulová sběrnice a jak se liší od metody zvolené pro obvod se vstupním modulem.

Pracovní nula je přiváděna ze vstupního kabelu přímo do elektroměru a odtud je odvedena na přípojnici N. Odtud je distribuce ke všem spotřebitelům prováděna pomocí kabelů odchozích linek.

Pracovní neutrál je napájen do koupelnových zásuvek přes samostatný silový kontakt naší ochrany.

Instalace přípojnice PE se provádí podle předchozí verze bez jakýchkoli změn.

V tomto schématu je vnitřní konstrukce modulu chráněna před překročením jmenovitého proudu (16 ampér) vlastním jističem (jmenovitý 10 A).

Při spuštění ochrany je odstraňování závad zjednodušeno kontrolou izolačního stavu na vedení od silových kontaktů modulu k pracovnímu prvku připojeného spotřebiče.

Skupina RCD: cenově výhodná ochrana několika odchozích linek

Instalace individuálního modulu pro každého jednotlivého spotřebitele je nejodůvodněnějším řešením z hlediska zajištění bezpečnosti a nalezení místa poruchy.

Toto schéma instalace je však nejnákladnější a nejdražší. Vyžaduje použití poměrně prostorného bytového panelu a velkého počtu RCD modulů nebo diferenciálních jističů. Jejich nákup stojí spoustu peněz.

Skupinový proudový chránič umožňuje jejich uložení. Jednoduše se napojí na několik vývodů a umístí jej jako samostatný blok před jednotlivé jističe.

Je vhodné je montovat do samostatných skupin uvnitř bytového panelu. Tato technika poskytuje jasnost během provozu a opravy.

Schéma připojení skupinového RCD k několika odchozím linkám je uvedeno níže.

Zde je ochrana skupinového modulu pro jmenovitý proud 50 ampér provedena vstupním jističem 40A.

V takovém schématu začínající elektrikáři provádějí chybný výpočet a vybírají jmenovitý proud skupiny RCD jako součet jmenovitých hodnot připojených zátěží.

Například ve schématu jsou všichni spotřebitelé napájeni přes jističe 32, 25 a 16 ampér. Jejich celkový součet je 32+25+16=73. Nemá smysl hledat ochranu s takovou nebo vyšší hodnotou.

Tento problém je vyřešen snadněji: vstupní jistič v tomto bytovém vedení je již vybrán pro 40 ampérů. Musí vypnout velké proudy a současně chránit skupinový RCD.

Zcela postačí tedy zvolit jeho hodnocení o stupeň výše ze standardního proudového rozsahu: 50 ampér.

Rozdíly v konfiguraci obvodů pracovní nuly pro skupinový obvod RCD

Uvažovaný obvod kombinuje obě výše uvedené možnosti pro vytvoření řetězců pro připojení ke sběrnici N:

1. druhý vývoj funguje před skupinovým RCD,
   používá se pro jeden řádek;
2. po něm se vytvoří vlastní přídavná přípojnice
   N1, oddělený od obecného řetězce kontakty skupinového modulu.

Použití přídavné přípojnice N1 výrazně zjednodušuje vyhledávání svodových proudů v odchozích vedeních, které vznikají při poškození izolace vodičů s nulovým potenciálem po vypnutí ochrany.

Instalace PE přípojnice a vodičů k ní se nemění.

Schéma připojení třífázového RCD: 4 možnosti pro soukromý dům

Níže zvažuji případy použití protipožárního a běžného modulu v různých situacích.

Protipožární RCD pro soukromý dům: jak správně vybrat a nainstalovat

Fragment schématu připojení čtyřpólového protipožárního RCD na vstupu do soukromého domu vysvětluje hlavní princip jeho výběru na základě diferenciálního proudu.

Je umístěn u vchodu do budovy, aby chránil:

• vstupní kabel;
• vedení ke spotřebitelům, kde není spotřebováno žádné napájení
  jednotlivé proudové chrániče;
• funguje jako rezerva pro případ poruchy
  hlavní modul.

Protipožární RCD je připojen k napájecímu obvodu domu s povinným dodržováním selektivity jeho provozu. Toho je dosaženo kombinací dvou nastavení:

• trojnásobek rezervy diferenční žádané hodnoty
  proudu ve srovnání s jakýmkoliv umístěným skupinovým nebo individuálním modulem
  níže;
• zpomalení doby odezvy minimálně
  3krát.

Část výše uvedeného schématu zapojení ukazuje, že rozdílový proud modulu požární ochrany IΔns je třikrát větší než nastavení úniku IΔn1 nebo IΔn2 pro jakoukoli skupinu spotřebitelů.

Protipožární proudové chrániče jsou určeny pro provoz od svodových proudů 100, 300 nebo 500 mA a moduly pro ochranu osob před zbytkovými proudy se vyrábějí pro nastavení 30, 10 nebo 6 miliampérů.

Možnost nastavení času pro selektivní provoz je označena na těle modulu latinkou „S“.

Správná volba nastavení pro hasicí, skupinové a individuální proudové chrániče pro rozdílový proud a dobu vypnutí nouzového stavu je závaznou zásadou pro spolehlivou eliminaci poškozeného úseku ochranou při ponechání provozuschopného zařízení pod napětím.

Připojení třífázového proudového chrániče: 4pólový obvod pomocí nulového vodiče

Ve zjednodušené podobě lze schéma zapojení čtyřpólového proudového chrániče v třífázové síti znázornit takto: na výstupu pracovního neutrálu se používá přípojnice pro distribuci neutrálních potenciálů N k připojeným spotřebičům (schéma s neutrálem).

Spotřebiče mohou být napájeny ze všech 3 fází nebo pouze z jedné. Stejný obvod umožňuje ochranu tří různých jednofázových obvodů současně za předpokladu, že je použit společný neutrál.

Zároveň se snaží organizovat provoz zařízení tak, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení zátěžových proudů napříč všemi fázemi.

Připojení třífázového proudového chrániče: 4pólový obvod bez použití nulového vodiče

Použití symetrické zátěže, ve které jsou všechny proudy ve fázích vždy stejné, umožňuje upustit od použití neutrálního vodiče a zjednodušit konstrukci.

Příkladem takového zapojení je ochrana třífázového asynchronního elektromotoru. Jeho statorová vinutí mohou být sestavena do hvězdy nebo trojúhelníku, které poskytují stejný odpor mezi fázemi.

Pracovní nulový potenciál je připojen ke vstupnímu kontaktu čtyřpólového proudového chrániče a k výstupu není připojeno nic. Výstupní svorka potenciálu N zůstává prázdná.

Tato technika umožňuje ušetřit peníze připojením motoru k napájecím obvodům kabelem se čtyřmi, nikoli pěti vodiči: třemi pro fázové potenciály a jedním pro ochranný vodič PE.

Je namontován na speciálním zemnícím šroubu krytu.

Připojení třífázového RCD: schéma pro jednofázovou síť

Navržená možnost není typická.

Používá se jako výjimka ve třech případech:

• Majitel má navíc ochranný modul, který je třeba uvést do provozu. Jinak tam jen sedí a sbírá prach a nepoužívá se.
• Smontovaná jednofázová elektroinstalace má být v blízké budoucnosti přeměněna na tři fáze.
• Dočasná výměna modulu, který selhal v důsledku nehody.

Ve všech třech případech je nutné předat fázový potenciál přes svorky, ke kterým je připojeno vinutí tlačítka „Test“. Jinak to při ručních kontrolách nebude fungovat.

V tomto krátkém článku jsem se pokusil poskytnout nejnutnější materiál. Video vlastníka Poznámky elektrikáře názorně ukazuje, jak správně připojit proudový chránič a vybrat jej na základě jmenovitého proudu a svodového proudu. Doporučuji shlédnout.

Očekávám, že budete mít více otázek na toto téma. Zeptejte se v komentářích. odpovím.

Všechny elektrické sítě musí mít ochranná zařízení. Ne každý ví, co tato zařízení jsou a jak fungují. Tento článek vám pomůže pochopit konstrukci a princip fungování proudových chráničů (RCD) a porozumět označení ochranných zařízení.

Co je RCD

Tato zkratka znamená proudový chránič (Residual Current Device). Je to hlavní součást ochranné automatizace v moderních elektrických sítích. Zařízení monitoruje protékající proudy a pokud je detekován únik, přeruší obvod.

Jmenování

Existují dva typy odpojovacích zařízení:

1. Pro ochranu osob a zvířat před úrazem elektrickým proudem. Minimální hodnota pro vypnutí zařízení je 10 mA a 30 mA. Druhá je nejběžnější. První je určen pro místnosti s vysokou vlhkostí, nejčastěji se instaluje v koupelnách. Jeden proudový chránič z ekonomických důvodů obvykle obsluhuje několik spotřebitelů. V případě vypnutí zařízení lze netěsnost detekovat zapínáním elektrických spotřebičů jeden po druhém.
2. Aby se zabránilo požárům. Zařízení mají hrubší mezní proud: 100 mA, 300 mA nebo 500 mA. Takový mezní proud nechrání osoby před zraněním, protože 50 mA je již nebezpečných pro zdraví. Proč se taková zařízení nazývají protipožární? Ukazuje se, že pokud je poškozena izolace kabeláže nebo dojde k přetížení sítě, je možný zkrat nebo požár. Pokud dojde k citlivému úniku proudu, proudový chránič vypne napájení v celé budově, čímž zabrání zkratu a v důsledku toho i vznícení. Protipožární zařízení se instaluje bezprostředně za elektroměrem.

Důležité! V případě potřeby je pro zajištění stability některých zařízení (například lednice, elektrického kotle, počítače) nutné zvážit možnost instalace samostatného proudového chrániče.

Princip činnosti

Abyste pochopili, jak ochranná konstrukce plní své bezpečnostní funkce, musíte pochopit princip fungování proudového chrániče a schéma zapojení. Bylo zjištěno, že proud ze sítě prochází fázovým vodičem přes zátěž a poté se vrací přes neutrální vodič. Činnost zařízení je založena na tomto schématu.

Budete mít zájem o tyto třídy jističů

Důležité! Princip činnosti proudového chrániče je založen na porovnání hodnot elektrického proudu na výstupu a vstupu chráněného objektu.

Pokud Iin = Iout, zařízení nereaguje. Jakmile je Iin > Iout, ochranná struktura detekuje netěsnost a reaguje odpovídajícím způsobem.

Jinými slovy, proudy procházející fázovým a nulovým vodičem musí být stejné (pro jednofázovou síť). Pokud je síť třífázová, hodnota v nulovém vodiči se rovná součtu elektrických proudů protékajících ve fázích. Nerovnost elektrických proudů indikuje únik, na který zařízení reaguje.

systém

Srdcem typického obvodu je transformátor, nazývaný také diferenciální transformátor. Obsahuje 3 vinutí:

1. Dva z nich (primární, sekundární) jsou sepnuty na nule a fázi. V tomto případě se nebere v úvahu polarita připojení.
2. Třetí je připojen k pracovnímu prvku, který se skládá z elektrických zařízení nebo relé. Na základě toho se všechny proudové chrániče dělí na elektronické a elektromechanické.

Spouštěcí prvek je přímo připojen k ovládacímu prvku, který se skládá z výkonové skupiny (kontaktu) a pohonu. Proudový chránič má také testovací tlačítko. Používá se při testování funkčnosti zařízení.

Technické vlastnosti RCD

Dekódování hlavních parametrů proudového chrániče (RCD), mezi které patří:

1. Typ chráněného elektrického vedení: jednofázové nebo třífázové. Tato charakteristika určuje počet pólů (dva, čtyři).
2. Jmenovitá hodnota napětí:

• 220 – 240 V pro 2pólová zařízení;
• 80 – 400 V pro 4pólový.

1. Proudové zatížení (nominální). Tato charakteristika odpovídá charakteristice automatických spínačů (dále jen AB), ale má jiný účel.
2. Jmenovitá hodnota vypínacího proudu s typickými hodnotami: 10, 30, 100, 300 mA.

Schválené označení diferenciálního proudu:

1. AC – střídavý proud sinusového tvaru. Jeho postupné zvyšování i náhlý výskyt jsou přijatelné.
2. A – k předchozí charakteristice (AC) je přidána možnost pozorovat únik usměrněného elektrického proudu.
3. S – označení na selektivních zařízeních, která mají velké (ve srovnání s ostatními) zpoždění odezvy.
4. G – identický s předchozím typem (S), ale má kratší zpoždění.

Bude vás zajímat toto: Vlastnosti jednofázového elektroměru

Důležité informace! Hodnota parametru jmenovitého elektrického proudu určuje jeho přípustnou hodnotu pro proudový chránič. Při jeho výběru je třeba vzít v úvahu následující bod: měl by být o jednu úroveň vyšší ve srovnání s proudovým chráničem na tomto vedení.

Označení zařízení

Technické parametry konstrukce deklarované výrobcem lze určit podle označení. Na těle je uvedeno:

• ochranná známka (název společnosti);
• jmenovitá hodnota proudu přípustná pro provoz konstrukce;
• napětí, frekvence;
• velikost úniku;
• podmíněný zkratový proud (tento parametr ukazuje proud, který ochranné zařízení vydrží během vypnutí);
• schéma zapojení;
• normální teplota pro provoz proudového chrániče;
• znaménko (S), pokud se vztahuje k selektivnímu typu.

Užitečné informace! Doporučuje se jednou měsíčně zkontrolovat správnou funkci ochranného zařízení pomocí tlačítka TEST.

Označení proudových chráničů od různých výrobců se může mírně lišit: jednotlivé charakteristiky se odebírají nebo přidávají. Důležité parametry, jako je svodový proud a provozní proud, jsou však vždy přítomny.

Možnosti připojení

V jednofázové síti prochází elektrický proud dvěma vodiči: nulovým (N) a fázovým (L). Napětí je 2 V, frekvence je 220 Hz. Takové sítě se instalují v soukromých domech, bytech a veřejných budovách. Celková spotřeba energie nesmí překročit 50 kW.

Možnosti připojení proudového chrániče (RCD) v případě jednofázové sítě:

1. Obecné ochranné zařízení pro jednofázovou síť. Používá se dvoupólový jistič. Systém je připojen k bloku jističů, které obsluhují jednotlivé síťové linky.

1. Obecné ochranné zařízení s elektroměrem. Automat je umístěn před elektroměrem, za ním – proudový chránič (RCD). Tímto způsobem jsou chráněny osoby, domácí elektrospotřebiče a elektroměr.

1. Obecný proudový chránič se skupinou proudových chráničů. Pro nalezení zdroje proudového rozdílu se zařízení instaluje do každého obvodu společně se stroji.

1. Skupinový proudový chránič. Z důvodu úspornosti je obecný ochranný přístroj z obvodu vyloučen. Místo něj je instalován dvoupólový jistič (s připojením k elektroměru). Poté jsou vedení rozdělena do skupin (jistič a proudový chránič) pro samostatný napájecí obvod.

Bude vás zajímat tento domácí superkondenzátor

V systémech s celkovou spotřebou energie větší než 10 kW se používají třífázové sítě. Mají 3 vodiče, v každém z nich je fáze střídavého proudu posunuta o 120 ° vzhledem k sousednímu. Návrat probíhá přes neutrální vodič.

Způsoby připojení proudového chrániče (RCD) v případě třífázové sítě:

1. Obecný proudový chránič spolu se skupinovými ochrannými zařízeními. Automat je namontován uprostřed na 4 pólech, pro jednotlivé sítě se používají jednopólové.

1. Schéma s měřičem. Připojení měřicího zařízení je standardní – je umístěno mezi ochranným zařízením a hlavním strojem.

Praxe ukazuje, že instalace proudového chrániče snižuje riziko vážných problémů v případě poruchy izolace vodičů. To často zachraňuje zdraví a v závažných případech i život člověka.

Pomohl článek? Hodnotit