Princip činnosti RCD v třífázové síti

Pravděpodobně si kladete otázku: „Co je RCD a proč je potřeba? Pokusíme se na tuto otázku odpovědět co nejpodrobněji. Nejprve vám řekněme, že zkratka RCD znamená Residual Current Device.

Co je RCD v elektrotechnice?

Navzdory skutečnosti, že elektrické dráty jsou dnes maximálně chráněny před kontaktem s lidmi a smutnými následky, z úniků není úniku. Zde se RCD stane nepostradatelným pomocníkem. Zařízení reaguje rychlostí blesku na zvýšenou hodnotu proudu v místě úniku a vypne napájení.

RCD je jedním z nejdůležitějších „kolečků“ v ochranné automatizaci stávajících elektrických sítí. Zařízení spíná elektrické obvody a chrání je před proudy tekoucími po vodivých cestách, které jsou za standardních podmínek nežádoucí. Zvýšíte tak šanci, že váš domov nebo firma budou chráněny před požáry a nikdo nebude zraněn elektrickým proudem.

Všimněte si, že toto zařízení má funkci zapínání a vypínání elektrických obvodů. Jinými slovy, může je změnit. Podle toho se zařízení přepne.

Proč potřebujete RCD a proč je nainstalován?

Mnoho spotřebitelů slyšelo o existenci takového zázračného zařízení, jako je RCD, ale ne každý ví, k čemu slouží. Obecné principy fungování zařízení pochopíte i bez hlubokých znalostí elektřiny. Až donedávna se RCD v obytných budovách nepoužívaly. Ale dnes se vše změnilo a nyní se zařízení stále častěji nacházejí v bytech, takže stojí za to se o nich dozvědět více.

Jak již bylo zmíněno, RCD jsou instalovány, aby se zabránilo úniku proudu, což vede k zapálení elektroinstalace a požáru. RCD vás navíc ochrání před úrazem elektrickým proudem, který může při kontaktu s obnaženými dráty a živými částmi elektrického zařízení vést k výrazným zdravotním problémům nebo nedej bože smrti.

Důležité! RCD se liší od automatických zařízení, která chrání vodiče před přetížením a zkratem, jeho účelem je výrazně zvýšit bezpečnost lidí.

Princip činnosti RCD

Provoz zařízení je založen na záznamu svodového proudu do země a odpojení sítě v případě takovéto nouze. Zařízení určuje přítomnost úniku pouze podle rozdílu mezi proudy: těmi, které opustily zařízení, a těmi, které se vrátily.

Pokud je vše v pořádku se sítí, jsou proudy stejné velikosti, ale různého směru. Jakmile se objeví únik – například jste se dotkli drátu, který nebyl 100% izolován – část proudu jde „k zemi“ jiným obvodem (v tomto případě lidským tělem). V důsledku toho bude proud vracející se do RCD přes neutrál menší než proud odcházející.

Totéž se děje při poškození izolace v některém z elektrických spotřebičů. Poté je dům nebo jiná část pod napětím. Dotykem na ně člověk vytvoří další obrys „k zemi“. V tomto případě se jím bude pohybovat část proudu, to znamená, že se rovnováha zhroutí.

Při poškození izolace se samozřejmě může objevit větev bez účasti lidského těla. V této situaci bude zařízení také 100% reagovat a ochrání síťovou část před neblahými následky, jako je přehřátí a požár.

Kdy je nutné nainstalovat proudový chránič?

Zařízení je zobrazeno pro instalaci, když je nutné chránit skupinovou elektroinstalaci, která napájí zásuvky přenosných elektrických spotřebičů. Je důležité instalovat jistič zemního spojení, pokud jistič nebo pojistka nezajistí dobu automatického vypnutí 0,4 sekundy na základě jmenovitého napětí 220 V kvůli nízkým zkratovým proudům.

Důležité! Doporučuje se použít diferenciální jistič, což je jediné RCD zařízení s jističem, který spolehlivě chrání před nadproudem a únikem.

Kromě toho se doporučuje nainstalovat proudový chránič, pokud jsou ve vaší rodině lidé, kteří „rádi“ neopatrně manipulují s elektrickými dráty. Nejjednodušší případ: člověk vrtá do zdi, přitom se bosou nohou opírá o baterii a dotýká se fázového drátu. Letí po řetězu „tělo kovové vrtačky – paže – hrudník – noha – baterie“ a vede k hrozným následkům: srdeční paralýze nebo zástavě dechu (někdy vše dohromady). Pokud máte nainstalovaný proudový chránič, okamžitě „pochopí“, že část proudu se nevrátila a okamžitě proud vypne. Ano, dojde k úrazu elektrickým proudem, ale výboj bude minimální.

Když RCD nepomůže

Neměli byste však považovat RCD za všelék na problémy s elektřinou. Zařízení není dostatečně chytré, aby pochopilo, co je součástí elektrického obvodu – žárovka nebo osoba. K vypnutí dojde pouze v případě úniku.

RCD nechrání před přepětím, včetně pulzního napětí, ani před podpětím, které „zabíjí“ elektromotory – v lednici, pračce atd.

Zařízení také nechrání před zkratem. Tento úkol provádí jistič nebo diferenciální stroj.

Kolik RCD je třeba nainstalovat

Chcete-li určit přesný počet RCD požadovaných pro konkrétní místnost, potřebujete specialistu, který dokáže provést správné výpočty. Například v 1-pokojovém bytě s největší pravděpodobností postačuje takové zařízení navržené pro svodový proud 30 mA. Ale ve čtyřpokojovém bytě s 15 skupinami zásuvek potřebujete alespoň pět RCD, stejně jako zařízení pro celou skupinu osvětlení, elektrický sporák a ohřívač vody.

Obvykle se uvažuje, že jedna skupina elektrických spotřebičů je jeden 30 mA RCD plus jeden 100 nebo 300 mA protipožární RCD.

Důležité! Pro ovládání elektrického vedení obecně se doporučuje instalovat obecné RCD s jmenovitým vypínacím proudem 300 mA u vchodu do soukromého domu, kromě vypočítaných.

Při instalaci RCD je nepraktické

Někdy prostě nemá smysl zařízení instalovat. Jednou z takových situací je přítomnost starých a zchátralých elektrických rozvodů. Schopnost proudového chrániče detekovat úniky se může stát bolestí hlavy, pokud se zařízení začne chovat nepředvídatelně (což se stane, když je kabeláž špatná). V tomto případě by bylo nejlepším řešením instalace RCD ne v napájecím obvodu bytu jako celku, ale v místech se zvýšeným rizikem použití zásuvek.

Také nemá smysl kupovat nekvalitní RCD. Na moderním trhu najdete nejen originální zařízení, ale také široký výběr padělků neznámého původu. Mnoho z těchto zařízení se vyrábí „na koleni za rohem“. Používání takových zařízení je zcela nepřijatelné a nevhodné. Před nákupem si pečlivě prostudujte technickou dokumentaci a certifikáty kvality zakoupeného zařízení.

Nemá smysl instalovat zařízení do vedení, která napájejí stacionární zařízení a lampy, stejně jako do obecných elektrických sítí.

Vnitřní struktura RCD

RCD předpokládá přítomnost:

• snímač úniku;
• polarizované magnetické relé.

Provoz zařízení je založen na zákonech příchozí a odchozí elektřiny v uzavřených okruzích s extrémně velkým zatížením. To znamená, že proud by měl mít pouze jednu hodnotu, bez ohledu na fázi přechodu.

Uvnitř zařízení jsou tři magnetické cívky. Fáze prochází první a nulová fáze prochází druhou. Proud vytváří magnetická pole na vstupu a výstupu cívek zařízení.

Pokud vše funguje správně, vzájemná pole se navzájem ruší. Pokud se na jedné z cívek objeví nerovnováha, to znamená, že dojde k úniku proudu, spustí se třetí cívka, která má relé pro vypnutí proudu.

Jak dešifrovat RCD

Označení je aplikováno na kryt RCD, díky čemuž je výběr správného modelu praktičtější a jednodušší. Nejprve je uveden výrobce, ale jsou zde i další důležité informace:

• „UZO“ nebo „VD“ – znamená, že se jedná o proudový chránič;
• 16 A — maximální proud, pro který jsou kontakty výrobku a další vnitřní prvky navrženy;
• I 30 mA — svodový proud, při kterém bude fungovat jistič zemního spojení;
• 230 V a 50 Hz – napětí a frekvence, se kterou zařízení pracuje;
• S — selektivní RCD;
• znak „~“. indikuje, že zařízení je vypnuto kvůli úniku střídavého proudu.

Kromě toho jsou v blízkosti každého kontaktu nápisy pro správné připojení RCD:

• N (horní) – k tomuto kontaktu je připojen nulový vodič;
• 1 (nahoře) — zde je připojen přívodní fázový vodič;
• 2 (nižší) – k tomuto místu je připojen fázový vodič vedoucí k zátěži;
• N (nižší) nebo žádné písmeno – je připojen nulový vodič, který jde k zátěži.

Chcete-li vybrat RCD, který je ideální pro vaši elektrickou síť, musíte podrobně porozumět značení, ačkoli tento úkol je velmi časově náročný a únavný.

Produkt uvedený v článku: Proudový chránič 4P 32A 100mA typ AC UZO-03 6kA DEKraft

Druhy a typy

Moderní výrobci nabízejí mnoho typů a typů RCD. Dvě nejoblíbenější zařízení z hlediska jejich vnitřní struktury na elektrickém trhu jsou elektromechanická (nezávislá na proudu) a elektronická (závislá). Existují také selektivní a hasicí zařízení.

Elektromechanické

Elektromechanické proudové chrániče jsou široce používány a používají se ve střídavých elektrických obvodech. co to způsobilo? Faktem je, že když je detekován únik, takové zařízení bude fungovat a zabrání hrozným následkům i při nízkém napětí.

Tento typ RCD je v mnoha zemích považován za standard kvality a povinný pro široké použití. Není divu, protože takový RCD bude fungovat, i když v síti není nula a může někomu zachránit život.

Elektronický

Tyto zemní jističe lze snadno najít v každém železářství. Od elektromechanických se liší přítomností zesilovače uvnitř desky, který k provozu vyžaduje elektřinu.

Takové RCD, jak již bylo zmíněno, však mají velkou nevýhodu – není pravda, že budou fungovat v případě úniku proudu (vše závisí na napětí v síti). Pokud nula vyhoří a fáze zůstane, riziko úrazu elektrickým proudem nezmizí.

Důležité! Hovoříme o výhodách a nevýhodách RCD obecně, a ne o konkrétních modelech. Pokud budete mít velké štěstí, můžete se stát majitelem nekvalitního RCD, jak elektromechanického, tak elektronického.

Selektivní

Hlavním rozdílem mezi selektivním RCD a jeho „bratry“ je přítomnost v obvodu funkce časového zpoždění pro odpojení obvodu napájejícího zátěž, tj. Tento parametr často nepřesahuje 40 ms. Z toho usuzujeme, že selektivní zařízení nejsou vhodná pro ochranu před poškozením v důsledku přímého kontaktu.

Další vlastností selektivních zařízení je jejich dobrá stabilita při spouštění proudovými a napěťovými rázy (pravděpodobnost falešných poplachů je téměř nulová).

hašení požáru

Jak název napovídá, tyto zemní jističe se používají v elektrických systémech bytů a domů k prevenci požáru. Nejsou však schopny chránit osobu, protože svodový proud, pro který jsou navrženy, je 100 nebo 300 mA.

Obvykle se tato zařízení instalují do měřicích desek nebo podlahových desek. Jejich hlavní úkol:

• ochrana vstupního kabelu;
• ochrana spotřebitelských vedení, kde není instalována diferenciální ochrana;
• jako další úroveň ochrany (pokud zařízení pod ním náhle nefunguje).

Počet pólů

Protože proudový chránič pracuje na principu porovnávání proudů procházejících diferenciálním pouzdrem, počet pólů v zařízení se shoduje s počtem vodičů s proudem. V některých případech lze pro provoz dvou- nebo třívodičové sítě použít 4pólové jističe zemního spojení.

Zároveň si nezapomeňte v záloze ponechat póly s volnou fází. Zařízení úspěšně dokončí svou práci ne úplně, ale částečně, což je z ekonomického hlediska obecně nerentabilní, ale možné.

Schémata zapojení pro RCD a diferenciální jističe

Mezi ochrannými zařízeními v domácí elektroinstalaci jsou stále oblíbenější proudové chrániče (RCD) a proudové spínače (RCCB). Výrobci je vyrábějí v různých typech provedení pro použití v jednofázových a třífázových napájecích obvodech. Všechna tato zařízení mají společný provozní algoritmus.

Schéma připojení jednofázového RCD k dvouvodičové síti

Pro označení fázových a nulových vstupních svorek jsou označeny „1“ a „N“ a výstupní svorky jsou „2“ a „N“. U zařízení, která používají elektronickou základnu, je důležité správně připojit nulový vodič, protože polaritu nelze pokazit. V opačném případě existuje vysoká pravděpodobnost poškození součástí elektronického obvodu.

Konstrukce zařízení počítá s možností periodického testování za provozu pro zjištění jeho provozuschopnosti. Za tímto účelem je instalováno tlačítko „T“, když je zapnuto, je vytvořen obvod přes odpor omezující proud a uzavřený kontakt pro průtok části proudu, což ovlivňuje výskyt magnetické nerovnováhy; toků, což zajistí vypnutí ochrany. Pokud je testovací tlačítko T stisknuto na jističi zemního spojení, když je pod napětím a nevypne, jasně to znamená, že je zařízení vadné.

Při ručním zapnutí RCD jsou v tomto obvodu současně sepnuty 3 kontakty:

1. fázový vodič;
2. napájení nulovým proudem;
3. zkušební obvody pro elektronické obvody.

Pokud se při spuštění ochrany objeví svodové proudy, stejné tři kontakty automaticky přeruší své obvody.

Schéma připojení třífázového RCD k čtyřvodičové síti se společným neutrálem

Předchozí schéma bylo vzato jako základ pro instalaci třífázových RCD a automatických jističů. Je také nutné dodržet polaritu každé fáze a nulu. K tomu jsou vstupní obvody připojeny k lichým svorkám a výstupní obvody k sudým svorkám.

Takový proudový chránič se spustí, když dojde k nerovnováze magnetických toků vytvořených proudy všech čtyř vodičů.

Tento vývoj umožňuje jednomu zařízení současně chránit tři jednofázové elektrické obvody.

K tomu stačí vybrat místo instalace, které umožňuje použít přípojnici pro připojení výstupu nulové ochrany pro oddělení podél sítí č. 1, 2, 3.

Schéma připojení třífázového RCD k třívodičové síti bez nulového vodiče

V konkrétním případě ochrany elektromotorů pracujících ze tří fází bez nulového vodiče nefungují nulové svorky proudového chrániče.

Ale s takovým spojením je lepší použít elektromagnetické struktury s mechanickými spouštěmi. Statické modely vyžadují ke svému provozu napájení. Může být zapojen mezi fázový a nulový vodič.

Absence nulového potenciálu navíc eliminuje funkci periodické kontroly provozuschopnosti zařízení pod napětím, což není příliš praktické. Proto takové spojení vyžaduje úpravy vnitřní struktury.

Schéma připojení třífázového RCD k jednofázové síti

Nejedná se o příliš racionální metodu, ale používá se nejprve při sériové instalaci jednofázové sítě s následným přidáním dalších dvou elektrických obvodů do obvodu pro obecnou ochranu, která se vytvoří po určité době.

V tomto případě je důležité, aby fáze byla přísně připojena k proudovému vodiči, podél kterého je RCD kontrolován v provozním stavu. K tomu stačí „zazvonit“ odpor mezi vstupem každé fáze a nulou se zapnutými napájecími kontakty a stisknutým testovacím tlačítkem.

To musí být provedeno s odpojeným jističem zemního spojení. Na dvou svorkách bude odpor roven nekonečnu kvůli přerušeným kontaktům a na jedné bude zobrazena hodnota odporu omezovacího rezistoru. Tento terminál musí být připojen.

Rozdíly mezi schématy zapojení RCD a diferenciálními jističi

Na samém začátku článku bylo poznamenáno, že RCD nemá vestavěnou ochranu proti přetížení a zkratovým proudům, které se mohou kdykoli objevit a spálit zařízení. Musí být chráněn. Proto je před každým proudovým chráničem nutné instalovat jistič s nastavením, které zajišťuje provoz a bezpečnost proudového chrániče.

Kromě ochrany jističe zemního spojení před proudy při přetížení, jistič také chrání před třemi typy zkratů, které mohou nastat v obvodu, když izolace selže mezi:

1. výstupní fázový vodič k bloku 3 se vstupním nulovým vodičem 2;
2. výstupní nulový vodič 4 se vstupním fázovým vodičem 1;
3. mezi výstupními vodiči 3 a 4.

Pokud v prvních dvou případech zkratový proud prochází pouze jedním proudovým vodičem umístěným uvnitř tělesa RCD, pak jsou ve třetím případě zatíženy obě vedení. Tento typ uzávěru je nejnebezpečnější.

Diferenciální automatika takovou ochranu nepotřebuje, je v ní zabudována. Proto jsou náklady na tato zařízení vyšší. Schéma zapojení diferenciálního stroje nevyžaduje dodatečnou instalaci jističe.

Spolehlivý a dlouhodobý provoz RCD a diferenciálního stroje je zajištěn správným zapojením s přihlédnutím ke specifickým podmínkám provozního okruhu a přesným nastavením nastavení vypnutí, které zajišťují ochranné funkce.

Závěr

Každý den se v našich životech objevuje stále více domácích elektrických spotřebičů. V důsledku toho se zvyšuje riziko úniku proudu, který někdy vede dokonce ke smrti. Pokud vás elektrický šok nezabije, způsobí vážné zdravotní problémy nebo způsobí požár. Ze všech těchto problémů existuje spása – ochranné vypínací zařízení. Důrazně doporučujeme nainstalovat jej doma, jak se říká, mimo nebezpečí.

RCD – proudový chránič. Hlavním úkolem tohoto zařízení je chránit osobu před úrazem elektrickým proudem v případě poruchy zařízení. Konstrukce zařízení je založena na toroidním magnetickém jádru, kterým procházejí oba vodiče (fáze i nula u jednofázového obvodu) napájející zátěž.

JEDNODUCHÉ: RCD počítá sílu proudu (počet elektronů procházejících vodičem) ke spotřebiteli a zpět. Pokud jsou tyto hodnoty stejné (první obrázek), je vše v pořádku. Pokud se proudy „tam“ a „zpět“ neshodují, znamená to, že část proudu někam jde. Například přes člověka a mokrou podlahu koupelny do konstrukce domu. RCD tento obvod vypíná.

OBTÍŽNÉ: Proud procházející vodiči uvnitř magnetického obvodu vytváří magnetické pole. Pokud jsou proudy jdoucí ke spotřebiči a zpět stejné, v magnetickém obvodu se dva opačně orientované magnetické toky F1 a F2 vzájemně kompenzují, výsledný magnetický tok je nulový. Pokud jsou proudy nestejné, objeví se magnetické pole, které vytvoří elektromotorickou sílu v sekundárním vinutí a napájí cívku vypínacího relé. RCD se vypne a odpojí chráněný obvod.

Třífázový proudový chránič pracuje na stejném principu, pouze se sčítají proudy všech fází a nulového vodiče. Soukromé domy často dostávají energii z třífázové sítě, zatímco ve skutečnosti jsou v obytných prostorách instalovány pouze jednofázové domácí spotřebitele. Často vidíme použití třífázového RCD u vchodu do domu podle tohoto schématu:

Pro soukromý dům však použijte výše uvedený diagram nesmí. Mělo by to být takto:

TŘI JEDNOFÁZOVÉ RCD – každá fáze má své vlastní zařízení.

JEDNODUCHÉ: v třífázové síti střídavého proudu vznikají napětí v každé fázi postupně, a pokud má jedna z fází kladné napětí v jediném okamžiku, pak ostatní fáze mají v tomto okamžiku záporné napětí. Pokud dojde k úniku v několika fázích (připojení k zemnímu potenciálu prostřednictvím mokrých drátů nebo lidského těla), pak v jedné z fází mohou elektrony přejít z fáze k zemi a v jiných naopak ze země k zemi. fázový drát. Sečtením těchto vícesměrných proudů dohromady třífázový proudový chránič nevidí úniky a získá součet blízký nule. A nejde to.

OBTÍŽNÉ: V třífázové síti vznikají proudy postupně v každé ze tří fází a jejich součet je vektorový, tzn. tři stejné proudy v každé fázi se sčítají k nule. Podívejme se na možnosti provozu třífázového RCD:

Všechny tři fáze (elektrické vedení v domě) spotřebovávají stejný proud. Nejsou žádné netěsnosti. Proud při nule je nulový. Ideální možnost, která se v přírodě prakticky nevyskytuje. Součet fázových proudů v proudovém chrániči je také nulový, proudový chránič nevypíná. Vše funguje normálně.

Každá fáze odebírá jiný proud. Nejsou žádné netěsnosti. Nulový proud kompenzuje rozdíl fázových proudů. Součet fázových proudů a nulového proudu v proudovém chrániči je také nulový (obrázek vpravo), proudový chránič nevypne. Vše funguje normálně.

Předpokládejme, že se objevily fázové svodové proudy 20, 40 a 50 mA. „Nerovnováha“ proudů procházejících prstencem magnetického obvodu RCD je součtem fázových svodových proudů (více směrových!) a je rovna 26 mA. RCD již detekuje rozdíl 26 mA, který teče do země. Ale protože práh odezvy je 30 mA, proudový chránič se nevypne. Ve skutečnosti dochází k nouzové situaci – únik ve dvou fázích je významný a nebezpečný a množství úniků je malé a nezpůsobuje odstávku.

Pokud je odběr podle fáze jiný, proudy uvnitř systému se budou lišit, ale výsledek se nezmění, ať si hrajeme s čísly jakkoli. RCD vidí stále stejných 26 mA a nespouští.

Ukazuje se, že existují spotřebiče, u kterých únik přesahuje bezpečnou hodnotu 30 mA, ale RCD tyto úniky nevidí! Unikající proudy se sečtou vektor : 20 mA + 40 mA + 50 mA = 26 mA. 30 mA RCD nebude fungovat!

Použití třífázového proudového chrániče pro tři skupiny jednofázových spotřebičů (po fázi) je běžné, ale nesprávné řešení! I když je vhodné instalovat.

Čemu instalátoři MANROY čelí:

Pro soukromý dům napájený ze tří fází vesnické sítě instalujeme jednofázový záložní generátor. Všechny spotřebiče v domě jsou jednofázové a napojené na různé fáze. U vchodu do domu je instalován třífázový RCD. zdroje pro LED pásky, starý jednofázový teplovodní bojler, elektronické systémy řízení světla – mají malý svod proudu do uzemnění. Při provozu ze sítě mají všechny tyto úniky různou polaritu (tři fáze mají v každém okamžiku napětí různé velikosti a směru). Třífázový proudový chránič, který sečte všechny netěsnosti, vidí výsledný únik v rámci nastavené hodnoty (méně než 30 miliampérů) a nevypne se. Všechno funguje. Při napájení domu z generátoru jsou všechny tři fáze místnosti spojeny do jedné a připojeny k výstupu generátoru. Napětí se objevuje na všech fázích současně a stejné polarity. Všechny existující netěsnosti jsou přidány do RCD (nyní jsou současné a mají stejnou polaritu). Výsledkem je celková částka, která překračuje nastavení odezvy, RCD vypne dům.

Verdikt zákazníka: něco není v pořádku s generátorem, ale vše funguje ze sítě! Závěr našich instalačních techniků: proudové úniky existovaly a existují nyní, ale při napájení ze tří různých fází je třífázový proudový chránič nevidí, když je napájen ze stejného napětí všech větví domu, proudový chránič je vidí.

Doporučení: Zbavte se třífázových RCD u vchodu do soukromého domu instalací tří jednofázových. Budou kontrolovat všechny úniky a včas zabrání úrazu elektrickým proudem.