El principi de funcionament i dispositiu RCD (dispositiu de corrent residual)

Per a molts, ja no és notícia que una xarxa elèctrica domèstica moderna ha de tenir necessàriament protecció contra el RCD. Per a aquells que encara no saben res sobre aquests elements de protecció, diguem que aquesta és la base de la seguretat humana. El dispositiu també ajuda a prevenir incendis causats per cablejat elèctric. Per tant, el coneixement d’aquest element de protecció i automatització no serà superflu. Parlem detalladament del dispositiu, de què està estructurat i de quin és el principi de funcionament del RCD?

Com es produeix el corrent de fuga?

A continuació, considerarem per a què es necessita un RCD, però primer, esbrinem què és una fuga actual? Tot el funcionament del dispositiu està associat a aquest mateix concepte.

En termes simples, la fuita de corrent s'anomena el seu flux des del conductor de fase cap a terra per un camí que no és desitjable i totalment inadequat per a això. Es tracta del cos d’equips elèctrics o electrodomèstics, accessoris metàl·lics o canonades d’aigua, parets arrebossades humides.

El corrent de fuita es produeix quan es produeixen falles d’aïllament, que poden produir-se per diverses raons:

• l’envelliment a conseqüència d’una llarga vida útil;
• dany mecànic;

• efecte tèrmic en el cas que els equips elèctrics funcionin en mode de sobrecàrrega.

El perill de fuites actuals és que si l’aïllament del cablejat elèctric es trenca en els objectes descrits anteriorment (el cos del dispositiu, la canonada d’aigua o la paret humida arrebossada), apareixerà un potencial. Si una persona els toca, actuarà com a conductor a través del qual el corrent s’endinsarà a terra. La magnitud d’aquest corrent pot ser tal que causarà les conseqüències més tristes fins a la mort.

Vídeo demostració de funcionament RCD

Com es pot saber si la vostra llar té un corrent de fuites? El primer signe d’aquest fenomen serà l’efecte a penes perceptible de l’electricitat, és a dir, quan toqueu alguna cosa, sembla que estàs lleugerament electrocutat. Molt sovint, aquest perillós fenomen es produeix als banys. Per garantir la seguretat al vostre propi apartament, ha d’estar equipat amb elements de protecció.

Els RCD s’utilitzen amb aquest propòsit (es desxifren com a dispositius de corrent residual) o màquines diferencials.

Quina és la base de la sortida de RCD?

El principi de funcionament del RCD es basa en el mètode de mesura. A l’entrada i la sortida, es registren les lectures dels corrents que circulen pel transformador.

Si la lectura de corrent d’entrada és superior a la sortida, hi ha una fuita de corrent en algun lloc del circuit i el dispositiu de protecció està desactivat. Si aquestes lectures són les mateixes, llavors el RCD no s’actuarà.

Expliquem aquest principi amb una mica més de detall per a un sistema de dos fils i de quatre fils. Un RCD en una xarxa monofàsica no funciona quan corrents de la mateixa magnitud flueixen pels conductors de fase i neutres. Per a una xarxa trifàsica, calen les mateixes lectures de corrent al fil neutre i la suma dels corrents que passen per les venes de fase. A les dues versions de la xarxa, quan hi ha una diferència en els valors actuals, això indica una aturada de l’aïllament. Això significa que una fuga de corrent passarà per aquest lloc i el dispositiu de corrent residual funcionarà.

Després d'això, el RCD no es pot encendre fins que no es trobi la ubicació del dany.

Traduïm tot aquest principi teòric de funcionament d’un RCD en un exemple pràctic. A la central domèstica es va instal·lar un dispositiu de corrent residual de dos pols.Els seus terminals superiors estan connectats a un cable de dos nuclis d'entrada (fase i zero). Un terminal amb fase està connectat als terminals inferiors, passant a un tipus de càrrega, per exemple, a una presa que alimenta una caldera de calefacció per aigua.

La presa de terra de protecció del cos de la caldera es realitza amb un cable que evita el RCD.

Si la xarxa d’energia està en mode normal, el moviment dels electrons es realitza al llarg del cable de fase des del cable d’entrada a l’element de calefacció de la caldera a través del RCD. Es tornen a terra al terra a través del RCD, però ja al llarg del fil neutre.

Els corrents que passen pel dispositiu tenen la mateixa magnitud, però la seva direcció és contrària (oposada).

Suposeu que hi hagi un aïllament a l’element de calefacció. Ara el corrent a través de l’aigua estarà parcialment sobre el cos de la caldera i, tot seguit, s’endinsarà a terra a través del fil de protecció de terra. La resta del corrent tornarà al llarg del cable neutre a través del RCD, només serà ja inferior a l’entrada exactament per la lectura de fuites actual. Aquesta diferència determina el RCD i, si la xifra és superior a la configuració de viatge, el dispositiu reacciona immediatament a un circuit obert.

El mateix principi de funcionament i funcionament d’un RCD, si una persona toca un conductor nu o el cos d’un electrodomèstic, sobre el qual ha aparegut un potencial. Es produeix un corrent de fuga en una situació així a través del cos humà, el dispositiu ho detecta immediatament i atura el subministrament d’electricitat apagant-se.

Les lesions greus no seran següents, perquè el RCD respon gairebé a l'instant.

Rendiment estructural

El disseny del RCD ens ajudarà a esbrinar com reacciona a les fuites actuals. Les principals unitats de treball del RCD són:

• Transformador de corrent diferencial.
• El mecanisme mitjançant el qual es trenca un circuit elèctric.
• Relé electromagnètic.
• Comprovació del node.

Els bobinatges oposats es connecten a la fase del transformador i a zero. Quan la xarxa funciona en mode normal, aquests conductors del nucli del transformador contribueixen a la inducció de fluxos magnètics, que tenen direccions oposades els uns dels altres. A causa del sentit contrari, el flux magnètic total és igual a zero.

El dispositiu i principi de funcionament del RCD es mostra clarament al vídeo següent:

Un relé electromagnètic està connectat al bobinat del transformador secundari, en condicions de funcionament normals que es troba en repòs. S'ha produït un corrent de fuites i la imatge canvia immediatament. Ara, diferents valors actuals comencen a passar pels conductors de fase i neutre. Per tant, ja no hi haurà fluxos magnètics iguals al nucli del transformador (seran diferents tant en magnitud com en direcció).

Apareixerà un corrent al bobinat secundari i, quan el seu valor assoleixi el valor establert, funcionarà un relé electromagnètic. La seva connexió es fa conjuntament amb el mecanisme d’alliberament, reaccionarà immediatament i trencarà el circuit.

Una resistència ordinària serveix com a unitat de prova (algun tipus de càrrega, la connexió de la qual es realitza, passant per alt el transformador). Amb aquest mecanisme es simula un corrent de fuita i es comprova l'estat de funcionament del dispositiu. Com funciona aquesta comprovació?

Hi ha un botó especial "TEST" al RCD. El seu objectiu principal és subministrar corrent des del cable de fase a la resistència de prova i després al conductor neutre, passant per alt el transformador. Degut a la resistència, el corrent a l’entrada i la sortida serà diferent i el desequilibri creat desencadenarà el mecanisme d’aturada. Si el RCD no s'ha desactivat durant la comprovació, haureu d'abandonar la instal·lació.

El disseny intern de diferents fabricants de RCD pot diferir, però el principi general de funcionament no canvia.

Tots els dispositius difereixen segons el principi de funcionament. Són de tipus electrònic i electromecànic.Els RCD electrònics es distingeixen per un circuit complex i necessiten potència addicional per al funcionament. Els dispositius electromecànics no necessiten tensió externa.

Com s’indica el RCD al diagrama?

En els diagrames RCD connectats, hi ha dos símbols generalment acceptats.

Malgrat la complexitat estructural, es va intentar fer la designació del dispositiu el més simple possible. No hi ha res superflu, només els elements següents:

1. Un transformador de corrent diferencial que es representa esquemàticament com un anell aplanat.
2. Pals (dos per a una xarxa monofàsica, quatre per a una xarxa trifàsica).
3. Canvia d’actuació al trencar contactes.

A més, són els pols els que tenen dos tipus de designació:

• De vegades es dibuixen en línies verticals rectes, segons el nombre (dos o quatre).
• En altres casos, per raons de compacitat, es traça una recta vertical i se li aplica el nombre de pols en forma de petites línies obliqües.

Característiques bàsiques del rendiment dels RCD

Perquè el dispositiu funcioni en el moment adequat, cal seleccionar-lo correctament segons les seves característiques de rendiment i connectar-lo.

• El paràmetre principal és el valor del corrent nominal. Aquest és el màxim corrent que pot suportar aquest dispositiu durant un llarg període de funcionament, mantenint-se en condicions de treball i mantenint les seves característiques de protecció. Trobareu aquest número al panell frontal del dispositiu, ha de correspondre a una de les lectures de la fila estàndard - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Aquest paràmetre RCD depèn de la càrrega de la línia protegida i de la secció transversal dels conductors.

El diagrama de connexió RCD preveu la instal·lació conjunta d'aquest dispositiu amb disjuntors.

És important recordar-ho, perquè el RCD protegeix només de fuites de corrent i la màquina reaccionarà a la desconnexió del circuit en mode de curtcircuit i sobrecàrregues.

El vídeo mostra si és possible connectar un RCD si no hi ha connexió a terra a l'apartament:

Segons el corrent nominal, s’ha de seleccionar el RCD d’un ordre de magnitud superior al dispositiu automàtic instal·lat amb ell en un parell.

• Un altre paràmetre important és el corrent residual nominal. Aquest és el valor obligatori de la fuga actual per desactivar el RCD. Els corrents diferencials també tenen un rang estàndard, els valors que hi són es normalitzen en mil·límetres - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Però en el RCD, aquesta figura està indicada en amperis, respectivament, 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. També trobareu aquest paràmetre en la caixa del dispositiu.

Per protegir les persones en el RCD, cal establir el valor de corrent de fuita de 30 mA, ja que valors superiors comportaran lesions, lesions elèctriques i fins i tot la mort. Com que l'ambient més perillós es considera que es troba en habitacions humides, llavors amb els RCD que els protegeixen, es selecciona un ajust de 10 mA.

Esperem que, entenent el propòsit principal del RCD i el principi del seu funcionament, no deixeu de banda aquest important element de protecció i feu la vostra vida segura.