Η αρχή της λειτουργίας και της συσκευής RCD (συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος)

Για πολλούς, δεν είναι πλέον ειδήσεις ότι ένα σύγχρονο οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο πρέπει απαραίτητα να διαθέτει προστασία RCD. Για εκείνους που εξακολουθούν να μην γνωρίζουν τίποτα για τέτοια προστατευτικά στοιχεία, ας πούμε ότι αυτή είναι η βάση της ανθρώπινης ασφάλειας. Η συσκευή βοηθά επίσης στην αποφυγή πυρκαγιών που προκαλούνται από ηλεκτρική καλωδίωση. Επομένως, η γνωριμία με αυτό το στοιχείο προστασίας και αυτοματισμού δεν θα είναι περιττή. Ας μιλήσουμε λεπτομερώς για τη συσκευή, από τι κατασκευάζεται δομικά και ποια είναι η αρχή λειτουργίας του RCD;

Πώς συμβαίνει το ρεύμα διαρροής;

Παρακάτω θα εξετάσουμε για τι χρειάζεται ένα RCD, αλλά πρώτα, ας καταλάβουμε τι είναι μια τρέχουσα διαρροή; Ολόκληρη η λειτουργία της συσκευής σχετίζεται με αυτήν την ιδέα.

Με απλά λόγια, η τρέχουσα διαρροή ονομάζεται ροή του από τον αγωγό φάσης προς το έδαφος κατά μήκος μιας διαδρομής που είναι ανεπιθύμητη και εντελώς μη εξουσιοδοτημένη για αυτό. Αυτό μπορεί να είναι το σώμα ηλεκτρικού εξοπλισμού ή οικιακών συσκευών, μεταλλικών εξαρτημάτων ή σωλήνων νερού, υγρών επιχρισμένων τοίχων.

Το ρεύμα διαρροής συμβαίνει όταν συμβαίνουν σφάλματα μόνωσης, τα οποία μπορεί να συμβούν για διάφορους λόγους:

• γήρανση ως αποτέλεσμα μεγάλης διάρκειας ζωής ·
• μηχανική βλάβη

• θερμική επίδραση στην περίπτωση που ο ηλεκτρικός εξοπλισμός λειτουργεί σε κατάσταση υπερφόρτωσης.

Ο κίνδυνος διαρροής ρεύματος είναι ότι εάν η μόνωση της ηλεκτρικής καλωδίωσης σπάσει στα αντικείμενα που περιγράφηκαν παραπάνω (το σώμα της συσκευής, ο σωλήνας νερού ή ο επιχρισμένος υγρός τοίχος), θα εμφανιστεί ένα δυναμικό. Εάν κάποιος το αγγίξει, θα ενεργήσει ως αγωγός μέσω του οποίου το ρεύμα θα περάσει στο έδαφος. Το μέγεθος αυτού του ρεύματος μπορεί να είναι τέτοιο ώστε να προκαλεί τις πιο λυπηρές συνέπειες, μέχρι το θάνατο.

Επίδειξη βίντεο λειτουργίας RCD

Πώς μπορείτε να διαπιστώσετε εάν το σπίτι σας έχει ρεύμα διαρροής; Το πρώτο σημάδι αυτού του φαινομένου θα είναι η μόλις αισθητή επίδραση της ηλεκτρικής ενέργειας, δηλαδή, όταν αγγίζετε κάτι, φαίνεται να είστε ελαφρώς ηλεκτροπληξία. Τις περισσότερες φορές, αυτό το επικίνδυνο φαινόμενο εμφανίζεται στα μπάνια. Προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφάλεια στο διαμέρισμά σας, πρέπει να είναι εξοπλισμένο με προστατευτικά στοιχεία.

Τα RCD χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό (αποκρυπτογραφούνται ως συσκευές υπολειπόμενου ρεύματος) ή διαφορικές μηχανές.

Ποια είναι η βάση της ενεργοποίησης του RCD;

Η αρχή της λειτουργίας του RCD βασίζεται στη μέθοδο μέτρησης. Κατά την είσοδο και την έξοδο, καταγράφονται οι μετρήσεις των ρευμάτων που ρέουν μέσω του μετασχηματιστή.

Εάν η ένταση ρεύματος εισόδου είναι υψηλότερη από την έξοδο, τότε υπάρχει διαρροή ρεύματος κάπου στο κύκλωμα και η προστατευτική συσκευή είναι απενεργοποιημένη. Εάν αυτές οι μετρήσεις είναι ίδιες, τότε το RCD δεν θα σταματήσει.

Ας εξηγήσουμε αυτήν την αρχή με λίγο περισσότερες λεπτομέρειες για ένα σύστημα δύο καλωδίων και τεσσάρων καλωδίων. Ένα RCD σε μονοφασικό δίκτυο δεν λειτουργεί όταν ρεύματα του ίδιου μεγέθους ρέουν μέσω της φάσης και των ουδέτερων αγωγών. Για ένα τριφασικό δίκτυο, απαιτούνται οι ίδιες τρέχουσες μετρήσεις στο ουδέτερο σύρμα και το άθροισμα των ρευμάτων που διέρχονται από τις φλέβες φάσης. Και στις δύο εκδόσεις του δικτύου, όταν υπάρχει διαφορά στις τρέχουσες τιμές, αυτό υποδηλώνει ανάλυση μόνωσης. Αυτό σημαίνει ότι μια τρέχουσα διαρροή θα περάσει από αυτό το μέρος και η υπολειπόμενη τρέχουσα συσκευή θα λειτουργήσει.

Μετά από αυτό, το RCD δεν μπορεί να ενεργοποιηθεί έως ότου εντοπιστεί η θέση της ζημιάς.

Ας μεταφράσουμε όλη αυτή τη θεωρητική αρχή λειτουργίας ενός RCD σε ένα πρακτικό παράδειγμα. Μια κεντρική συσκευή δύο πόλων είχε εγκατασταθεί στον οικιακό πίνακα.Ένα καλώδιο δύο πυρήνων εισόδου (φάση και μηδέν) συνδέεται με τους άνω ακροδέκτες του. Ένα μηδέν με μια φάση συνδέεται στους κάτω ακροδέκτες, πηγαίνοντας σε κάποιο είδος φορτίου, για παράδειγμα, σε μια πρίζα που τροφοδοτεί έναν λέβητα θέρμανσης νερού.

Η προστατευτική γείωση του σώματος του λέβητα πραγματοποιείται με καλώδιο που παρακάμπτει το RCD.

Εάν το ηλεκτρικό δίκτυο είναι σε κανονική λειτουργία, τότε η κίνηση των ηλεκτρονίων πραγματοποιείται κατά μήκος του καλωδίου φάσης από το καλώδιο εισόδου στο θερμαντικό στοιχείο του λέβητα μέσω του RCD. Μετακινούνται ξανά στο έδαφος μέσω του RCD, αλλά ήδη κατά μήκος του ουδέτερου σύρματος.

Τα ρεύματα που διέρχονται από τη συσκευή έχουν το ίδιο μέγεθος, αλλά η κατεύθυνσή τους είναι αντίθετη (αντίθετη).

Ας υποθέσουμε ότι η μόνωση έχει υποστεί ζημιά στο θερμαντικό στοιχείο. Τώρα το ρεύμα μέσω του νερού θα είναι μερικώς στο σώμα του λέβητα και στη συνέχεια θα περάσει στο έδαφος μέσω του καλωδίου γείωσης. Το υπόλοιπο ρεύμα θα επιστρέψει κατά μήκος του ουδέτερου καλωδίου μέσω του RCD, μόνο θα είναι ήδη μικρότερο από το εισερχόμενο από την τρέχουσα ένδειξη διαρροής. Αυτή η διαφορά καθορίζεται από το RCD και εάν η τιμή είναι υψηλότερη από τη ρύθμιση ταξιδιού, η συσκευή αντιδρά αμέσως σε ανοιχτό κύκλωμα.

Η ίδια αρχή λειτουργίας και λειτουργίας ενός RCD, εάν ένα άτομο αγγίζει έναν γυμνό αγωγό ή το σώμα μιας οικιακής συσκευής, στην οποία έχει εμφανιστεί ένα δυναμικό. Ένα ρεύμα διαρροής σε μια τέτοια κατάσταση συμβαίνει μέσω του ανθρώπινου σώματος, η συσκευή το ανιχνεύει αμέσως και διακόπτει την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος απενεργοποιώντας.

Δεν θα ακολουθήσουν σοβαροί τραυματισμοί, επειδή το RCD ανταποκρίνεται σχεδόν αμέσως.

Δομική απόδοση

Ο σχεδιασμός του RCD θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς αντιδρά στην τρέχουσα διαρροή. Οι κύριες μονάδες εργασίας του RCD είναι:

• Μετασχηματιστής διαφορικού ρεύματος.
• Ο μηχανισμός με τον οποίο σπάει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.
• Ηλεκτρομαγνητικό ρελέ.
• Έλεγχος κόμβου.

Οι αντίθετες περιελίξεις συνδέονται με τον μετασχηματιστή - φάση και μηδέν. Όταν το δίκτυο λειτουργεί σε κανονική λειτουργία, αυτοί οι αγωγοί στον πυρήνα του μετασχηματιστή συμβάλλουν στην επαγωγή μαγνητικών ροών, οι οποίες έχουν αντίθετες κατευθύνσεις μεταξύ τους. Λόγω της αντίθετης κατεύθυνσης, η συνολική μαγνητική ροή είναι ίση με το μηδέν.

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του RCD παρουσιάζονται με σαφήνεια στο ακόλουθο βίντεο:

Ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ συνδέεται στο τύλιγμα του δευτερεύοντος μετασχηματιστή, υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας είναι σε ηρεμία. Παρουσιάστηκε ρεύμα διαρροής και η εικόνα αλλάζει αμέσως. Τώρα, διαφορετικές τρέχουσες τιμές αρχίζουν να διέρχονται από τη φάση και τους ουδέτερους αγωγούς. Κατά συνέπεια, δεν θα υπάρχουν πλέον ίσες μαγνητικές ροές στον πυρήνα του μετασχηματιστή (θα διαφέρουν τόσο σε μέγεθος όσο και σε κατεύθυνση).

Ένα ρεύμα θα εμφανιστεί στη δευτερεύουσα περιέλιξη και, όταν η τιμή του φτάσει στην καθορισμένη τιμή, θα λειτουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ. Η σύνδεσή του γίνεται σε συνδυασμό με τον μηχανισμό απελευθέρωσης, θα αντιδρά αμέσως και θα σπάσει το κύκλωμα.

Μια συνηθισμένη αντίσταση χρησιμεύει ως μονάδα δοκιμής (κάποιο είδος φορτίου, η σύνδεση του οποίου γίνεται, παρακάμπτοντας τον μετασχηματιστή). Με αυτόν τον μηχανισμό, προσομοιώνεται ένα ρεύμα διαρροής και ελέγχεται η κατάσταση λειτουργίας της συσκευής. Πώς λειτουργεί αυτός ο έλεγχος;

Υπάρχει ένα ειδικό κουμπί "TEST" στο RCD. Ο κύριος σκοπός του είναι να παρέχει ρεύμα από το καλώδιο φάσης στην αντίσταση δοκιμής και μετά στον ουδέτερο αγωγό, παρακάμπτοντας τον μετασχηματιστή. Λόγω της αντίστασης, το ρεύμα στην είσοδο και στην έξοδο θα είναι διαφορετικό και η δημιουργούμενη ανισορροπία θα ενεργοποιήσει τον μηχανισμό τερματισμού. Εάν το RCD δεν απενεργοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του ελέγχου, τότε θα πρέπει να εγκαταλείψετε την εγκατάστασή του.

Ο εσωτερικός σχεδιασμός διαφορετικών κατασκευαστών RCD ενδέχεται να διαφέρει, αλλά η γενική αρχή λειτουργίας παραμένει αμετάβλητη.

Όλες οι συσκευές διαφέρουν ως προς την αρχή της λειτουργίας. Είναι ηλεκτρονικού και ηλεκτρομηχανικού τύπου.Τα ηλεκτρονικά RCD διακρίνονται από ένα πολύπλοκο κύκλωμα, χρειάζονται επιπλέον ισχύ για τη λειτουργία τους. Οι ηλεκτρομηχανικές συσκευές δεν χρειάζονται εξωτερική τάση.

Πώς φαίνεται το RCD στο διάγραμμα;

Για συνδεδεμένα RCD, υπάρχουν δύο γενικά αποδεκτά σύμβολα στα διαγράμματα.

Παρά τη δομική πολυπλοκότητα, προσπαθήσαμε να κάνουμε τον χαρακτηρισμό της συσκευής όσο πιο απλή γίνεται. Δεν υπάρχει τίποτα περιττό, μόνο τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Ένας μετασχηματιστής διαφορικού ρεύματος που απεικονίζεται σχηματικά ως πεπλατυσμένος δακτύλιος.
2. Πολωνοί (δύο για μονοφασικό δίκτυο, τέσσερις για τριφασικό δίκτυο).
3. Ενεργοποιήστε τη διακοπή επαφών.

Επιπλέον, είναι οι πόλοι που έχουν δύο τύπους χαρακτηρισμού:

• Μερικές φορές σχεδιάζονται σε ευθείες κάθετες γραμμές, ανάλογα με τον αριθμό (δύο ή τέσσερα).
• Σε άλλες περιπτώσεις, για λόγους συμπαγής, σχεδιάζεται μια κάθετη ευθεία γραμμή και ο αριθμός των πόλων εφαρμόζεται σε αυτήν με τη μορφή μικρών λοξών γραμμών.

Βασικά χαρακτηριστικά απόδοσης των RCD

Για να λειτουργεί η συσκευή τη σωστή στιγμή, είναι απαραίτητο να την επιλέξετε σωστά σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά απόδοσης και να τη συνδέσετε.

• Η κύρια παράμετρος είναι η τιμή του ονομαστικού ρεύματος. Αυτό είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να αντέξει αυτή η συσκευή κατά τη διάρκεια μιας μακράς περιόδου λειτουργίας, ενώ παραμένει σε κατάσταση λειτουργίας και διατηρεί τα προστατευτικά της χαρακτηριστικά. Θα βρείτε αυτόν τον αριθμό στο μπροστινό πλαίσιο της συσκευής, πρέπει να αντιστοιχεί σε μία από τις ενδείξεις στην τυπική σειρά - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Αυτή η παράμετρος RCD εξαρτάται από το φορτίο της προστατευμένης γραμμής και τη διατομή των αγωγών.

Το διάγραμμα σύνδεσης RCD προβλέπει την κοινή εγκατάσταση αυτής της συσκευής με διακόπτες.

Είναι σημαντικό να το θυμάστε αυτό, επειδή το RCD προστατεύει μόνο από τις τρέχουσες διαρροές και το μηχάνημα θα αντιδράσει στην αποσύνδεση του κυκλώματος σε λειτουργία βραχυκυκλώματος και υπερφόρτωσης.

Το βίντεο δείχνει εάν είναι δυνατό να συνδέσετε ένα RCD εάν δεν υπάρχει γείωση στο διαμέρισμα:

Σύμφωνα με το ονομαστικό ρεύμα, το RCD πρέπει να επιλεγεί με τάξη μεγέθους υψηλότερη από την αυτόματη συσκευή που είναι εγκατεστημένη σε αυτό σε ένα ζεύγος.

• Μια άλλη σημαντική παράμετρος είναι το ονομαστικό υπολειπόμενο ρεύμα. Αυτή είναι η απαιτούμενη τιμή της τρέχουσας διαρροής για να απενεργοποιήσετε το RCD. Τα διαφορικά ρεύματα έχουν επίσης ένα τυπικό εύρος, οι τιμές σε αυτό κανονικοποιούνται σε χιλιοστά - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Όμως, στο RCD, αυτός ο αριθμός εμφανίζεται σε αμπέρ - αντίστοιχα, 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. Θα βρείτε επίσης αυτήν την παράμετρο στη θήκη της συσκευής.

Για την προστασία των ατόμων στο RCD, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε τη ρύθμιση ρεύματος διαρροής 30 mA, επειδή οι τιμές που είναι υψηλότερες θα οδηγήσουν σε τραυματισμό, ηλεκτρικό τραυματισμό και ακόμη και θάνατο. Δεδομένου ότι το πιο επικίνδυνο περιβάλλον θεωρείται σε υγρά δωμάτια, τότε στα RCD που τα προστατεύουν, επιλέγεται μια ρύθμιση 10 mA.

Ελπίζουμε ότι με την κατανόηση του κύριου σκοπού του RCD και της αρχής της λειτουργίας του, δεν θα παραμελήσετε αυτό το σημαντικό στοιχείο προστασίας και θα κάνετε τη ζωή σας ασφαλή.