El principio de funcionamiento y dispositivo RCD (dispositivo de corriente residual)
Para muchos, ya no es noticia que una red eléctrica doméstica moderna necesariamente debe tener protección RCD. Para aquellos que todavía no saben nada sobre tales elementos protectores, digamos que esta es la base de la seguridad humana. El dispositivo también ayuda a prevenir incendios causados por el cableado eléctrico. Por lo tanto, el conocimiento de este elemento de protección y automatización no será superfluo. Hablemos en detalle sobre el dispositivo, de qué está hecho estructuralmente y cuál es el principio de funcionamiento del RCD.
Contenido
¿Cómo se produce la corriente de fuga?
A continuación consideraremos para qué se necesita un RCD, pero primero, descubramos qué es una fuga de corriente. Toda la operación del dispositivo está asociada con este mismo concepto.
En palabras simples, la fuga de corriente se llama su flujo desde el conductor de fase al suelo a lo largo de un camino que no es deseable y no está completamente autorizado. Puede ser el cuerpo de equipos eléctricos o electrodomésticos, accesorios metálicos o tuberías de agua, paredes enlucidas húmedas.
La corriente de fuga ocurre cuando ocurren fallas de aislamiento, lo cual puede ocurrir por varias razones:
- envejecimiento como resultado de una larga vida útil;
- daños mecanicos;
- efecto térmico en el caso cuando el equipo eléctrico funciona en modo de sobrecarga.
El peligro de fuga de corriente es que si el aislamiento del cableado eléctrico se rompe en los objetos descritos anteriormente (el cuerpo del dispositivo, la tubería de agua o la pared húmeda enlucida), aparecerá un potencial. Si una persona los toca, actuará como un conductor a través del cual la corriente irá al suelo. La magnitud de esta corriente puede ser tal que causará las consecuencias más tristes, hasta la muerte.
Video de demostración del funcionamiento del RCD
¿Cómo puede saber si su hogar tiene una fuga de corriente? El primer signo de este fenómeno será el efecto apenas perceptible de la electricidad, es decir, cuando tocas algo, pareces estar ligeramente electrocutado. Muy a menudo, este fenómeno peligroso ocurre en los baños. Para garantizar la seguridad en su propio apartamento, debe estar equipado con elementos de protección.
Los RCD se utilizan para este propósito (se descifran como dispositivos de corriente residual) o máquinas diferenciales.
¿Cuál es la base del disparo RCD?
El principio de funcionamiento del RCD se basa en el método de medición. En la entrada y salida, se registran las lecturas de las corrientes que fluyen a través del transformador.
Si la lectura de corriente de entrada es mayor que la salida, entonces hay una fuga de corriente en algún lugar del circuito y el dispositivo de protección está desactivado. Si estas lecturas son iguales, entonces el RCD no se disparará.
Expliquemos este principio con un poco más de detalle para un sistema de dos y cuatro hilos. Un RCD en una red monofásica no funciona cuando las corrientes de la misma magnitud fluyen a través de los conductores de fase y neutro. Para una red trifásica, se requieren las mismas lecturas de corriente en el cable neutro y la suma de las corrientes que pasan por las venas de fase. En ambas versiones de la red, cuando hay una diferencia en los valores actuales, esto indica una falla de aislamiento. Esto significa que una fuga de corriente pasará por este lugar y el dispositivo de corriente residual funcionará.
Después de esto, el RCD no se puede encender hasta que se encuentre la ubicación del daño.
Traduzcamos todo este principio teórico de funcionamiento de un RCD en un ejemplo práctico. Se instaló un dispositivo de corriente residual de dos polos en la centralita doméstica.Un cable de entrada de dos núcleos (fase y cero) está conectado a sus terminales superiores. Un cero con una fase está conectado a los terminales inferiores, yendo a algún tipo de carga, por ejemplo, a una salida que alimenta una caldera de calentamiento de agua.
La conexión a tierra protectora del cuerpo de la caldera se realiza con un cable que pasa por alto el RCD.
Si la red eléctrica está en modo normal, entonces el movimiento de los electrones se lleva a cabo a lo largo del cable de fase desde el cable de entrada al elemento calefactor de la caldera a través del RCD. Vuelven al suelo nuevamente a través del RCD, pero ya a lo largo del cable neutral.
Las corrientes que pasan por el dispositivo tienen la misma magnitud, pero su dirección es opuesta (opuesta).
Suponga una situación en la que el aislamiento está dañado en el elemento calefactor. Ahora la corriente a través del agua estará parcialmente en el cuerpo de la caldera, y luego irá al suelo a través del cable protector de conexión a tierra. El resto de la corriente volverá a través del cable neutro a través del RCD, solo que ya será menor que la entrada exactamente por la lectura de fuga de corriente. Esta diferencia está determinada por el RCD, y si la cifra es más alta que la configuración de disparo, el dispositivo reacciona inmediatamente a un circuito abierto.
El mismo principio de funcionamiento y funcionamiento de un RCD, si una persona toca un conductor desnudo o el cuerpo de un electrodoméstico, en el que ha aparecido un potencial. Una corriente de fuga en tal situación ocurre a través del cuerpo humano, el dispositivo lo detecta instantáneamente y detiene el suministro de electricidad al apagarlo.
Lesiones graves no seguirán, porque el RCD reacciona casi instantáneamente.
Rendimiento estructural
El diseño del RCD nos ayudará a descubrir cómo reacciona a las fugas de corriente. Las principales unidades de trabajo del RCD son:
- Transformador de corriente diferencial.
- El mecanismo por el cual se rompe un circuito eléctrico.
- Relé electromagnético.
- Comprobando nodo.
Los devanados opuestos están conectados al transformador: fase y cero. Cuando la red funciona en modo normal, estos conductores en el núcleo del transformador contribuyen a la inducción de flujos magnéticos, que tienen direcciones opuestas entre sí. Debido a la dirección opuesta, el flujo magnético total es cero.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del RCD son claramente visibles en el siguiente video:
Un relé electromagnético está conectado en el devanado del transformador secundario, en condiciones normales de funcionamiento está en reposo. Se ha producido una fuga de corriente y la imagen cambia de inmediato. Ahora, diferentes valores de corriente comienzan a pasar a través de los conductores de fase y neutro. En consecuencia, ya no habrá flujos magnéticos iguales en el núcleo del transformador (serán diferentes tanto en magnitud como en dirección).
Aparecerá una corriente en el devanado secundario y, cuando su valor alcance el valor establecido, funcionará un relé electromagnético. Su conexión se realiza junto con el mecanismo de liberación, reaccionará instantáneamente y romperá el circuito.
Una resistencia ordinaria sirve como unidad de prueba (algún tipo de carga, cuya conexión se realiza, sin pasar por el transformador). Con este mecanismo, se simula una corriente de fuga y se verifica el estado operativo del dispositivo. ¿Cómo funciona este cheque?
Hay un botón especial "PRUEBA" en el RCD. Su propósito principal es suministrar corriente desde el cable de fase a la resistencia de prueba y luego al conductor neutro, sin pasar por el transformador. Debido a la resistencia, la corriente en la entrada y la salida será diferente, y el desequilibrio creado activará el mecanismo de apagado. Si el RCD no se apagó durante la verificación, deberá abandonar su instalación.
El diseño interno de los diferentes fabricantes de RCD puede diferir, pero el principio general de funcionamiento permanece sin cambios.
Todos los dispositivos difieren en el principio de funcionamiento. Son de tipo electrónico y electromecánico.Los RCD electrónicos se distinguen por un circuito complejo, necesitan energía adicional para funcionar. Los dispositivos electromecánicos no necesitan voltaje externo.
¿Cómo se indica el RCD en el diagrama?
Para los RCD conectados, hay dos símbolos generalmente aceptados en los diagramas.
A pesar de la complejidad estructural, tratamos de hacer que la designación del dispositivo sea lo más simple posible. No hay nada superfluo, solo los siguientes elementos:
- Un transformador de corriente diferencial que se representa esquemáticamente como un anillo aplanado.
- Polos (dos para una red monofásica, cuatro para una red trifásica).
- Interruptor que actúa al romper los contactos.
Además, son los polos los que tienen dos tipos de designación:
- A veces se dibujan en líneas verticales rectas, dependiendo del número (dos o cuatro).
- En otros casos, por razones de compacidad, se dibuja una línea recta vertical y se le aplica el número de polos en forma de pequeñas líneas oblicuas.
Características básicas de rendimiento de los RCD
Para que el dispositivo funcione en el momento adecuado, es necesario seleccionarlo correctamente de acuerdo con sus características de rendimiento y conectarlo.
- El parámetro principal es el valor de la corriente nominal. Esta es la corriente máxima que este dispositivo puede soportar durante un largo período de funcionamiento, mientras permanece en condiciones de funcionamiento y mantiene sus características de protección. Encontrará este número en el panel frontal del dispositivo, debe corresponder a una de las lecturas de la fila estándar: 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Este parámetro RCD depende de la carga de la línea protegida y la sección transversal de los conductores.
El diagrama de conexión RCD proporciona la instalación conjunta de este dispositivo con disyuntores.
Es importante recordar esto, porque el RCD protege solo contra fugas de corriente, y la máquina reaccionará a la desconexión del circuito en el modo de cortocircuito y sobrecarga.
El video muestra si es posible conectar un RCD si no hay conexión a tierra en el apartamento:
De acuerdo con la corriente nominal, el RCD debe seleccionarse en un orden de magnitud mayor que el dispositivo automático instalado con él en un par.
- Otro parámetro importante es la corriente residual nominal. Este es el valor requerido de la fuga actual para deshabilitar el RCD. Las corrientes diferenciales también tienen un rango estándar, los valores están normalizados en miliamperios: 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Pero en el RCD, esta cifra se indica en amperios, respectivamente, 0.006, 0.01, 0.03, 0.1, 0.3, 0.5 A. También encontrará este parámetro en la caja del dispositivo.
Para proteger a las personas en el RCD, es necesario establecer el ajuste de corriente de fuga de 30 mA, ya que los valores más altos provocarán lesiones, lesiones eléctricas e incluso la muerte. Dado que el ambiente más peligroso se considera en habitaciones húmedas, en los RCD que las protegen, se selecciona una configuración de 10 mA.
Esperamos que al comprender el propósito principal del RCD y el principio de su funcionamiento, no descuide este importante elemento de protección y haga que su vida sea segura.
