Princip rada i uređaj RCD (uređaj sa zaostalom strujom)

Za mnoge više nije vijest da moderna kućna električna mreža mora nužno imati zaštitu od RCD-a. Za one koji još uvijek ne znaju ništa o takvim zaštitnim elementima, recimo da je to osnova ljudske sigurnosti. Uređaj također pomaže u sprečavanju požara uzrokovanih električnim ožičenjem. Stoga, upoznavanje s ovim elementom zaštite i automatizacije neće biti suvišno. Razgovarajmo detaljno o uređaju, od čega je strukturno izrađen i koji je princip rada RCD-a?

Kako nastaje struja curenja?

U nastavku ćemo razmotriti za što je potreban RCD, ali prvo da razjasnimo što je trenutno propuštanje? Cijeli rad uređaja povezan je s tim konceptom.

Jednostavnim riječima, curenje struje naziva se njezin protok iz faznog vodiča u zemlju duž putanje koja je za to nepoželjna i potpuno neovlaštena. To mogu biti kućišta električne opreme ili kućanskih aparata, metalni okov ili vodovodne cijevi, vlažni zidani zidovi.

Struja curenja se javlja kada se pojave greške u izolaciji, a mogu se pojaviti iz više razloga:

• starenje kao rezultat dugog životnog vijeka;
• mehanička oštećenja;

• toplinski učinak u slučaju kada električna oprema radi u režimu preopterećenja.

Opasnost od istjecanja struje je da će se, ako se prekine izolacija električnog ožičenja na gore opisanim predmetima (tijelu uređaja, vodovodnoj cijevi ili ožbukanom vlažnom zidu), pojaviti potencijal. Ako ih osoba dodirne, on će se ponašati kao dirigent kroz koji će struja ući u zemlju. Jačina ove struje može biti takva da će izazvati najtužnije posljedice, sve do smrti.

Video demonstracija rada RCD

Kako možete znati ima li vaš dom struju curenja? Prvi znak ovog fenomena bit će jedva primjetljiv učinak električne energije, tj. Kada nešto dodirnete, čini se da vas lagano udara struja. Najčešće se ovaj opasni fenomen pojavljuje u kupaonicama. Da biste sebi zajamčili sigurnost u svom stanu, mora biti opremljen zaštitnim elementima.

U tu svrhu koriste se RCD-ovi (dešifriraju se kao uređaji sa zaostalom strujom) ili diferencijalni strojevi.

Što je osnova isključivanja RCD-a?

Princip rada RCD-a temelji se na metodi mjerenja. Na ulazu i izlazu bilježe se očitanja struje koja teče kroz transformator.

Ako je očitavanje ulazne struje veće od izlazne, tada negdje u krugu postoji curenje struje i zaštitni uređaj je onemogućen. Ako su ta očitanja ista, tada se RCD neće isključiti.

Objasnimo ovaj princip malo detaljnije za dvožilni i četverožični sustav. RCD u jednofaznoj mreži ne radi kada struje iste veličine prolaze kroz fazni i neutralni vodič. Za trofaznu mrežu potrebna su ista očitavanja struje u neutralnoj žici i zbroj struja koje prolaze kroz fazne vodiče. U obje verzije mreže, kad postoji razlika u trenutnim vrijednostima, to ukazuje na kvar izolacije. To znači da će kroz ovo mjesto proći struja i ostatak struje će raditi.

Nakon toga, RCD se ne može uključiti dok ne bude pronađeno mjesto oštećenja.

Prevedimo sav ovaj teorijski princip rada RCD-a u praktičan primjer. Dvopolni uređaj za rezidualnu struju instaliran je u kućnoj centrali.Ulazni dvožilni kabel (faza i nula) spojen je na njegove gornje stezaljke. Nula s fazom spojena je na donje stezaljke, koja ide na neku vrstu opterećenja, na primjer, na utičnicu koja napaja bojler.

Zaštitno uzemljenje tijela kotla vrši se žicom koja zaobilazi RCD.

Ako je električna mreža u normalnom režimu, tada se kretanje elektrona vrši duž fazne žice od ulaznog kabela do grijaćeg elementa kotla kroz RCD. Ponovo se kreću na zemlju kroz RCD, ali već uz neutralnu žicu.

Struje koje prolaze kroz uređaj imaju jednaku veličinu, ali njihov je smjer suprotan (suprotan).

Pretpostavimo situaciju kad je oštećena izolacija na grijaćem elementu. Sada će struja kroz vodu biti djelomično na tijelu kotla, a zatim će proći u zemlju kroz zaštitnu žicu za uzemljenje. Ostatak struje vratit će se duž neutralne žice kroz RCD, samo što će biti već manje od dolazne, točno prema trenutnom očitanju istjecanja. Ovu razliku određuje RCD, a ako je brojka veća od postavke odgađanja, uređaj odmah reagira na otvoreni krug.

Isti princip rada i rada RCD-a, ako osoba dodirne goli vodič ili tijelo kućanskog aparata, na kojem se pojavio potencijal. Struja curenja u takvoj situaciji događa se kroz ljudsko tijelo, uređaj to odmah otkriva i zaustavlja opskrbu električnom energijom isključivanjem.

Teške ozljede neće uslijediti, jer RCD reagira gotovo trenutno.

Strukturne izvedbe

Dizajn RCD-a pomoći će nam da shvatimo kako reagira na trenutno propuštanje. Glavne radne jedinice RCD-a su:

• Diferencijalni transformator struje.
• Mehanizam kojim se prekida električni krug.
• Elektromagnetski rele.
• Provjeravajući čvor.

Suprotna namotaja spojena su na fazu transformatora i nulu. Kad mreža radi u normalnom načinu rada, ti vodiči u jezgri transformatora doprinose indukciji magnetskih tokova koji imaju suprotne smjerove jedan prema drugom. Zbog suprotnog smjera, ukupni magnetski tok jednak je nuli.

Uređaj i princip rada RCD-a jasno je prikazan u sljedećem videozapisu:

Elektromagnetski relej spojen je u namota sekundarnog transformatora, a u normalnim radnim uvjetima je u mirovanju. Došlo je do curenja struje i slika se odmah mijenja. Sada različite strujne vrijednosti počinju prolaziti kroz fazne i neutralne vodiče. U skladu s tim, na jezgri transformatora više neće biti jednakih magnetskih tokova (bit će različiti i po veličini i u smjeru).

U sekundarnom namotu pojavit će se struja i kad vrijednost dosegne zadanu vrijednost, elektromagnetski relej će raditi. Njegova je veza izvedena zajedno s mehanizmom za puštanje, odmah će reagirati i prekinuti krug.

Običan otpor služi kao ispitna jedinica (neka vrsta opterećenja, čija se veza vrši, zaobilazeći transformator). Pomoću ovog mehanizma simulira se struja istjecanja i provjerava se operativno stanje uređaja. Kako funkcionira ova provjera?

Na RCD-u postoji poseban gumb "TEST". Njegova glavna svrha je opskrba strujom od fazne žice do ispitnog otpora, a potom do neutralnog vodiča, zaobilazeći transformator. Zbog otpora struja na ulazu i izlazu bit će različita, a stvorena neravnoteža pokreće mehanizam isključivanja. Ako se RCD nije isključio tijekom provjere, tada ćete morati napustiti njegovu instalaciju.

Unutarnji dizajn različitih proizvođača RCD-a može se razlikovati, ali opće načelo rada ostaje nepromijenjeno.

Svi se uređaji razlikuju po principu rada. Elektronskog su i elektromehaničkog tipa.Elektronski RCD-ovi odlikuju se složenim krugom, za rad im je potrebna dodatna snaga. Elektromehanički uređaji ne trebaju vanjski napon.

Kako je RCD označen na dijagramu?

Za povezane RCD postoje dva općenito prihvaćena simbola u dijagramima.

Usprkos strukturalnoj složenosti, pokušali smo označavanje uređaja učiniti što jednostavnijim. Nema ništa suvišno, samo sljedeći elementi:

1. Diferencijalni transformator struje koji je shematski prikazan kao spljošteni prsten.
2. Stubovi (dva za jednofaznu mrežu, četiri za trofaznu mrežu).
3. Prebacite djelovanje na prekid kontakta.

Štoviše, to su motke koje imaju dvije vrste označavanja:

• Ponekad se crtaju u ravnim okomitim linijama, ovisno o broju (dva ili četiri).
• U ostalim slučajevima, zbog kompaktnosti, povlači se jedna okomita ravna crta, a broj polova na nju se postavlja u obliku malih kosih linija.

Osnovne karakteristike performansi RCD-a

Da bi uređaj mogao raditi u pravo vrijeme, potrebno ga je pravilno odabrati prema njegovim karakteristikama i spojiti ga.

• Glavni parametar je vrijednost nazivne struje. Ovo je maksimalna struja koju ovaj uređaj može podnijeti tijekom dugog radnog razdoblja, a istovremeno ostaje u radnom stanju i zadržava svoje zaštitne karakteristike. Taj ćete broj pronaći na prednjoj ploči uređaja, a mora odgovarati jednom od očitavanja u standardnom redu - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Ovaj RCD parametar ovisi o opterećenju zaštićene linije i presjeku vodiča.

Dijagram veze RCD-a predviđa zajedničku instalaciju ovog uređaja s prekidačima.

Važno je to zapamtiti, jer RCD štiti samo od curenja struje, a stroj će reagirati na isključenje kruga u načinu kratkog spoja i preopterećenja.

Videozapis pokazuje je li moguće spojiti RCD ako u stanu nema uzemljenja:

Prema nazivnoj struji RCD mora biti odabran redoslijedom većim od automatskog uređaja koji je s njim instaliran u paru.

• Drugi važan parametar je nazivna preostala struja. Ovo je potrebna vrijednost trenutnog istjecanja radi onesposobljavanja RCD-a. Diferencijalne struje imaju i standardni raspon, vrijednosti u njemu normalizirane su u miliamperima - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Ali na RCD-u je ta vrijednost označena u amperima - 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. Ovaj će parametar pronaći i na kućištu uređaja.

Za zaštitu ljudi na RCD-u potrebno je postaviti vrijednost struje curenja od 30 mA, jer veće vrijednosti dovode do ozljeda, električnih ozljeda, pa čak i smrti. Budući da se najopasnije okruženje smatra vlažnim prostorijama, tada se na RCD-ovima koji ih štite odabire postavka od 10 mA.

Nadamo se da razumijevanjem glavne svrhe RCD-a i načela njegovog djelovanja nećete zanemariti ovaj važan element zaštite, a život će vam učiniti sigurnim.