Principio di funzionamento e dispositivo RCD (dispositivo a corrente residua)

Per molti, non è più una novità che una moderna rete elettrica domestica debba necessariamente avere una protezione RCD. Per coloro che ancora non sanno nulla di tali elementi protettivi, diciamo che questa è la base della sicurezza umana. Il dispositivo aiuta anche a prevenire gli incendi causati da cavi elettrici. Pertanto, la conoscenza di questo elemento di protezione e automazione non sarà superflua. Parliamo in dettaglio del dispositivo, di cosa è strutturato strutturalmente e qual è il principio di funzionamento dell'RCD?

Come si verifica la corrente di dispersione?

Di seguito considereremo a cosa serve un RCD, ma prima, scopriamo cos'è una perdita attuale? L'intero funzionamento del dispositivo è associato proprio a questo concetto.

In parole povere, la dispersione di corrente viene chiamata flusso dal conduttore di fase a terra lungo un percorso indesiderabile e completamente inadatto per questo. Questo può essere il corpo di apparecchiature elettriche o elettrodomestici, raccordi metallici o tubi dell'acqua, pareti intonacate umide.

La corrente di dispersione si verifica quando si verificano guasti di isolamento, che possono verificarsi per una serie di motivi:

• invecchiamento a causa della lunga durata;
• danno meccanico;

• effetto termico nel caso in cui le apparecchiature elettriche funzionino in modalità sovraccarico.

Il pericolo di dispersione di corrente è che se l'isolamento del cablaggio elettrico viene rotto sugli oggetti sopra descritti (il corpo del dispositivo, il tubo dell'acqua o la parete umida intonacata), apparirà un potenziale. Se una persona li tocca, agirà come un conduttore attraverso il quale la corrente entrerà nel terreno. L'entità di questa corrente può essere tale da causare le conseguenze più tristi, fino alla morte.

Dimostrazione video del funzionamento dell'RCD

Come puoi sapere se la tua casa ha una corrente di dispersione? Il primo segno di questo fenomeno sarà l'effetto appena percettibile dell'elettricità, cioè quando tocchi qualcosa, sembri essere leggermente fulminato. Molto spesso, questo pericoloso fenomeno si verifica nei bagni. Per garantire la sicurezza nel proprio appartamento, deve essere dotato di elementi di protezione.

Gli interruttori differenziali vengono utilizzati a tale scopo (vengono decifrati come dispositivi a corrente residua) o macchine differenziali.

Qual è la base dell'intervento dell'RCD?

Il principio di funzionamento dell'RCD si basa sul metodo di misurazione. All'ingresso e all'uscita, vengono registrate le letture delle correnti che fluiscono attraverso il trasformatore.

Se la lettura della corrente di ingresso è superiore all'uscita, allora c'è una perdita di corrente da qualche parte nel circuito e il dispositivo di protezione è disabilitato. Se queste letture sono uguali, l'RCD non scatterà.

Spieghiamo questo principio in modo un po 'più dettagliato per un sistema a due e quattro fili. Un RCD in una rete monofase non funziona quando le correnti della stessa grandezza attraversano i conduttori di fase e neutro. Per una rete trifase, sono richieste le stesse letture di corrente nel filo neutro e la somma delle correnti che attraversano le vene di fase. In entrambe le versioni della rete, quando vi è una differenza nei valori correnti, ciò indica una rottura dell'isolamento. Ciò significa che una perdita di corrente attraverserà questo punto e il dispositivo a corrente residua funzionerà.

Successivamente, l'RCD non può essere acceso fino a quando non viene individuato il luogo del danno.

Traduciamo tutto questo principio teorico di funzionamento di un RCD in un esempio pratico. Nel quadro elettrico di casa è stato installato un dispositivo a corrente residua a due poli.Un cavo a due fili di ingresso (fase e zero) è collegato ai suoi terminali superiori. Uno zero con una fase è collegato ai terminali inferiori, andando a una sorta di carico, ad esempio, a un'uscita che alimenta una caldaia per il riscaldamento dell'acqua.

La messa a terra di protezione del corpo della caldaia viene eseguita con un filo che bypassa l'RCD.

Se la rete elettrica è in modalità normale, il movimento degli elettroni viene eseguito lungo il filo di fase dal cavo di ingresso all'elemento riscaldante della caldaia attraverso l'RCD. Tornano di nuovo a terra attraverso l'RCD, ma già lungo il filo neutro.

Le correnti che passano attraverso il dispositivo hanno la stessa grandezza, ma la loro direzione è opposta (opposta).

Supponiamo una situazione in cui l'isolamento è danneggiato sull'elemento riscaldante. Ora la corrente attraverso l'acqua sarà parzialmente sul corpo della caldaia, e quindi andrà a terra attraverso il filo di terra di protezione. Il resto della corrente tornerà lungo il filo neutro attraverso l'RCD, solo che sarà già inferiore a quello in ingresso esattamente dalla lettura della dispersione di corrente. Questa differenza è determinata dall'RCD e se la cifra è superiore all'impostazione di scatto, il dispositivo reagisce immediatamente a un circuito aperto.

Lo stesso principio di funzionamento e funzionamento di un interruttore differenziale, se una persona tocca un conduttore nudo o il corpo di un elettrodomestico, sul quale è apparso un potenziale. Una corrente di dispersione in tale situazione si verifica attraverso il corpo umano, il dispositivo rileva immediatamente questo e interrompe la fornitura di elettricità spegnendo.

Non seguiranno gravi infortuni, perché l'RCD risponde quasi all'istante.

Prestazioni strutturali

Il design dell'RCD ci aiuterà a capire come reagisce alla dispersione di corrente. Le principali unità di lavoro dell'RCD sono:

• Trasformatore di corrente differenziale.
• Il meccanismo mediante il quale si rompe un circuito elettrico.
• Relè elettromagnetico.
• Verifica nodo.

Gli avvolgimenti opposti sono collegati al trasformatore - fase e zero. Quando la rete funziona in modalità normale, questi conduttori nel nucleo del trasformatore contribuiscono all'induzione di flussi magnetici, che hanno direzioni opposte l'una rispetto all'altra. A causa della direzione opposta, il flusso magnetico totale è uguale a zero.

Il dispositivo e il principio di funzionamento dell'RCD sono chiaramente mostrati nel seguente video:

Un relè elettromagnetico è collegato nell'avvolgimento del trasformatore secondario, in condizioni operative normali è a riposo. Si è verificata una corrente di dispersione e l'immagine cambia immediatamente. Ora, diversi valori di corrente iniziano a passare attraverso la fase e i conduttori neutri. Di conseguenza, non ci saranno più flussi magnetici uguali sul nucleo del trasformatore (saranno diversi sia per grandezza che per direzione).

Apparirà una corrente nell'avvolgimento secondario e, quando il suo valore raggiunge il valore impostato, un relè elettromagnetico funzionerà. La sua connessione viene effettuata in combinazione con il meccanismo di rilascio, reagirà istantaneamente e spezzerà il circuito.

Una resistenza ordinaria funge da unità di prova (una sorta di carico, la cui connessione viene effettuata, bypassando il trasformatore). Con questo meccanismo, viene simulata una corrente di dispersione e viene verificato lo stato di funzionamento del dispositivo. Come funziona questo controllo?

C'è un pulsante speciale "TEST" sull'RCD. Il suo scopo principale è quello di fornire corrente dal filo di fase alla resistenza di prova e quindi al conduttore neutro, bypassando il trasformatore. A causa della resistenza, la corrente in ingresso e in uscita sarà diversa e lo squilibrio creato attiverà il meccanismo di spegnimento. Se l'RCD non si è spento durante il controllo, dovrai abbandonare la sua installazione.

Il design interno di diversi produttori di RCD può differire, ma il principio generale di funzionamento rimane invariato.

Tutti i dispositivi differiscono nel principio di funzionamento. Sono di tipo elettronico ed elettromeccanico.Gli interruttori differenziali elettronici si distinguono per un circuito complesso; per funzionare hanno bisogno di potenza aggiuntiva. I dispositivi elettromeccanici non necessitano di tensione esterna.

Come viene indicato l'RCD nel diagramma?

Per gli interruttori differenziali collegati, ci sono due simboli generalmente accettati negli schemi.

Nonostante la complessità strutturale, abbiamo cercato di rendere la designazione del dispositivo il più semplice possibile. Non c'è nulla di superfluo, solo i seguenti elementi:

1. Un trasformatore di corrente differenziale che è schematicamente rappresentato come un anello appiattito.
2. Poli (due per una rete monofase, quattro per una rete trifase).
3. Interruttore che agisce sui contatti di interruzione.

Inoltre, sono i poli che hanno due tipi di designazione:

• A volte sono disegnati in linee verticali dritte, a seconda del numero (due o quattro).
• In altri casi, per motivi di compattezza, viene disegnata una linea retta verticale e ad essa viene applicato il numero di poli sotto forma di piccole linee oblique.

Caratteristiche prestazionali di base degli interruttori differenziali

Affinché il dispositivo funzioni al momento giusto, è necessario selezionarlo correttamente in base alle sue caratteristiche prestazionali e collegarlo.

• Il parametro principale è il valore della corrente nominale. Questa è la massima corrente a cui questo dispositivo può resistere per un lungo periodo di funzionamento, pur rimanendo in condizioni di lavoro e mantenendo le sue caratteristiche protettive. Troverai questo numero sul pannello frontale del dispositivo, deve corrispondere a una delle letture nella riga standard - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Questo parametro RCD dipende dal carico della linea protetta e dalla sezione dei conduttori.

Lo schema di collegamento RCD prevede l'installazione congiunta di questo dispositivo con interruttori automatici.

È importante ricordare questo, perché l'RCD protegge solo dalle perdite di corrente e la macchina reagirà alla disconnessione del circuito in modalità di corto circuito e sovraccarico.

Il video mostra se è possibile collegare un interruttore differenziale in assenza di messa a terra nell'appartamento:

Secondo la corrente nominale, l'RCD deve essere selezionato un ordine di grandezza superiore rispetto alla macchina installata con esso in coppia.

• Un altro parametro importante è la corrente residua nominale. Questo è il valore richiesto della perdita corrente per disabilitare l'RCD. Le correnti differenziali hanno anche un intervallo standard, i valori in essa contenuti sono normalizzati in milliampere - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Ma sull'RCD, questa cifra è indicata in ampere - rispettivamente, 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. Troverai anche questo parametro sulla custodia del dispositivo.

Per proteggere le persone sull'RCD, è necessario impostare la corrente di dispersione su 30 mA, poiché valori più alti causano lesioni, lesioni elettriche e persino la morte. Poiché l'ambiente più pericoloso è considerato in ambienti umidi, quindi sugli RCD che li proteggono, viene selezionata un'impostazione di 10 mA.

Speriamo che, comprendendo lo scopo principale dell'RCD e il principio del suo funzionamento, non trascurerai questo importante elemento di protezione e renderai la tua vita sicura.