O princípio de operação e o dispositivo RCD (dispositivo de corrente residual)

Para muitos, não é mais novidade que uma rede elétrica doméstica moderna precisa necessariamente ter proteção contra RCD. Para aqueles que ainda não sabem nada sobre esses elementos de proteção, digamos que essa seja a base da segurança humana. O dispositivo também ajuda a evitar incêndios causados ​​por fiação elétrica. Portanto, o conhecimento desse elemento de proteção e automação não será supérfluo. Vamos falar em detalhes sobre o dispositivo, do que é feito estruturalmente e qual é o princípio de operação do RCD?

Como ocorre a corrente de fuga?

Abaixo, consideraremos para que um RCD é necessário, mas primeiro, vamos descobrir o que é um vazamento de corrente. Toda a operação do dispositivo está associada a esse mesmo conceito.

Em palavras simples, o vazamento de corrente é chamado de fluxo do condutor de fase para o solo por um caminho indesejável e completamente não autorizado para isso. Pode ser o corpo de equipamentos elétricos ou eletrodomésticos, acessórios de metal ou canos de água, paredes com gesso úmido.

A corrente de vazamento ocorre quando ocorrem falhas de isolamento, o que pode ocorrer por várias razões:

• envelhecimento como resultado de longa vida útil;
• dano mecânico;

• efeito térmico no caso em que o equipamento elétrico opere no modo de sobrecarga.

O perigo de vazamento de corrente é que, se o isolamento da fiação elétrica for quebrado nos objetos descritos acima (o corpo do dispositivo, o tubo de água ou a parede úmida de gesso), um potencial aparecerá. Se uma pessoa tocar nelas, ela atuará como um condutor através do qual a corrente cairá no chão. A magnitude dessa corrente pode ser de tal ordem que causará as conseqüências mais tristes, até a morte.

Demonstração em vídeo da operação do RCD

Como você pode saber se sua casa tem uma corrente de fuga? O primeiro sinal desse fenômeno será o efeito quase imperceptível da eletricidade, ou seja, quando você toca em algo, parece estar eletrocutado. Na maioria das vezes, esse fenômeno perigoso ocorre nos banheiros. Para garantir sua segurança em seu próprio apartamento, ele deve estar equipado com elementos de proteção.

Para esse fim, são utilizados RCDs (significa dispositivos de corrente residual) ou máquinas diferenciais.

Qual é a base da ativação do RCD?

O princípio de operação do RCD é baseado no método de medição. Na entrada e na saída, as leituras das correntes que fluem através do transformador são registradas.

Se a leitura da corrente de entrada for superior à saída, haverá um vazamento de corrente em algum lugar do circuito e o dispositivo de proteção será desativado. Se essas leituras forem iguais, o RCD não disparará.

Vamos explicar esse princípio com mais detalhes para um sistema de dois e quatro fios. Um RCD em uma rede monofásica não funciona quando correntes da mesma magnitude fluem através dos condutores de fase e neutro. Para uma rede trifásica, são necessárias as mesmas leituras de corrente no fio neutro e a soma das correntes que passam pelas veias da fase. Nas duas versões da rede, quando há uma diferença nos valores atuais, isso indica uma falha no isolamento. Isso significa que um vazamento de corrente passará por esse local e o dispositivo de corrente residual funcionará.

Depois disso, o RCD não poderá ser ligado até que o local do dano seja encontrado.

Vamos traduzir todo esse princípio teórico de operação de um RCD em um exemplo prático. Um dispositivo de corrente residual bipolar foi instalado no quadro de distribuição doméstico.Um cabo de entrada de dois núcleos (fase e zero) está conectado aos seus terminais superiores. Um zero com uma fase é conectado aos terminais inferiores, passando por algum tipo de carga, por exemplo, a uma tomada que alimenta uma caldeira de aquecimento de água.

O aterramento de proteção do corpo da caldeira é realizado com um fio que contorna o RCD.

Se a rede elétrica estiver no modo normal, o movimento dos elétrons é realizado ao longo do fio da fase do cabo de entrada para o elemento de aquecimento da caldeira através do RCD. Eles voltam ao chão novamente através do RCD, mas já ao longo do fio neutro.

As correntes que passam pelo dispositivo têm a mesma magnitude, mas sua direção é oposta (oposta).

Suponha uma situação em que o isolamento seja danificado no elemento de aquecimento. Agora a corrente através da água estará parcialmente no corpo da caldeira e depois entrará no solo através do fio de aterramento protetor. O restante da corrente retornará ao longo do fio neutro através do RCD, mas já será menor que o de entrada exatamente pela leitura de vazamento atual. Essa diferença é determinada pelo RCD e, se o valor for maior que a configuração de disparo, o dispositivo reagirá imediatamente a um circuito aberto.

O mesmo princípio de operação e operação de um RCD, se uma pessoa tocar em um condutor desencapado ou no corpo de um eletrodoméstico, no qual um potencial apareceu. Uma corrente de vazamento em tal situação ocorre através do corpo humano, o dispositivo detecta isso instantaneamente e interrompe o fornecimento de eletricidade ao desligar.

Lesões graves não se seguirão, porque o RCD responde quase que instantaneamente.

Desempenho estrutural

O design do RCD nos ajudará a descobrir como ele reage ao vazamento de corrente. As principais unidades de trabalho do RCD são:

• Transformador de corrente diferencial.
• O mecanismo pelo qual um circuito elétrico é interrompido.
• Relé eletromagnético.
• Nó de verificação.

Os enrolamentos opostos são conectados ao transformador - fase e zero. Quando a rede está operando no modo normal, esses condutores no núcleo do transformador contribuem para a indução de fluxos magnéticos, que têm direções opostas entre si. Devido à direção oposta, o fluxo magnético total é igual a zero.

O dispositivo e o princípio de operação do RCD são mostrados claramente no seguinte vídeo:

Um relé eletromagnético é conectado no enrolamento do transformador secundário, sob condições normais de operação, ele está em repouso. Ocorreu uma corrente de fuga e a imagem muda imediatamente. Agora, diferentes valores de corrente começam a passar pelos condutores de fase e neutro. Consequentemente, não haverá mais fluxos magnéticos iguais no núcleo do transformador (eles serão diferentes em magnitude e direção).

Uma corrente aparecerá no enrolamento secundário e, quando seu valor atingir o valor ajustado, um relé eletromagnético funcionará. Sua conexão é feita em conjunto com o mecanismo de liberação, ele reagirá instantaneamente e interromperá o circuito.

Uma resistência comum serve como uma unidade de teste (algum tipo de carga, cuja conexão é feita, ignorando o transformador). Com esse mecanismo, uma corrente de fuga é simulada e o estado operacional do dispositivo é verificado. Como esta verificação funciona?

Há um botão especial "TEST" no RCD. Seu principal objetivo é fornecer corrente do fio de fase para a resistência de teste e depois para o condutor neutro, ignorando o transformador. Devido à resistência, a corrente na entrada e na saída será diferente e o desequilíbrio criado acionará o mecanismo de desligamento. Se o RCD não foi desligado durante a verificação, você terá que abandonar sua instalação.

O design interno de diferentes fabricantes de RCD pode diferir, mas o princípio geral de operação permanece inalterado.

Todos os dispositivos diferem no princípio de operação. Eles são do tipo eletrônico e eletromecânico.Os RCDs eletrônicos são diferenciados por um circuito complexo, eles precisam de energia adicional para operação. Os dispositivos eletromecânicos não precisam de voltagem externa.

Como o RCD é indicado no diagrama?

Para RCDs conectados, existem dois símbolos geralmente aceitos nos diagramas.

Apesar da complexidade estrutural, tentamos tornar a designação do dispositivo o mais simples possível. Não há nada supérfluo, apenas os seguintes elementos:

1. Um transformador de corrente diferencial que é esquematicamente representado como um anel achatado.
2. Pólos (dois para uma rede monofásica, quatro para uma rede trifásica).
3. Interruptor atuando na quebra de contatos.

Além disso, são os polos que possuem dois tipos de designação:

• Às vezes, eles são desenhados em linhas verticais retas, dependendo do número (dois ou quatro).
• Em outros casos, por razões de compacidade, uma linha reta vertical é desenhada e o número de pólos é aplicado a ele na forma de pequenas linhas oblíquas.

Características básicas de desempenho dos RCDs

Para que o dispositivo funcione no momento certo, é necessário selecioná-lo corretamente de acordo com suas características de desempenho e conectá-lo.

• O parâmetro principal é o valor da corrente nominal. Essa é a corrente máxima que este dispositivo pode suportar durante um longo período de operação, mantendo-se em condições de trabalho e mantendo suas características de proteção. Você encontrará esse número no painel frontal do dispositivo, ele deve corresponder a uma das leituras na linha padrão - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Esse parâmetro RCD depende da carga da linha protegida e da seção transversal dos condutores.

O diagrama de conexão do RCD prevê a instalação conjunta deste dispositivo com disjuntores.

É importante lembrar disso, porque o RCD protege apenas contra vazamentos de corrente e a máquina reagirá à desconexão do circuito no modo de curto-circuito e sobrecarga.

O vídeo mostra se é possível conectar um RCD se não houver aterramento no apartamento:

De acordo com a corrente nominal, o RCD deve ser selecionado em uma ordem de magnitude superior ao dispositivo automático instalado com ele em um par.

• Outro parâmetro importante é a corrente residual nominal. Este é o valor necessário do vazamento atual para desativar o RCD. As correntes diferenciais também têm uma faixa padrão; os valores são normalizados em miliamperes - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Porém, no RCD, esse número é indicado em amperes - respectivamente 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. Você também encontrará esse parâmetro no gabinete do dispositivo.

Para proteger as pessoas no RCD, é necessário definir a corrente de fuga de 30 mA, porque valores maiores levarão a ferimentos, ferimentos elétricos e até a morte. Como o ambiente mais perigoso é considerado em salas úmidas, nos RCDs que os protegem, é selecionada uma configuração de 10 mA.

Esperamos que, ao entender o principal objetivo do RCD e o princípio de sua operação, você não negligencie esse importante elemento de proteção e torne sua vida segura.