RCD (urządzenie różnicowoprądowe) ma na celu zapobieganie niebezpiecznym wpływom prądu elektrycznego na ludzi i zwierzęta podczas dotykania przewodzących prąd i innych części urządzeń i instalacji elektrycznych, które są pod napięciem. Kolejną ważną funkcją urządzenia jest zapobieganie pożarom w przypadku pojawienia się prądów upływowych do ziemi. Działanie ochronne przejawia się w odłączeniu zasilania sieciowego w następujących sytuacjach:
- zwarcie obudowy urządzenia elektrycznego pod napięciem przez korpus do ziemi;
- kontakt elementów przewodzących prąd z uziemionymi, nieprzewodzącymi prąd częściami instalacji elektrycznych w wyniku uszkodzenia izolacji;
- zmiana przewodu uziemiającego (PE) i neutralnego (N) w obwodzie elektrycznym.
RCD chroni również sieci przed przepięciami. Aby to zrobić, nieliniowa rezystancja jest podłączona do przewodu neutralnego na wejściu urządzenia i fazy na wyjściu. Prąd różnicowy przepływa przez niego, gdy napięcie wzrasta powyżej 270 V, po czym RCD wyłącza się.
Urządzenia ochronne różnią się rodzajem i zasadą działania. Jednym z najbardziej praktycznych jest selektywny RCD, który zapewnia celowe odłączanie grup obciążeń. Jego cechą jestzaniżona charakterystyka prędkości pracy (typ S lub G). Jest instalowany bliżej źródła, ma różnicowy prąd wyzwalania 100 lub 300 mA i gwarantuje, że następny konwencjonalny wyłącznik RCD przed odbiornikiem zadziała jako pierwszy.
Zatem nowoczesne zabezpieczenie sieci elektroenergetycznej opiera się na identyfikacji usterek i odłączaniu poszczególnych sekcji od systemów pracujących w normalnych trybach.
Jak działa RCD?
RCD jest również nazywany wyłącznikiem różnicowoprądowym. Cel pozostaje ten sam: wyłączenie obwodu w przypadku wystąpienia upływu prądu. Głównym elementem urządzenia jest transformator toroidalny z kilkoma zwojami przewodów neutralnego i fazowego połączonych w przeciwnych kierunkach. Wynikowe pole magnetyczne podczas normalnej pracy urządzenia pozostaje równe zeru. Wyciek do ziemi zaburza równowagę, w uzwojeniu wtórnym powstaje napięcie, po osiągnięciu określonej wartości obwód elektryczny jest wyłączany za pomocą mechanizmów rozruchowych i wykonawczych.
RCD wymaga szyny uziemiającej PE. W przeciwnym razie, gdy na korpusie urządzenia elektrycznego pojawi się potencjał z powodu uszkodzonej izolacji, nie ma upływu prądu, a po dotknięciu go i uziemionych części metalowych (grzejnik, rury wodne) można doznać zauważalnego porażenia prądem. W takim przypadku urządzenie ochronne będzie działać, ale będzie lepiej, jeśli pochodzi z wycieku do ziemi.
Aby zapewnić niezawodne działanie urządzenia ochronnego, należy wykonać uziemienie. Podczas pracy zgodnie z tym schematem RCD przerwie obwód jeszcze przeddotykanie metalowej obudowy sprzętu lub sprzętu AGD.
Rodzaje RCD
Wyłączniki RCD są klasyfikowane zgodnie z ich funkcjami:
- AC - reakcja na nagle pojawiający się lub stopniowo narastający przemienny prąd upływowy.
- A - dodatkowo wyzwala stały pulsujący prąd różnicowy, który może pojawić się nieoczekiwanie lub stopniowo narastać.
- B - reakcja na stałe i zmienne pulsujące prądy upływowe.
- S - selektywny RCD z dodatkowym opóźnieniem czasowym do wyłączenia.
- G - podobny do S, ale z mniejszym opóźnieniem.
Który RCD wybrać?
Prąd tętniący w warunkach domowych pochodzi z pralek, ściemniaczy oświetlenia, telewizorów, komputerów, elektronarzędzi i innych urządzeń z zasilaczami impulsowymi. Brak transformatorów izolujących w urządzeniach ze sterowaniem tyrystorowym znacznie zwiększał prawdopodobieństwo upływu prądu pulsującego stałego lub przemiennego. Dlatego jeśli wcześniej wystarczyło ustawić typ AC, teraz potrzebny jest typ A lub B.
Gdzie zainstalować RCD?
- Publicznie dostępne miejsca w budynkach, w których nie ma zwiększonego ryzyka porażenia prądem.
- W obwodach elektrycznych z możliwym ryzykiem porażenia prądem (pomieszczenia o nadmiernej wilgotności, grupy gniazdek, sprzęt AGD itp.).
- Na głównym wejściu w celu ochrony przed niebezpieczeństwem pożaru. Zwykle jest tutaj instalowany selektywny RCD.
- W rozdzielnicach kondygnacyjnych, w panelach mieszkaniowych, w pojedynczych domach.
- Bpromieniowe układy zasilania: ogólnie selektywne RCD i oddzielne dla linii odgałęzionych, z doborem parametrów gwarantujących pracę selektywną.
- Przy zamkniętych stopniach ochrony, na przykład 10 i 30 mA, 30 i 40 mA itd., selektywność prądowa RCD jest mało prawdopodobna ze względu na dużą szybkość odpowiedzi. Dla wskazanych wartości jest on dostępny, jeśli wybierzesz selektywny wyłącznik RCD o wartości 100 mA, aby nadal występowało opóźnienie.
- Ze względu na starzenie się izolacji nie zawsze następuje stopniowy wzrost prądów upływowych.
- Przy natychmiastowym wzroście prądu upływu spowodowanego przebiciem izolacji, każdy konwencjonalny wyłącznik RCD połączony szeregowo w obwodzie może się wyzwolić. Dzieje się tak z powodu szybkiego i znacznego przekroczenia ustawień jednocześnie na kilku etapach ochrony.
Konieczność użycia selektywnych wyłączników RCD
Selektywny wyłącznik RCD spełnia swoją funkcję ochrony przeciwpożarowej, jeśli stosujesz modyfikacje z opóźnieniem czasowym - S lub G. Podlegają one zwiększonym wymaganiom dotyczącym odporności na zwarcie, zdolności przełączania, odporności dynamicznej i termicznej itp.
Zazwyczaj na wejściu głównym instalowany jest selektywny wyłącznik przeciwpożarowy RCD o wysokim prądzie upływowym.
RCD nie powinien być używany w obwodach, których nie wolno nagle wyłączać, ponieważ może to prowadzić do sytuacji awaryjnych (alarm pożarowy lub włamaniowy, zagrożenie dla personelu itp.).
Oprócz wyłączników RCD wyłączniki muszą mieć selektywność prądową. Powinien być pierwszydziałać bliżej obszaru przeciążenia lub zwarcia. W takim przypadku wyłączniki działają zanim prąd zwarciowy osiągnie wartość graniczną. Jest to konieczne, aby zapobiec przeciążeniu sekcji połączonych szeregowo, ponieważ prąd przepływa przez styki ich urządzeń ochronnych.
Rodzaje selektywnych RCD
W przypadku selektywnego wyłącznika RCD ważne jest, aby wstrzymać działanie, aby umożliwić działanie urządzenia typu ogólnego znajdującego się poniżej schematu. W takim przypadku urządzenie z opóźnionym wyłączeniem przepuszcza przez siebie prąd upływowy i nie działa. Interwał opóźnienia dla modeli może się różnić. Dla produktów oznaczonych S jest to 0,15-0,5 s, np. RCD 63a 100mA jest selektywny, z możliwością regulacji opóźnienia. Wybór będzie najlepszy, jeśli zostaną zainstalowane na wejściu kabla zasilającego mieszkania. Niektóre modele zagraniczne mają jeszcze większe opóźnienia czasowe. Przeznaczone są do wyłączania obwodu w przypadku zagrożenia pożarowego. Im dłużej ochrona jest wyłączona, tym większe prawdopodobieństwo zapalenia izolacji.
Przy oznaczeniu G urządzenie odpala w ciągu 0,06-0,08 s. Urządzenie jest wystarczająco szybkie, aby reagować na problemy z siecią. Powinien być zainstalowany poniżej selektywnego RCD typu S. Dzięki dwustopniowemu zabezpieczeniu można go zainstalować na głównym wejściu, ponieważ prędkość podłączonego poniżej RCD jest nadal wyższa.
Jeżeli w sieci jest kilka grup obciążeń, przed każdą z nich podłącza się oddzielne urządzenie ochronne, a do wejścia podłączane jest selektywneRCD ochrony przeciwpożarowej. Następnie, jeśli jedna z linii ulegnie awarii, tylko ona zostanie wyłączona, a reszta pozostanie podłączona. Przy podobnym schemacie okablowania łatwiej jest wykryć awarię. Jeśli konwencjonalny RCD ulegnie awarii lub nie zareaguje na problemy z obwodem, selektywny RCD (300 mA lub 100 mA) wyłączy i wyłączy całą sieć.
Aby zapewnić selektywność, wymagane są następujące ustawienia przyrządu:
- ustawić czas zadziałania selektywnego RCD, jeśli przewiduje taką możliwość;
- ustaw wymagane parametry wyzwalania w zależności od wielkości prądu upływu.
Charakterystyka wyzwalania selektywnych wyłączników RCD musi być co najmniej 3 razy większa od pozostałych. Tylko w takim przypadku gwarantujemy, że urządzenie będzie działać.
Parametry RCD
Dwa parametry czasowe RCD są zdefiniowane przez rosyjskie standardy:
- czas zerwania - czas od pojawienia się zerwania prądu upływu ∆i do momentu wygaszenia łuku;
- Limit czasu zerwania dla urządzenia typu S - odstęp czasu między początkiem ∆i a otwarciem styków.
Ostatni parametr określa selektywność RCD. Jego wartość graniczna wynosi 0,5 s. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że dla ochrony osób otwarcie powinno nastąpić w ciągu 10-30 ms, aby zapobiec zapłonowi izolacji - do 500 ms. Selektywny wyłącznik RCD typu S jest szeroko stosowany tam, gdzie konieczne jest wykluczenie fałszywych alarmów spod wpływu zakłóceń lub przepięć.
Zgodnie z szybkością odłączania sieci RCDsą oddzielone w następujący sposób:
- ogólne zastosowanie - bez opóźnień;
- typ G - 10-40ms;
- Typ S - 40-500ms.
Prądy upływowe zawsze występują w obwodach elektrycznych. W sumie nie powinny przekraczać 1/3 nominalnej ∆i urządzenia. Uważa się, że dla 1 A obciążenia występuje 0,4 mA prądu upływowego konsumenta, a dla 1 m długości przewodu fazowego - 10 μA. Urządzenie ochronne jest regulowane zgodnie z całkowitym naturalnym prądem upływowym. W przeciwnym razie mogą wystąpić częste fałszywe alarmy. W takim przypadku należy pamiętać, że urządzenie o ∆i=100 mA nie będzie już chroniło osoby przed porażeniem prądem.
Podczas projektowania sieci elektrycznych nie można określić typu RCD, dopóki nie będą tego wymagać eksperci. Ale musisz wcześniej uzasadnić swój wybór. Ważne jest, aby prąd znamionowy urządzenia był wyższy niż oczekiwany prąd obciążenia. Ponadto RCD jest instalowany tylko we wspólnej parze z wyłącznikiem. Zamiast dwóch urządzeń można zainstalować jedną maszynę różnicową. Będzie to tańsze, ale powinieneś wybrać odpowiednie parametry.
RCD chroni w sieciach dwuprzewodowych, w których nie ma przewodu ochronnego. Ale działa tylko po dotknięciu niebezpiecznego miejsca.
Który wyłącznik RCD wybrać?
Selektywny wyłącznik RCD 63A, 300mA jest zwykle instalowany na wejściu jako ochrona przeciwpożarowa.
Wiele korzysta z konwencjonalnych modeli ogólnych z urządzeniami zabezpieczającymi 30mA zainstalowanymi w domu. Tutaj ze względu na dużą różnicę realizowana jest funkcja „częściowej” selektywnościprądy robocze. Oszczędza to pieniądze na różnicy w cenie. Ponadto konwencjonalny RCD zapewnia większe bezpieczeństwo dzięki szybszej reakcji podczas wychwytywania prądów upływowych. Różnica w zachowaniu urządzeń polega na tym, że selektywne urządzenie nie zadziała jako pierwsze przy prądzie różnicowym równym lub większym niż 300 mA. Taka sytuacja jest już niezwykła i nie ma mowy o tym, czy iść do centrali, która może znajdować się na słupie ulicznym. Przy tak dużym prądzie zwykły RCD prawdopodobnie zadziała, jeśli na linii zdarzy się wypadek. Tu i tak będzie jasne, gdzie szukać usterki.
Dzięki temu przeciwpożarowy wyłącznik różnicowoprądowy może być instalowany zarówno selektywnie, jak i konwencjonalnie.
Producenci RCD
Grupa Legrand jest światowej sławy producentem systemów elektrycznych budynków. Czołowe pozycje zapewnia najwyższa kultura produkcji oraz duże inwestycje w tworzenie nowych produktów elektrycznych. Dla Rosji grupa dostarcza całą gamę sprzętu elektrycznego, od gniazdek i przełączników po najbardziej złożone systemy sterowania.
Selektywny wyłącznik RCD firmy Legrand jest typu elektronicznego i elektromechanicznego (wskazany na panelu przednim). W zależności od wersji montowany jest z boku lub pod wyłącznikami. Regulowany czas opóźnienia (0-1, 3 s) i czułość. W połączeniu z karabinami maszynowymi są używane jako bardzo czułe lub podstawowe urządzenia ochronne.
Ceny RCD pozostają wysokie, podobnie jak w przypadku innych marek.
W ABB wyłączniki RCD są najpełniej reprezentowane przez serię F 200 – od 16 A do 125 A. W przypadku sieci domowej wyłącznik RCD 63 A, 100 mA jest wystarczający. W przypadku prądów upływowych dla urządzeń gospodarstwa domowego zwykle stosuje się urządzenie 30 mA. Jako zabezpieczenie przeciwpożarowe na wejściu prywatnego domu stosuje się selektywny czterobiegunowy wyłącznik RCD ABB (63A, 300mA) do sieci trójfazowej, jako jeden z najbardziej niezawodnych. Nie ustępuje jakością produktom marki Legrand. W mieszkaniu z wejściem jednofazowym będzie urządzenie dwubiegunowe. Zdjęcie poniżej przedstawia selektywny wyłącznik RCD ABB 63A, 300mA.
Maksymalny prąd, jaki urządzenie może wytrzymać, wynosi od 3 do 10 kA (wskazane na panelu przednim). Jest to prąd krótkotrwały, niedziałający. RCD może zatrzymać się, dopóki maszyna nie odłączy obwodu.
Firma jest jedną z wiodących, ale ceny są bardzo wysokie. Konsumenci często preferują modele abb, ponieważ najważniejsze jest bezpieczeństwo. Dostępny jest blok różnicowy ABB DDA200 AP-R typu A i AC. Ma opóźnienie zadziałania 10 ms, chociaż nie jest to selektywny wyłącznik RCD firmy ABB. Jego charakterystyka wyzwalania znajduje się pomiędzy selektywnymi i konwencjonalnymi wyłącznikami RCD. Urządzenie ma zwiększoną odporność na fałszywe alarmy w porównaniu z urządzeniami ogólnego przeznaczenia.
Odsetek odrzutów dla selektywnych wyłączników RCD firmy ABB, jak również dla innych produktów, wynosi tylko 2%, dzięki czemu praktycznie nie występują żadne problemy w działaniu. Urządzenia elektromechaniczne są znacznie bardziej niezawodne niż elektroniczne i mają zalety we wszystkim, ponieważwyjątek cenowy. RCD z elektronicznym siłownikiem już zaczynają się pojawiać, nie gorsze pod względem niezawodności od mechanicznego.
Na rynku można znaleźć produkty, które są o połowę tańsze, a jakość nie ustępuje ABB. Firma produkuje również serię FH 200, która ma nieco niższą cenę, ale znacznie przegrywa jakość w stosunku do produktów F 200. W szczególności nie posiada tak niezawodnych styków mocujących przewody, które szybko zaczynają zwisać, co wpływa na jakość praca.
Jeśli kupujesz selektywny wyłącznik RCD firmy ABB, to tylko w wyspecjalizowanych sklepach, a nie w wątpliwych miejscach. Podróbka jest niebezpieczna, ponieważ nie jest w stanie odpowiednio chronić osoby. Sprzęt modułowy, który obejmuje również wyłączniki RCD, przywiązuje dużą wagę do samodziurkujących ze względu na wysoki koszt.
Krajowa grupa firm IEK produkuje około 7000 pozycji produktów, które spełniają międzynarodowe standardy i zapewniają niezawodne działanie sieci energetycznych.
Wyłączniki RCD podlegają wysokim wymaganiom. Z jednej strony muszą działać niezawodnie, chroniąc ludzi przed porażeniem prądem elektrycznym i okablowanie przed ryzykiem zapłonu. Ale jednocześnie urządzenia zainstalowane na różnych etapach obwodów elektrycznych muszą działać selektywnie, wyłączając poszczególne sekcje. Warunki te, podobnie jak GOST 51326.1, odpowiadają selektywnemu RCD IEK typu VD1 63S.
Grupa produktów jest reprezentowana przez prądy znamionowe 25-80A, a prądy resztkowe to 100mA i 300mA. Produkty są tańsze niż te znanych marek i są szerokostosowany jako wstępny aparat gaśniczy. Jednocześnie selektywność ochrony zapewniają wysokie prądy wyłączania i opóźnienia czasowe odłączania obwodów.
Wybór urządzeń ochronnych
Gdy energia elektryczna jest zużywana w prosty sposób, przez obwód przepływa prąd sinusoidalny. Wyciek będzie miał podobny kształt i można tu zastosować urządzenia typu AC.
W nowoczesnych urządzeniach gospodarstwa domowego coraz częściej stosuje się obwody sterujące z odcięciem fazy. Urządzenie typu AC nie zareaguje na nie, a tutaj lepiej jest użyć RCD typu A, który reaguje również na prąd sinusoidalny. Urządzenia mogą być używane razem np. typ AC nadaje się do oświetlenia żarówkami, a typ A nadaje się do gniazd, do których można podłączyć urządzenia z regulacją impulsów. Ale jeśli musisz zmienić oświetlenie na żarówki energooszczędne przy sterowaniu jasnością przez odcięcie fazy będziesz musiał również wymienić urządzenie typu AC na A. W przeciwnym razie nie będzie działać.
Aby rozdzielić działanie według poziomów obwodów elektrycznych, konieczne jest użycie selektywnych urządzeń. Typ S jest zainstalowany na wejściu głównym, G na drugim poziomie, a następnie urządzenia bezzwłoczne.
RCD jest wybierany o jeden stopień wyżej w prądzie znamionowym niż wyłącznik podłączony razem z nim, który może działać przez długi czas, gdy obciążenie zostanie przekroczone. Jeśli na wejściu znajduje się maszyna 50 A, odpowiedni będzie selektywny RCD 63A.
Zgodnie z wymaganiami norm, nominalne wartości napięć są podane na przednich panelach przyrządów, atakże prąd ciągły i wyłączający ∆i. Jeśli istnieje oznaczenie sinusoidy, to jest to typ AC. Obecność dwóch dodatnich półcykli pod nim oznacza typ A. Selektywne wyłączniki RCD są oznaczone literami S i G. Znamionowy prąd zwarciowy jest podany w ramce. Urządzenie musi wytrzymać jego wzrost do maksimum, dopóki maszyna się nie wyłączy. Zwykle prąd nie ma czasu na osiągnięcie wartości granicznej. RCD wcześniej odłącza obwód z defektem, aż przewód się nagrzeje i izolacja nie zapali się.
Wniosek
W domowych sieciach elektrycznych stosuje się selektywność prądową i czasową. Aby to zrobić, urządzenia ochronne są instalowane szeregowo zgodnie ze schematem drzewa, gdzie jeden przełącznik jest wspólny. Podstawą zasady działania jest skrócenie czasu przepływu prądu przez korpus przy bezpośrednim lub pośrednim kontakcie z elementami instalacji elektrycznych pod napięciem. RCD selektywny jest instalowany przy wejściu i pełni funkcję przeciwpożarową.
