Treść artykułu
- Rodzaje RCD
- Przewody neutralne i ochronne
- Dobór parametrów nominalnych
- Połączenie jednofazowe i trójfazowe
- Prawidłowe okablowanie
- Sprawdzanie i rozwiązywanie problemów
Fałszywe wyłączanie wyłączników różnicowoprądowych jest zwykle wynikiem błędów okablowania. Istnieje kilka rodzajów RCD o różnych zasadach działania i niewielkich różnicach w schemacie połączeń, które musisz znać, aby poprawnie zorganizować sieci energetyczne.
Rodzaje RCD
Obecne urządzenia zabezpieczające przed upływem, znane pod skrótami RCD, ADZ, VDT, RCBO, pełnią główną funkcję ochrony organizmów żywych przed urazami elektrycznymi, a także zapobiegają pasożytniczym stratom dielektrycznym, które mogą prowadzić do pożaru. Cała gama urządzeń opisanych w tym przeglądzie różni się zasadą działania, przeznaczeniem, czułością, rodzajem prądu w kontrolowanym obwodzie, zdolnością do wytrzymania obciążenia, a także szeregiem innych czynników. Aby mieć jasny i jasny obraz możliwości konkretnego urządzenia, należy zrozumieć specyfikę jego działania..
Zgodnie z mechanizmem działania RCD może być elektromechaniczne i elektroniczne. W pierwszym przypadku głównym elementem funkcjonalnym jest transformator różnicowy na rdzeniu pierścieniowym. Transformator ma dwa uzwojenia pierwotne, przez które przechodzi główne obciążenie, a także trzecie uzwojenie sterujące. Podczas normalnej pracy przez uzwojenia pierwotne przepływają przeciwnie skierowane prądy o równej wartości, dzięki czemu ich indukcja elektromagnetyczna jest wzajemnie kompensowana. Jeżeli w dowolnym miejscu obwodu podłączonego za wyłącznikiem RCD wystąpi wyciek, prądy w uzwojeniach pierwotnych tracą odpowiednio swoją równoważność, aw uzwojeniu wtórnym pojawia się pobudzenie. Gdy indukowany prąd przekroczy nastawioną wartość, wyzwalacz wyzwala, co powoduje przerwanie głównej grupy styków.
Zasada działania elektromechanicznego RCD
Elektroniczne RCD mają inną zasadę działania, ich praca opiera się na urządzeniach półprzewodnikowych. Pierwszym ogniwem układu elektronicznego jest dzielnik prądu, którego zadaniem jest zamiana obciążenia działającego na styki główne urządzenia na takie, które jest dopuszczalne podczas pracy elementów półprzewodnikowych. Proporcjonalny, ale mniejszy prąd płynie do komparatora (porównującego element półprzewodnikowy), który przy znacznej różnicy na wejściach generuje sygnał wyjściowy aktywujący urządzenie otwierające obwód główny.
Schemat elektronicznego RCD: A – komparator; K – przekaźnik; Т – przycisk „Test”; R – rezystor
Praktyczna różnica między RCD o działaniu elektronicznym i elektromechanicznym jest następująca:
- Elektromechaniczne wyłączniki różnicowoprądowe mogą fałszywie wyzwolić się przy elementach o wysokim obciążeniu reaktywnym i indukcyjnym. Innymi słowy, opóźnienie lub przesunięcie krzywej prądu w jednym uzwojeniu względem drugiego powoduje zakłócenia w obwodzie sterującym.
- Elektroniczne wyłączniki różnicowoprądowe nie mają wystarczająco wysokiej dokładności z powodu nominalnych błędów nieodłącznie związanych ze wszystkimi komponentami radioelektronicznymi. Na sprawność elektronicznych wyłączników RCD duży wpływ ma również wartość napięcia działającego w kontrolowanym obwodzie..
Po lewej: elektromechaniczny RCD. Po prawej: elektroniczny wyłącznik RCD
Zgodnie z jego przeznaczeniem zwykle klasyfikuje się RCD na urządzenia chroniące przed porażeniem elektrycznym i urządzenia chroniące przed niebezpiecznymi wyciekami prądu przez izolację. Oprócz niewielkich różnic w urządzeniu, urządzenia te mają po prostu różne wartości znamionowe prądów różnicowych, do których wyzwalany jest mechanizm ochronny.
Ochrona przeciwpożarowa RCD typu S (selektywna)
Obciążalność RCD wskazuje przede wszystkim przewodność elementów głównej grupy styków. Istnieją również różnice w:
- Masywny rdzeń magnetyczny zdolny do wytrzymywania nagrzewania przy wzajemnej kompensacji wpływów indukcyjnych.
- Klasa mocy elementów elektronicznych.
W kategorii innych funkcji RCD na uwagę zasługuje możliwość wyłączenia obwodu zasilającego w przypadku przekroczenia prądu. W rzeczywistości takie RCD, zwane wyłącznikami różnicowymi, łączą wyłącznik mocy i urządzenie chroniące przed upływem prądu..
Automat różnicowy
Przewody neutralne i ochronne
Ustaliliśmy zasady działania RCD, pozostaje tylko przeprowadzić korelację z istniejącymi obwodami zasilania AC. Większość incydentów związanych z niewłaściwym działaniem zabezpieczeń różnicowych jest spowodowana właśnie nieprawidłowym użyciem w różnych schematach zasilania..
Głównie obwody prądu przemiennego wyróżnia obecność i schemat połączeń przewodu neutralnego i ochronnego. W ten sposób można rozróżnić obwody zasilające z solidnie uziemionym i izolowanym punktem zerowym. W praktyce różnica polega na miejscu, w którym łączone są zerowe przewody ochronne i zerowe przewody ochronne. Aby RCD działał prawidłowo, wspólny punkt zerowy musi znajdować się zgodnie ze schematem wcześniej niż miejsce instalacji urządzenia.
Obwody sterowane wyłącznikiem różnicowoprądowym nie mogą powodować spadku części prądu do uziemienia, w przeciwnym razie gwarantowane są fałszywe wyzwolenia. Dlatego zabezpieczenie przed upływem jest wyposażone głównie w sieci z izolowanym punktem zerowym (IT i TT), to znaczy nie mają połączenia z ochronnym przewodem neutralnym na całej długości sieci za ASU. Ta sama kategoria obejmuje systemy z uziemionym punktem neutralnym TN-S i TN-C-S, chociaż instalacja w nich zabezpieczenia różnicowego wymaga dodatkowej uwagi..
Jednak wyłączniki różnicowoprądowe mogą nadal działać poprawnie w systemach TN-C. Ich połączenie odbywa się zgodnie ze schematem 3 lub 5-przewodowym, to znaczy przewód ochronny rozciąga się do jednostki dystrybucyjnej, aby połączyć się z zerem roboczym do miejsca, w którym znajduje się RCD. W tym przypadku ochrona przed prądem różnicowym jest ograniczona selektywnością: trudno jest zabezpieczyć całe grupy przewodów, urządzenia można instalować tylko na skrajnych odgałęzieniach, czyli bezpośrednio przed pantografami. Konkretny przykład – gniazda z wbudowaną ochroną przed wyciekiem.
Dobór parametrów nominalnych
Zakres i przeznaczenie RCD określają dwa kluczowe parametry: obciążalność i wielkość upływu, przy którym następuje przerwanie obwodu. Jeśli zabezpieczenie różnicowe ma na celu zmniejszenie nasilenia skutków urazu elektrycznego, jego ocena jest wybierana na podstawie dopuszczalnych wartości prądu działającego na organizm.
Pierwszy stopień urazu elektrycznego charakteryzuje się napadami bez utraty przytomności i nie powoduje nieodwracalnych uszkodzeń. Taka zmiana jest typowa, gdy przez organizm przepływają niewielkie prądy: około 10 mA dla dzieci i do 30 mA dla dorosłych. Dlatego RCD z ustawieniem nieszczelności o takich wartościach służy do ochrony głównych grup wyjść. W tym przypadku najbardziej czułe wyłączniki RCD są używane do gniazd znajdujących się w pobliżu podłogi, do których mają dostęp dzieci, a także do grup połączonych w obwód dwuprzewodowy. Gniazda do urządzeń gospodarstwa domowego z stykiem ochronnym są połączone przez RCD o czułości 30 mA. Aby zabezpieczyć się przed porażeniem elektrycznym, zwykle stosuje się urządzenia elektromechaniczne jako najbardziej niezawodne.
Główne cechy RCD
Ogólną ochronę przewodów energetycznych kabli przed upływem przez izolację zapewniają przeciwpożarowe wyłączniki różnicowoprądowe z nastawą prądu różnicowego 100, 200 lub 500 mA. Bardziej dokładna wartość jest określana przez charakterystykę produktu kablowego i długość linii. Im gorsze właściwości dielektryczne i większa długość, tym większa całkowita wartość przecieku. Duża pojemność własna kabla nie powoduje fałszywych alarmów, ponieważ gromadzeniu się ładunku towarzyszy proporcjonalna praca prądu w obu przewodach.
Obciążalność RCD jest ustawiana z marginesem bezpieczeństwa około 10–20%, w zależności od trybu pracy chronionej linii. Wybór oceny dokładnie według wartości prądu efektywnego jest obarczony przegrzaniem urządzenia, ale jeśli margines jest znacznie większy, możliwy jest spadek czułości. Z kolei dla wyłączników różnicowych maksymalne nastawienie prądu i charakterystyka wyzwalania mają kluczowe znaczenie i są określane przez wymagania dotyczące ochrony linii przed przeciążeniami..
Połączenie jednofazowe i trójfazowe
Najważniejszą zasadą podłączania różnicowych urządzeń zabezpieczających jest to, że wszystkie przewody, wzdłuż których porusza się ładunek elektryczny, muszą być do nich podłączone. W przypadku sieci jednofazowych stosuje się urządzenia dwubiegunowe: lewa grupa styków jest przeznaczona dla przewodu fazowego, prawa dla zera roboczego. Konwencjonalny kierunek przepływu prądu nie ma znaczenia dla elektromechanicznych wyłączników RCD, podczas gdy urządzenia elektroniczne wymagają podłączenia obciążenia wyłącznie od dołu z zasilaniem do górnych zacisków.
Schemat podłączenia trójfazowego RCD: 1 – automatyczne urządzenie wejściowe; 2 – licznik trójfazowy; 3 – czterobiegunowy wyłącznik RCD; 4 – automatyczne urządzenie do podłączenia obciążenia trójfazowego; 5 – automatyczne urządzenia dwufazowe
Połączenie trójfazowych wyłączników różnicowoprądowych również bezbłędnie zachodzi przy przewodzeniu zera roboczego przez urządzenie. Ostatecznie nawet silnik asynchroniczny ma trzy liniowe przewodniki, które nie mają ścisłego równoważenia obciążenia, więc są połączone w obwód „gwiazdy” przez balun. Jeśli w tym samym czasie sam silnik zostanie wyzerowany przez układ uziemienia ochronnego, gwarantuje się, że RCD nie będzie działać poprawnie..
Prawidłowe okablowanie
Większość wyłączników RCD należy do kategorii technologii modułowej do montażu na szynie DIN 35 mm. Wysokość modułu i rozmiar szyjki odpowiadają standardowym wymiarom, dzięki czemu nie ma problemów z umieszczeniem nawiewnika w zwykłych boksach rzędowych..
Jeśli chodzi o montaż okablowania panelu, istnieją subtelności. Podłączenie wejścia zerowego roboczego do wspólnej szyny lub modułu krzyżowego należy wykonać bezpośrednio po wyjściu z RCD jednym przewodem bez rozgałęzień. W takim przypadku do tej magistrali należy podłączyć tylko te linie, których ochrona jest kontrolowana przez urządzenie, z którego pobierane jest zero robocze. Zatem w panelu standardowym działa następujący schemat połączeń:
- Faza wejściowa i przewód neutralny z kabla wejściowego są podłączone bezpośrednio do zacisków RCD. Z drugiej strony zerowe robocze i fazy są usuwane, każdy przewodnik na osobnej szynie.
- Do wspólnej szyny zerowej podłączone są następujące elementy:
- neutralne przewody sieci oświetleniowej bezpośrednio;
- zerowe połączenie grupy RCD 1 przy 10 mA;
- zerowe połączenie grup RCD 2 przy 30 mA.
- Całe obciążenie jest podłączone do szyny fazowej, w tym RCD z grup 1 i 2.
Schemat podłączenia RCD: 1 – maszyna wprowadzająca; 2 – licznik; 3 – ogólne selektywne RCD; 4 – moduł krzyżowy; 5 – wyłączniki oświetlenia; 6 – wyłącznik automatyczny do ochrony RCD; 7 – RCD pierwszej grupy 10 mA; 8 – RCD drugiej grupy 30 mA; 9 – autobus zerowy; 10 – szyna uziemiająca
Ponieważ zerowy styk różnicowych urządzeń zabezpieczających znajduje się po prawej stronie, same urządzenia są umieszczane po prawej stronie rzędu, aby następnie rozprowadzić fazy do wyłączników za pomocą grzebienia. Po wyłącznikach RCD 1 i 2 grup instalowane są dodatkowe magistrale lub moduły krzyżowe, do których podłączone są wszystkie linie należące do odpowiedniej grupy ochronnej. Jeśli wyłącznik różnicowoprądowy lub wyłącznik różnicowo-prądowy jest zainstalowany w lokalnych skrzynkach grupowych, zawsze najpierw postępują zgodnie ze schematem. Wyjątkiem są linie świetlne, które zasilane są z zacisków wejściowych urządzeń ochronnych. Aby zmniejszyć rezystancję zestyków, przewody linkowe należy zacisnąć tulejkami. Kontrola momentu dokręcania dla urządzeń modułowych nie jest krytyczna, jednak wymagane jest ponowne dokręcenie styków 48–72 godzin po zakończeniu montażu.
Sprawdzanie i rozwiązywanie problemów
Zainstalowanie RCD w prawie każdym systemie zasilania pozwala dokładnie sprawdzić urządzenia i linie podłączone do sieci pod kątem problemów z izolacją i awarią obudowy. Aby to zrobić, starają się przesunąć RCD jak najbliżej wyłącznika wejściowego: obszar ochrony staje się tylko szerszy, podczas gdy punkt problemowy jest łatwo wykrywany przez sekwencyjne wyliczenie połączonych linii.
Fałszywe działanie RCD jest prawie zawsze konsekwencją jakiegokolwiek działania ludzkiego: dotknięcia korpusu urządzenia, podłączenia urządzenia do gniazdka, itp. Dlatego w większości przypadków miejsce wycieku można zlokalizować dość szybko. W przypadku wyzwolenia wstępnego RCD, który kontroluje kilka grup, linia o słabej izolacji jest określana przez sekwencyjne odłączanie grup gniazd i monitorowanie działania sieci elektrycznej. Wykryta sieć może przełączyć się na zasilanie z pominięciem RCD, ale tylko przy ponownym podłączeniu obu przewodów i tylko wtedy, gdy taka zmiana w obwodzie jest dopuszczalna z punktu widzenia bezpieczeństwa elektrycznego. W innych przypadkach wymagane jest albo zainstalowanie dyfuzora dla większej wartości prądu upływu, albo przywrócenie izolacji linii.
Okresowo musisz testować działanie mechanizmu. W tym celu każde urządzenie ma przycisk testowy, który zamyka jeden biegun wyjściowy z przeciwległym biegunem wejściowym poprzez rezystancję ograniczającą prąd. W ten sposób symulowany jest wyciek, którego wartość jest bliska progu zadziałania z dużą dokładnością. Brak reakcji na naciśnięcie przycisku testowego może służyć jako awaria urządzenia i zbyt niskie napięcie robocze.
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis