Što je RCD: uređaj, princip rada, postojeće vrste i označavanje RCD-a

Svaka električna mreža mora imati zaštitni uređaj, ali što je RCD i koji je princip njegovog djelovanja ne zna svatko. Objašnjenje kratice glasi – zaštitni uređaj za isključivanje.

Ovaj električni niskonaponski aparat namijenjen je za isključivanje zaštićenog dijela kruga pri stvaranju diferencijalne struje koja premašuje nazivnu vrijednost za taj uređaj.

U našem članku pokušat ćemo detaljno analizirati uređaj i princip rada RCD-a, razmotriti postojeće varijante i shvatiti koje informacije sadrži oznaka zaštitnih uređaja za isključivanje.

Namjena zaštitnog uređaja

Struktura petlje uzemljenja RCD-a je PE-vodič neutralnih vodljivih kućišta ili dijelova električnih mehanizama s otporom ne većim od 4 ohma.

Pri pojavi struje curenja navedeni elementi opreme mogu biti pod naponom, što predstavlja opasnost za život ljudi i životinja pri dodiru s njima, kao i za imovinu u cjelini.

Spasiti od električnih ozljeda – zadaća je zaštitnih aparata. Pri otkrivanju struje curenja oni isključuju napon.

Najveća opasnost leži u tome što su takvi prekidi u krugu nevidljivi i u rijetkim slučajevima osjetljivi, kada se dodirom uređaja može osjetiti lagani udar struje.

Glavni uzrok ove pojave je oštećenje izolacijskog sloja ožičenja. Nekontrolirani procesi mogu nanijeti veliku štetu, stoga zaštitna oprema postaje sve popularnija u kućnim uvjetima.

Utjecaj vodljivih mreža na ljudski organizam može imati tragične posljedice. Ovaj problem je riješen pomoću kontrolno-mjernih uređaja RCD-a, koji pripadaju zaštitnom segmentu. Osnovni zahtjevi za montažu i korištenje opisani su u IEC 60364.

Primjena RCD-a najviše je raširena u jednofaznim mrežama s izmjeničnom strujom i uzemljenjem neutralne linije, te s naponskim vrijednostima do 1 kW u formatu kućnog napajanja.

Konstruktivna izvedba RCD-a

Dodatne značajke zaštitnog mehanizma pomoći će Vam razumjeti princip rada UZO, točnije reproduciranu reakciju uređaja na struju curenja.

Ključne radne komponente uključuju:

• transformatorski diferencijalni senzor;
• startni mehanizam — mehanizam koji prekida neispravno funkcionirajući električni krug;
• elektromagnetski relej;
• kontrolna jedinica.

Na senzor su spojeni suprotni namoti – faza i nula. U normalnom radu mreže, ti poluvodički elementi stvaraju u jezgri magnetske tokove suprotnog smjera jedan prema drugeme. Zbog toga je magnetski tok jedanak nuli.

Transformator se sastoji od zatvorene čelične jezgre na koju su postavljene dvije zavojnice: primarna – spojena na izvor izmjenične struje, sekundarna – spojena na opterećenje. Za koliko puta transformator povećava napon izmjenične struje, za toliko se puta smanjuje jakost struje.

Na sekundarni namot, namotan na magnetsku jezgru transformatora, spojen je relej elektromagnetskog tipa. Ako su u mreži ispunjeni standardni uvjeti rada, on nije aktiviran.

Kada dođe do curenja struje, cijeli rad se dramatično mijenja. Fazni i neutralni vodiči počinju propuštati različite iznose struje. Sada će vrijednost i smjer magnetskih tokova na jezgri transformatora također imati različite parametre.

U sekundarnim zavojima pojavljuje se struja i kada dosegne zadane vrijednosti, dolazi do aktiviranja elektromagnetskog releja. On je spojen u paru s mehanizmom za isključivanje. Ova kombiancija u pravom trenutku reagira i isključuje električnu mrežu.

Prema zahtjevima zaštite od požara, kontrolne provjere uređaja diferencijalne zaštite provode se redovito, najmanje jednom mjesečno. Za to na uređaju postoji posebna tipka „TEST“.

Provjerni čvor predstavljen je mehanizmom otpora – određeno opterećenje spojeno mimo diferencijalnog senzora. Ovaj element simulira curenje struje i na taj se način provjerava ispravnost uređaja. Više o metodama provjere govorili smo u ovom članku.

Načelo rada UZO sastoji se u sljedećem: dovod struje s fazne linije na kontrolni otpor, a nakon toga – na neutralni vodič, zaobilazeći senzor.

Na taj se način stvaraju uvjeti različitih vrijednosti struje na ulazu i izlazu uređaja. Taj bi disbalans trebao dovesti do pokretanja sklopa za isključivanje.

Ovisno o proizvođačima, shematska izvedba uređaja može se razlikovati, ali načelo koje se koristi u radu UZO bit će identično za sve modele.

Princip djelovanja zaštitnog mehanizma

Razmotrite zašto je potrebno koristiti RCD. Rad zaštitnog uređaja temelji se na mjernoj metodi.

Bilježe se ulazni i izlazni parametri struja koje prolaze kroz transformator. Ako je prva vrijednost veća od druge, to znači da u električnom krugu dolazi do curenja struje i uređaj aktivira isključenje. Ako su parametri identični, uređaj ne reagira.

U dvovodičnom sustavu diferencijalni uređaj ne reagira ako kroz fazne i neutralne vodiče prolazi struja jednake jakosti. Ako postoji razlika u tim veličinama, to znači da je u mreži došlo do proboja izolacije i zaštitni mehanizam će isključiti oštećeni dio.

Radi boljeg razumijevanja, razmotrite kako će RCD raditi u kućnoj razvodnoj ploči s dvopolnim sustavom.

Na gornje stezaljke spojen je ulazni dvožilni kabel (faza i nula). Na donje stezaljke spojene su faza i nula koje vode do tereta, na primjer do utičnice za napajanje bojlera ili električnog kuhala. Zaštitno uzemljenje uređaja izvodit će se kabelom, zaobilazeći RCD.

U standardnom radnom režimu, kretanje elektrona odvija se po faznoj liniji od ulaznog kabela do električnog grijača bojlera/kuhala, prolazeći kroz diferencijalni zaštitni uređaj. Natrag se vraćaju na zemlju opet kroz RCD, ali po neutralnoj liniji.

Ako čovjek dotakne kućište električnog uređaja na kojem se zbog proboja pojavio potencijal, u toj situaciji će struja curiti kroz tijelo čovjeka, na što uređaj praktički trenutno reagira, isključujući sustav napajanja.

Na primjer, u grijaćem elementu uređaja oštećena je izolacija. Tako će kroz vodu koja se nalazi unutar, struja djelomično provoditi kroz kućište, a zatim odlaziti u zemlju posredstvom ožičenja zaštitnog uređaja.

Preostale struje vratit će se neutralnom linijom kroz RCD. Međutim, njezina jakost bit će manja za iznos curenja u usporedbi s ulaznom.

Razliku pokazatelja izračunava diferencijalni transformator. Ako je broj veći od dopuštenog, uređaj trenutno reagira i prekida krug.

U drugom našem članku naveli smo preporuke za odabir i pravilno povezivanje RCD-a za bojler.

Opravdanost korištenja RCD-a

Razmotrite zašto je potrebno koristiti RCD i od kojih negativnih čimbenika utjecaja uređaj pruža zaštitu.

Prije svega – kratki spoj faze na kućište električne opreme. Uglavnom se problematičnim dijelovima smatraju grijaći elementi grijača i perilica rublja. Vrijedi napomenuti da se proboj javlja samo u slučaju kada se toplinski element zagrijava pod djelovanjem struje.

Također kod neispravnog spajanja žica. Na primjer, ako se koriste spojevi bez razvodne kutije koji se kasnije ugrađuju u zid i prekrivaju slojem žbuke. Budući da površina ima povećanu vlažnost, taj spoj će biti proboj koji uzrokuje curenje u zid.

Diferencijalni zaštitni mehanizam će u tom slučaju stalno isključivati napajanje dok se dio potpuno ne osuši ili dok se spojni čvor ne prepravi.

Automatska zaštita učinkovito se koristi u kućanstvu: u električnim skupinama za kupaonicu, kuhinju i utičnice s velikim brojem priključenih uređaja. Idealan je slučaj kada su takvi uređaji instalirani na svakoj skupini utičnica.

Područje primjene općih uređaja prilično je raznoliko – od javnih zgrada do velikih poduzeća. Njima se opremaju elektrotehničke konstrukcije i sheme namijenjene za prijem i raspodjelu: razvodne ploče u stambenim zgradama, sustavi opskrbe strujom za individualnu potrošnju itd. Glavno je pritom pravilno odabrati UZO po snazi.

Vrste uređaja i njihova klasifikacija

Proizvođači svoje proizvode opremaju različitim mogućnostima koje je potrebno uzeti u obzir pri određivanju potrebne vrste UZO-a, polazeći od specifičnih uvjeta rada električne mreže.

Kako bi obični potrošač mogao odabrati potreban uređaj za zaštitno isključivanje među mnoštvom ponuđenih modela, stvoren je klasifikacijski sustav temeljen na sljedećim karakteristikama:

• princip djelovanja;
• vrsta diferencijalne struje;
• vremensko kašnjenje isključivanja diferencijalne struje;
• broj polova;
• način ugradnje.

U nastavku ćemo detaljnije razmotriti svaku od ovih klasifikacija.

Klasifikacija #1 – prema načinu uključivanja

Postoje samo dva načina uključivanja – elektromehanički i elektronički. U prvom slučaju automat će isklučiti napajanje na oštećenom vodu neovisno o mrežnom naponu. Glavni radni element je toroidalna jezgra s namotima.

Pri nastanku curenja, u sekundarnom krugu stvara se napon za aktiviranje polarizacijskog releja, što dovodi do aktivacije mehanizma za isključivanje.

Za uređaje elektromehaničkog tipa nije potreban vanjski napon. Izvor za njihovo aktiviranje je diferencijalna struja na oštećenom vodu.

Funkcioniranje uređaja s elektroničkom unutrašnjosti u potpunosti ovisi o dodatnom naponu, tj. potrebno je vanjsko napajanje. Radni element je elektronička ploča s pojačalom.

Unutar takvog mehanizma nema dodatnih izvora za akumuliranje energije, stoga se za rad sklopa koristi električna energija iz vanjske mreže, a ako nema napona, uređaj neće prekinuti strujni krug.

Određivanje tipa uređaja: na stezaljke prstaste baterije «AA» zalemiti dvije žice. Uključiti UZO i spojiti na ulaz zaštitnog bloka, a sljedeću na izlaz. Vodove priključiti na jedan pol. Ako se uređaj isključi – to znači da se radi o elektromehaničkom tipu, ako ne – elektroničkom.

Primjer rada elektroničkog UZO-a, instaliranog na vod s utičnicom, iz koje se napaja mikrovalna pećnica: došlo je do prekida nulte faze, uz to, u istom razdoblju nastaje kvar električne instalacije mikrovalne pećnice i dolazi do kratkog spoja faze na kućište, tj. na njemu se pojavljuje opasan potencijal.

Ako se dotakne pećnice, elektronički tip zaštite neće biti aktiviran, jer nema napojne mreže. Upravo zbog nepouzdanosti u usporedbi s elektromehaničkim analogom ovaj je uređaj dobio manju rasprostranjenost.

Klasifikacija #2 – prema vrsti struje curenja

Svi modeli proizvedenih sigurnosnih automata dodatno se dijele prema struji opterećenja koja prolazi kroz uređaj. Oni obrađuju napon zadanog formata oscilacija.

Na kućištu svih uređaja i u tehničkom listu upisuje se nazivna vrijednost radnog napona. Ovaj parametar mora odgovarati rasponu nazivne struje elektrotehnike.

Tip AC će se aktivirati pri trenutačnom nastanku izmjeničnog napona curenja u nadziranom krugu ili pri njegovom valovitom porastu. Ovi se uređaji označavaju natpisom «AC» ili simbolom «~».

Najprikladniji oblik za kućnu uporabu – UZO-AC. Model je najjeftiniji od uređaja sličnog djelovanja. U tehničkom listu elektrotehnike proizvođači često navode konkretan model zaštitnog automata prikladnog za ovaj proizvod.

Tip A reagira pri trenutačnom stvaranju izmjenične ili pulsirajuće probojne struje u kontroliranom krugu, ili pri njihovom sporom porastu.

Takav se mehanizam može koristiti u svim prikazanim situacijama. Na kućištu automata nanesena je kratica «A» ili simbol, kao na grafičkom prikazu u pravokutniku. .

Najčešće se A-tip spaja na krug u kojem se provodi regulacija opterećenja odsjecanjem vrha sinusoide, npr. podešavanje brzine vrtnje motora tiristorskim pretvaračem.

Cijena modela A je višestruko veća u usporedbi s AC, jer se ovdje dodatno provodi nadzor istosmjernog napona koji nastaje u energetskoj pretvaračkoj tehnici.

UZO podvrste B učinkoviti su za reprodukciju reakcije u podređenom električnom krugu istosmjerne, izmjenične ili pretvorene (ispravljene) struje curenja.

Ovo je skupa oprema namijenjena za industrijske objekte. U kućanskim uvjetima se ne koristi.

Prikazani zaštitni uređaji tipa A, B i AC predviđeni su za vrijeme aktivacije od 0,02-0,03 s.

Klasifikacija #3 – prema vrsti vremenske odgode

Ova klasifikacija pretpostavlja razliku po dvije vrste: S i G. Automatsku zaštitu tipa S možemo okarakterizirati reakcijom selektivnog formata. Vremenska odgoda djelovanja odgovara rasponu od 0,15-0,5 s. Preporučljivo je odabrati ga u slučaju grupnog spajanja RCD uređaja.

Shema stambenog razvodnog ormarića s dvije grupe opterećenja, gdje su spojena dva različita tipa zaštitnih uređaja: AC ili A, i S

Prema shemi, u ormariću su smještene dvije grupe opterećenja u obliku utičnica br.1 i br.2, na koje je spojen RCD tipa A, a na ulazu u prostoriju drugi prekidač – S.

Ako dođe do proboja u jednom snopu, ulazni uređaj će se aktivirati samo kada kolektivni uređaj ne izvrši svoju funkciju i ne isključi neispravni dio.

Selektivnost aktiviranja prekida kruga može se izvesti drugom metodom – pomoću postavki struje curenja. Ova metoda je najviše rasprostranjena.

Shema stambenog razvodnog ormarića s dvije grupe opterećenja, gdje su spojena dva različita tipa zaštitnih uređaja: AC s postavkom proboja, i drugi A, ali s većom vrijednošću.

Uzmimo sličnu shemu prethodnoj i izmijenimo je na sljedeći način: grupni prekidač odabiremo tipa AC, ali s postavkom diferencijalne struje od 0,03 A, a na ulazu će biti sličan uređaj samo od 0,1 A.

Postoje situacije kada diferencijalna struja u krugu kvara premašuje nazivne postavke dva zaštitna uređaja. Za prvu shemu selektivnost neće biti narušena, a u drugoj – struja isključenja može aktivirati bilo koji od spojenih uređaja.

Uređaj faktora oblika G također je predstavljen selektivnim principom djelovanja i ima vremensku odgodu od 0,06-0,08 s. Svi opisani selektivni tipovi predviđeni su za izlaganje ekstremnim strujama – do 15 kA.

Neki modeli RCD uređaja imaju sustav regulacije postavke diferencijala, drugi nemaju tu mogućnost. Međutim, za kućanske svrhe, druga je verzija prikladna.

Struja isključenja važan je parametar odabira, jer se upravo time osigurava sigurnost.

Na primjer, u prostorijama s povećanom vlagom, napajanje električnih uređaja provodi se s priključkom uređaja za isključenje s postavkom od 0,01 A. Za standardne kućanske uvjete – 0,03 A.

Za organizaciju protupožarne sigurnosti zgrada – 0,1-0,3 A. Preporučujemo upoznati se sa savjetima o odabiru protupožarnog RCD uređaja i nijansama njegove montaže.

Klasifikacija #4 – prema broju polova

Budući da automatski uređaj radi na principu uspoređivanja jakosti struje koja prolazi kroz njega, broj polova automatskog osigurača bit će istovjetan broju vodljivih linija.

Dvopolna RCD označava se kao 2P. Uključuje se u jednofaznu shemu radi zaštite osoba i sprječavanja mogućih uzroka požara.

Oznaka četveropolnih RCD-a je 4P. Dizajnirani su za rad u mreži s tri faze. Također je moguća kombinacija ugradnje, na primjer, uređaj s četiri pola uvodi se u dvožilnu mrežu.

Međutim, pritom se neće ostvariti cijeli potencijal uređaja, što je ekonomski nepovoljno.

Prilikom ugradnje zaštitnog automatskog osigurača valja uzeti u obzir mogućnost da struja opterećenja može premašiti maksimalne radne vrijednosti uređaja. Stoga se dodatno ugrađuje automatski prekidač s nazivnim naponom koji nije veći od radne struje sigurnosnog sustava.

Klasifikacija #5 – prema načinu ugradnje uređaja

Budući da se diferencijalni zaštitni uređaji izrađuju u različitim kućištima, mogu se koristiti kao stacionarni ili prijenosni.

U drugom slučaju uređaj je opremljen produžnim kabelom. Uređaji koji se fiksiraju na din-šinu montiraju se u električni ormar, koji se nalazi ili u hodniku ili u stanu.

Također postoje izvedbe poput RCD-utičnice i RCD-utikača. I u prvom i u drugom slučaju svaki električni uređaj spojen putem takvog mehanizma, u slučaju kvara, ne predstavlja opasnost za osobe.

Potpuno objašnjenje oznaka

Na kućištu uređaja obavezno je prisutan naziv tvrtke proizvođača. Zatim slijedi standardizirana oznaka s oznakom serijskog broja.

Za dekodiranje kratice koristit ćemo ovaj primjer [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – uređaj zaštitnog isključenja;
• [X] – format izvedbe;
• 00 – digitalne ili alfanumeričke oznake serije;
• [X] – broj polova: 2 ili 4;
• [XX] – karakteristike prema vrsti struje curenja: AC, A i B.

Također će ovdje biti označeni i nazivni parametri uređaja na koje prilikom odabira treba obratiti posebnu pozornost.

Dekodiranje kratice: 1 – brend; 2 – tip uređaja; 3 – selektivna vrsta; 4 – usklađenost s europskim standardima; 5 – nazivna radna struja i postavka; 6 – maksimalni izmjenični radni napon; 7 – nazivna struja koju uređaj može izdržati; 8 – diferencijalna uključna i isključna sposobnost; 9 – električna shema; 10 – ručna provjera ispravnosti; 11 – oznaka položaja prekidača

Maksimalni parametri za koje su uređaji projektirani uključuju: napon Un, struju In, diferencijalnu vrijednost struje otvaranja kruga IΔn, sposobnost uključivanja i isključivanja Im, sklopnu sposobnost pri kratkim spojevima Icn.

Osnovne oznake moraju biti postavljene tako da ostanu vidljive nakon ugradnje uređaja. Neki parametri mogu biti naneseni sa strane ili na stražnjoj ploči, vidljivi samo prije montaže proizvoda.

Izlazi namijenjeni isključivo za spajanje neutralnog vodiča označavaju se latinskim simbolom «N». Na isključeni način rada RCD-a upućuje simbol «O» (krug), a na uključeni — kratka okomita crta «I».

Nisu na svaki proizvod naneseni optimalni temperaturni pokazatelji okoline. Kod onih modela gdje postoji simbol — to znači da je raspon radnog režima od -25 do +40 °C, ako nema nikakvih oznaka — podrazumijevaju se standardne vrijednosti od -5 do +40 °C.

Zaključci i koristan video na temu

Video materijal s detaljnim pregledom svih sastavnih elemenata zaštitnih mehanizama, njihove namjene i principa međusobnog djelovanja:

Opis svih vrsta zaštitnih automata, kao i savjeti kako pravilno odabrati:

Odgovor na vječno pitanje, na čemu zaustaviti svoj izbor – na diferencijalnom automatu ili na RCD-u + tajne montaže:

Primjena RCD-a je povoljno i ispravno rješenje ne samo s ekonomske strane, već i sa stajališta protupožarne sigurnosti i zaštite čovjeka.

Preporučuje se maksimalno iskoristiti njegov potencijal u kućanskim uvjetima, instalirajući ga na sve skupine elektrotehnike kako bi se osigurala potpuna izolacija od djelovanja električne struje.

Imate li još pitanja o principu rada ili klasifikaciji uređaja za zaštitno isključivanje? Ili želite dopuniti izloženi materijal korisnim informacijama? Napišite, molimo, svoja pojašnjenja u bloku komentara, postavite pitanja – stručnjaci i kompetentni posjetitelji naše web stranice potrudit će vam što detaljnije odgovoriti.