Wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) jest przeznaczony do otwierania sieci elektrycznej w przypadku prądów upływowych. Prądy te (nazywane są również różnicowymi) pojawiają się głównie w wyniku naruszenia izolacji elementów sieci elektrycznej. Ponieważ przepływają one tylko przez przewód fazowy, a ich wartości mogą być dość małe (rezystancja izolacji niekoniecznie od razu spada do zera, zwłaszcza jeśli dzieje się to z powodu jej starzenia), to w tym przypadku zabezpieczenie prądowe zainstalowane w układzie nie działa. Instalacja RCD umożliwia ochronę użytkowników przed możliwością porażenia prądem z powodu naruszenia izolacji urządzeń elektrycznych.
Zasada działania
Zasada działania RCD opiera się na zastosowaniu przekładnika, który ma dwa indukcyjnie sprzężone uzwojenia. Jeden z nich jest połączony szeregowo z zerem, a drugi z przewodem fazowym. W normalnych warunkach pracy sieci elektrycznej strumienie magnetyczne wywołane przez te prądy są wzajemnie kompensowane, ponieważ ich wartości są sobie równe.
W przypadku prądu upływu strumień magnetyczny generowany przez prąd przewodu fazowego przekracza wartość strumienia magnetycznego w przewodzie neutralnym. W rezultacie wydawane jest polecenie uruchomienia przekaźnika, który otwiera obwód elektryczny.
Projektując i instalując automatyczną ochronę, należy wziąć pod uwagę cechy sieci elektrycznej obiektu. Jeśli konieczne jest podłączenie RCD w mieszkaniu, z reguły jest on instalowany na panelu wejściowym w pobliżu licznika energii elektrycznej.
Aby prawidłowo podłączyć RCD, konieczne jest zrozumienie cech konstrukcyjnych i zasady działania tych urządzeń.
Zgodnie z zasadą działania istnieją dwa rodzaje RCD:
- elektromechaniczny;
- elektroniczny.
Do działania pierwszego z nich nie ma potrzeby zasilania obwodów sterowniczych tego urządzenia, innymi słowy jakość działania takich urządzeń nie zależy od obecności napięcia w sieci. To znacznie zwiększa ich niezawodność w stosunku do modeli elektronicznych. Przykładem elektronicznego RCD jest ABB RCD F202 AC-80/0.03, a elektromechaniczny RCD to ABB FH202 AC-40/0.03.
Dodatkowo w zależności od ilości faz sieci, w której ma być zainstalowane to urządzenie, może być wykonane w wersji dwubiegunowej (np. ABB FH202 2P) lub czterobiegunowej (ABB FH204 4P). Najpopularniejszym obecnie schematem połączeń RCD jest instalacja urządzenia dwubiegunowego w sieci jednofazowej. Z kolei czterobiegunowy RCD może być stosowany w sieci trójfazowej z izolowanym lub solidnie uziemionym punktem zerowym, a także w sieci jednofazowej.
Ogólny schemat połączeń RCD
Aby odpowiedzieć na pytanie, jak prawidłowo podłączyć RCD, należy uważnie przeczytać najpopularniejsze schematy połączeń dla tych urządzeń.
Zrozumienie ogólnych zasad instalacji automatyki ochronnej i kryteriów wyboru jej parametrów pomoże ci prawidłowo wybrać i zainstalować RCD o niezbędnych parametrach w panelu elektrycznym.
Aby zapewnić niezawodne działanie RCD, należy go podłączyć do sieci elektrycznej za licznikiem przez wyłącznik automatyczny. Wymóg ten tłumaczy się tym, że w przypadku prądów udarowych zwarć RCD nie zapewnia terminowego działania swoich styków zrywających. Tak więc wynikiem takich sytuacji awaryjnych może być nie tylko awaria RCD, ale także zniszczenie elementów sieci elektrycznej, a nawet pożar.Przy wyborze wyłącznika należy wziąć pod uwagę, że wartość jego prądu znamionowego nie może być wyższa niż prąd znamionowy RCD.
Podłączenie RCD można wykonać według schematu zaprojektowanego w taki sposób, aby zapewnić jego odpowiedź na prąd upływu płynący w dowolnym z elementów chronionej sieci elektrycznej. Aby to zrobić, takie urządzenie jest podłączone bezpośrednio za miernikiem i głównym wyłącznikiem na panelu wejściowym. W ten sposób uzyskuje się jednoczesną ochronę wszystkich odbiorców odbierających energię za pośrednictwem tej maszyny. Jednak ta metoda instalacji ma istotną wadę - nie zapewnia selektywności automatycznej ochrony, czyli jej możliwości wyłączenia tylko tych elementów sieci, w których wystąpiły sytuacje awaryjne.
W celu zapewnienia wymaganej selektywności systemu ochrony konieczne jest zasilanie kilku oddzielnych urządzeń, które są podłączane po wyłączniki,ustanowiony w celu ochrony niektórych grup konsumentów.
W ten sposób możemy wyróżnić dwie podstawowe zasady budowy obwodu ochronnego za pomocą RCD.
- Schemat jednopoziomowy. Oznacza to odłączenie wszystkich odbiorców od sieci w przypadku wystąpienia prądu upływowego w którymkolwiek z jej elementów. Schemat ten jest stosowany w małych sieciach elektrycznych o ograniczonej liczbie odbiorców o małej mocy. Zaletą tej metody jest możliwość prostego obliczenia wartości niezbędnych elementów, a także łatwość montażu w panelu elektrycznym i konserwacji tych urządzeń. Aby to zrealizować, wystarczy umieścić tylko jeden RCD w panelu elektrycznym za licznikiem i maszyną ogólną.
- Schemat warstwowy. Prawidłowy dobór elementów takiego automatycznego schematu ochrony jest zauważalnie bardziej skomplikowany niż w poprzednim przypadku. Parametry RCD dla każdej grupy odbiorców są określane na podstawie ich całkowitej mocy. Podczas instalowania tych urządzeń należy zwrócić uwagę na to, aby podłączenie przewodu neutralnego odbywało się w przecięciu przewodu prowadzącego do chronionej grupy odbiorców. Jeśli weźmiemy do tych celów na przykład wspólne zero bezpośrednio po liczniku, RCD wyłączy się po przyłożeniu napięcia do sieci. W przeciwnym razie parametry ochrony dobierane są z uwzględnieniem prądu znamionowego wyłączników, a także ich lokalizacji w strukturze drzewa. RCD o niższym prądzie znamionowym należy umieścić za podobnym urządzeniem o większej wartości tego parametru.
W zasadzie wybór wymaganej oceny urządzeń zabezpieczających nie jest tak trudny. Przestrzeganie powyższych zasad pomoże Ci samodzielnie obliczyć niezbędne parametry, a także poprawnie zainstalować wszystkie niezbędne urządzenia automatyki zabezpieczającej.
Podczas podłączania przewodów do styków znajdujących się na obudowie RCD ważne jest, aby nie pomylić zacisków fazowych i neutralnych. Odpowiednie oznaczenia znajdują się na samym urządzeniu. Jeśli chodzi o instalację przewodów, lepiej jeszcze raz upewnić się, że na przewodzie podłączonym do zerowego styku RCD nie ma fazy. Błąd połączenia może spowodować awarię urządzenia po przyłożeniu do niego napięcia.
W większości budynków mieszkalnych okablowanie elektryczne jest reprezentowane tylko przez dwa przewody: zerowy i fazowy. Jego konstrukcja nie przewiduje obecności przewodu uziemiającego w osłonie licznika energii elektrycznej. Stwarza to liczne trudności z podłączeniem nowoczesnych urządzeń gospodarstwa domowego, które muszą być bezbłędnie uziemione.
Jednak w oparciu o podstawową zasadę ochrony taki schemat połączenia RCD nie zmniejsza jego właściwości ochronnych, ponieważ w przypadku wycieku nadal istnieje różnica wartości prądów w przewodzie neutralnym i fazowym (o sposób, licznik elektryczny „nie zauważa” prądu upływu, który jest aktywnie wykorzystywany przez pozbawionych skrupułów konsumentów do nieautoryzowanego podłączenia urządzeń elektrycznych). Inna sprawa, że jeśli korpus instalacji elektrycznej nie ma kontaktu z ziemią, to nie ma obwodu, przez który mógłby płynąć prąd upływu.Powstaje sytuacja, w której droga przepływu tego prądu powstaje dopiero po dotknięciu przez człowieka korpusu takiego urządzenia (jeżeli samo ciało człowieka ma kontakt z podłożem).
Wykorzystanie automatów różnicowych
Aby połączyć funkcje RCD i wyłącznika w jednym urządzeniu, można zamiast nich umieścić maszyna różnicowa.
Zasada działania jest taka sama jak tych urządzeń, po prostu wszystkie ich elementy są połączone w jednej obudowie. To połączone urządzenie może reagować zarówno na prąd zwarciowy, jak i prąd upływowy. Niewątpliwą zaletą takiego sprzętu jest jego kompaktowość i łatwość montażu w tablicy liczników elektrycznych. Dzięki temu całkiem możliwe jest przeprowadzenie prac nad samodzielnym montażem obwodu ochronnego za pomocą difavtomatov.
Ponieważ jednak maszyny te mają bardziej złożoną konstrukcję wewnętrzną, awaria któregokolwiek z ich elementów pociągnie za sobą kosztowną wymianę całego urządzenia. Dlatego w celu ochrony sieci zaleca się instalowanie wyłączników produkowanych przez sprawdzonych producentów sprzętu elektrycznego, takich jak ABB czy Schneider Electric.
Dopiero po szczegółowym zbadaniu charakterystyk urządzeń ochronnych i parametrów odbiorców sieci elektrycznej, a także jasnym zrozumieniu, jak prawidłowo podłączyć RCD, możesz mieć pewność, że nieprzygotowana osoba będzie w stanie samodzielnie wybrać i zainstalować automatyczne urządzenia zabezpieczające.
