RCD:n toimintaperiaate

Lyhenne RCD luotiin ilmaisusta "Jäljellä oleva virtalaite", joka määrittelee laitteen tarkoituksen, joka koostuu jännitteen poistamisesta siihen kytketystä piiristä vahingossa tapahtuvien eristysvikojen ja vuotovirtojen muodostumisen yhteydessä niiden läpi.

Toimintaperiaate

RCD:n toiminnassa käytetään periaatetta, jossa verrataan piirin ohjattuun osaan tulevia virtoja ja sieltä lähteviä virtoja differentiaalimuuntajan perusteella, joka muuntaa kunkin vektorin ensisijaiset arvot toisioarvoiksi, jotka ovat tiukasti verrannollisia kulmaan ja suuntaan. geometriseen kokoamiseen.

Vertailutapa voidaan esittää yksinkertaisella taseella tai taseella.

Kun tasapaino säilyy, kaikki toimii normaalisti, ja kun se häiriintyy, koko järjestelmän laatutila muuttuu.

Yksivaiheisessa piirissä vertaillaan mittauselementtiä lähestyvää vaihevirtavektoria ja siitä lähtevää nollaa. Normaalissa käytössä luotettavalla kiinteällä eristyksellä ne ovat tasa-arvoisia ja tasapainottavat toisiaan.Kun piirissä tapahtuu vika ja ilmaantuu vuotovirta, niin tarkasteltujen vektorien välinen tasapaino häiriintyy sen arvolla, joka mitataan yhdellä muuntajan käämeistä ja lähetetään logiikkalohkoon.

Kolmivaihepiirin virtojen vertailu suoritetaan samalla periaatteella, vain kolmen vaiheen virrat kulkevat differentiaalimuuntajan läpi ja niiden vertailun perusteella syntyy epätasapaino. Normaalikäytössä kolmen vaiheen virrat tasapainotetaan geometrisesti summattuina, ja eristysvikojen sattuessa kussakin vaiheessa siihen syntyy vuotovirta. Sen arvo määritetään summaamalla muuntajan vektorit.

Rakennekaavio

Vikavirtalaitteen yksinkertaistettu toiminta voidaan esittää lohkokaaviona.

Mittauslaitteen virtojen epätasapaino on suunnattu logiikkaosaan, joka toimii releperiaatteella:

1. sähkömekaaninen;

2. tai sähköisesti.

On tärkeää ymmärtää näiden kahden välinen ero. Elektroniset järjestelmät kukoistavat ja ovat tulossa yhä suositummiksi monista syistä. Niillä on laaja toiminnallisuus, erinomaiset ominaisuudet, mutta ne vaativat sähkövirtaa logiikka- ja toimeenpanoelementin käyttämiseen, jonka tarjoaa erityinen lohko, joka on kytketty päävirtapiiriin. Jos sähkö sammuu eri syistä, tällainen RCD ei yleensä toimi. Poikkeuksena ovat harvinaiset tällä toiminnolla varustetut elektroniset mallit.

Sähkömekaaniset releet käyttävät ladatun jousen mekaanista energiaa, joka pohjimmiltaan näyttää tavalliselta hiirenloukuna. Jotta rele toimisi, käytettävän toimilaitteen mekaaninen vähimmäisvoima riittää.

Kun hiiri koskettaa valmistetun hiiriloukun viehettä, differentiaalimuuntajan epätasapainon tapauksessa esiintynyt vuotovirta saa taajuusmuuttajan aktivoitumaan ja katkaisemaan jännitteen piiristä. Tätä varten releessä on sisäänrakennetut tehokoskettimet jokaisessa vaiheessa ja kosketin testerin valmistelua varten.

Jokaisella reletyypillä on tiettyjä etuja ja haittoja. Sähkömekaaniset suunnittelut ovat toimineet luotettavasti vuosikymmeniä ja osoittautuneet hyvin. Ne eivät vaadi ulkoista virtalähdettä ja elektroniset mallit ovat täysin riippuvaisia ​​siitä.

Nykyään on yleisesti hyväksyttyä, että tehokkain suojaus sähköiskua vastaan ​​1000 V:n sähköasennuksissa on vuotovirran vikavirtasuoja (RCD).

Vastustamatta tämän suojatoimenpiteen merkitystä, useimmat asiantuntijat ovat kiistelleet useiden vuosien ajan RCD:n pääparametrien arvoista - asennusvirta, vasteaika ja luotettavuus. Tämä selittyy sillä, että RCD:n parametrit ovat kapeat suhteessa sen hintaan ja työoloihin.

Itse asiassa, mitä pienempi asetusvirta ja lyhyempi vasteaika, sitä korkeampi on RCD: n luotettavuus, sitä kalliimpi sen hinta.

Lisäksi mitä pienempi on asetusvirta ja mitä lyhyempi RCD:n toiminta-aika, sitä tiukemmat vaatimukset suoja-alueen eristämiselle, koska jopa pienikin käyttöolosuhteiden heikkeneminen voi johtaa toistuviin ja joissakin tapauksissa pitkiin, sähköasennuksen väärät sammutukset, jotka tekevät normaalin työn mahdottomaksi.

Toisaalta mitä suurempi vikavirtasuojan asetusvirta ja mitä pidempi vasteaika, sitä huonommat sen suojaominaisuudet.

RCD-suunnittelu

Yksivaiheisen RCD:n asettelu näkyy alla olevassa kuvassa.

Siinä jännite syötetään tuloliittimiin ja ohjattu piiri on kytketty lähtöliittimiin.

Kolmivaiheinen vikavirtasuoja on valmistettu samalla tavalla, mutta siinä havaitaan kaikkien vaiheiden virrat.

Kuvassa on nelijohtiminen vikavirtasuojakytkin, vaikka kolmijohtiminen malli on kaupallisesti saatavilla.

Kuinka tarkistaa RCD

Toiminnallinen todentaminen on sisäänrakennettu jokaiseen suunnittelumalliin. Tätä varten käytetään «Tester»-lohkoa, joka on avoin kosketin-jousipainike itsesäätämistä varten ja virtaa rajoittava vastus R. Sen arvo valitaan luomaan vähimmäisvirta, joka simuloi keinotekoisesti vuotoa.

Kun «Test»-painiketta painetaan, toimintoon liittyvä RCD on kytkettävä pois päältä. Jos näin ei tapahdu, se on hylättävä, tarkistettava vaurioiden varalta ja korjattava tai vaihdettava käyttökelpoiseksi. Vikavirtalaitteen (RCD) testaus kuukausittain lisää sen toiminnan luotettavuutta.

Muuten, sähkömekaanisten ja yksittäisten elektronisten rakenteiden käyttökunto on helppo tarkistaa myymälässä ennen ostoa. Tätä tarkoitusta varten riittää, kun rele kytketään päälle, että akusta syötetään hetkeksi virtaa vaihe- tai nollapiiriin millä tahansa liitännän napaisuudella vaihtoehtojen 1 ja 2 mukaisesti.

Toimiva vikavirtasuojakytkin sähkömekaanisella releellä toimii ja useimmissa tapauksissa elektronisia tuotteita ei voida tarkistaa. He tarvitsevat voimaa, jotta logiikka toimisi.

Kuinka kytkeä RCD kuormaan

Vikavirtalaitteet on tarkoitettu käytettäväksi syöttöpiireissä, joissa käytetään TN-S- tai TN-C-S-järjestelmää, jossa on kytketty suojanolla oleva PE-väylä johdotukseen, johon kaikkien sähkölaitteiden kotelot on kytketty.

Tässä tilanteessa, jos eristys rikkoutuu, rungossa oleva potentiaali siirtyy välittömästi PE-johtimen kautta maahan ja vertailija laskee vian.

Normaalissa tehotilassa RCD ei katkaise kuormaa, joten kaikki sähkölaitteet toimivat optimaalisesti. Kunkin vaiheen virta indusoi muuntajan magneettipiirissä oman magneettivuonsa F. Koska ne ovat suuruudeltaan samansuuruisia, mutta suunnaltaan vastakkaisia, ne kumoavat toisensa. Yhteistä magneettivuoa ei ole, eikä se voi aiheuttaa EMF:ää relekelaan.

Vuodon sattuessa vaarallinen potentiaali virtaa maahan PE-väylän kautta. Releen kelassa EMF indusoituu magneettivuon (vaihe- ja nollavirrat) epätasapainosta.

Vikavirtalaite laskee tällä tavalla välittömästi vian ja katkaisee sekunnin murto-osassa piirin tehokoskettimilla.

Sähkömekaanisella releellä varustetun RCD:n ominaisuudet

Varautuneen jousen mekaanisen energian käyttäminen voi joissain tapauksissa olla edullisempaa kuin erikoislohkon käyttö logiikkapiirin virransyöttöön. Tarkastellaan tätä esimerkillä, kun syöttöverkon nolla on katkennut ja vaihe tapahtuu.

Tällaisessa tilanteessa staattiset elektroniset releet eivät saa virtaa eivätkä siksi voi toimia. Samanaikaisesti tässä tilanteessa kolmivaiheisessa järjestelmässä on vaihe-epätasapaino ja jännitteen nousu.

Jos eristysvika tapahtuu heikentyneessä paikassa, potentiaali ilmestyy koteloon ja poistuu PE-johtimen kautta.

Sähkömekaanisella suojareleellä varustetuissa vikavirtasuojakytkimissä ne toimivat normaalisti ladatun jousen energiasta.

Kuinka RCD toimii kaksijohtimisessa piirissä

TN-S-järjestelmän mukaisesti valmistettujen sähkölaitteiden vuotovirroilta suojauksen kiistattomat edut vikavirtasuojakytkimiä käyttämällä ovat johtaneet niiden suosioon ja yksittäisten asunnonomistajien haluun asentaa RCD:t kaksijohtimeen, jota ei ole varustettu PE-johdin.

Tässä tilanteessa sähkölaitteen kotelo on eristetty maasta, se ei ole yhteydessä siihen. Jos eristysvika tapahtuu, vaihepotentiaali näkyy kotelossa sen sijaan, että se tyhjenee siitä. Henkilö, joka on kosketuksissa maahan ja koskettaa vahingossa laitetta, vaikuttaa vuotovirtaan samalla tavalla kuin tilanteessa, jossa ei ole vikavirtasuojaa.

Kuitenkin piirissä, jossa ei ole vikavirtalaitetta, virta voi kulkea kehon läpi pitkän aikaa. Kun RCD on asennettu, se havaitsee vian ja katkaisee jännitteen asennuksen aikana sekunnin murto-osissa, mikä vähentää virran vahingollinen vaikutus ja sähkövamman aste.

Tällä tavoin suojaus helpottaa ihmisen pelastusta, kun sähköä kytketään TN-C-järjestelmällä varustetuissa rakennuksissa.

Monet kodin käsityöläiset yrittävät asentaa RCD:n itse vanhoihin taloihin, jotka odottavat jälleenrakennusta siirtyäkseen TN-C-S-järjestelmään. Samanaikaisesti parhaassa tapauksessa he suorittavat itse tehdyn maasilmukan tai yhdistävät yksinkertaisesti sähkölaitteiden laatikot vesiverkkoon, lämmitysakkuihin ja perustuksen rautaosiin.

Tällaiset liitännät voivat aiheuttaa kriittisiä tilanteita toimintahäiriöiden yhteydessä ja aiheuttaa vakavia vahinkoja. Maasilmukan luontityö tulee tehdä tehokkaasti ja sähkömittauksin ohjattua. Siksi ne suorittavat koulutetut asiantuntijat.

Asennustyypit

Useimmat RCD:t on valmistettu kiinteästi asennettaviksi yleiseen Din-väyläasennusta varten. Myynnistä löytyy kuitenkin kannettavia rakenteita, jotka on kytketty tavalliseen pistorasiaan, ja suojattu laite saa lisävirtaa niistä. Ne maksavat vähän enemmän.