Princippet om drift af RCD

Forkortelsen RCD blev skabt ud fra udtrykket "Residual current device", som definerer formålet med enheden, som består i at fjerne spænding fra kredsløbet forbundet til det i tilfælde af utilsigtede isolationsfejl og dannelse af lækstrømme gennem dem.

Driftsprincip

Driften af ​​RCD'en bruger princippet om at sammenligne strømmene, der kommer ind i den kontrollerede del af kredsløbet, og strømmene, der forlader den baseret på en differentialtransformator, der konverterer de primære værdier af hver vektor til sekundære værdier strengt proportionale i vinkel og retning til geometrisk samling.

Sammenligningsmetoden kan repræsenteres af en simpel balance eller balance.

Når balancen opretholdes, så fungerer alt normalt, og når det bliver forstyrret, ændres kvalitetstilstanden i hele systemet.

I et enkeltfaset kredsløb sammenlignes fasestrømvektoren, der nærmer sig måleelementet, og nulpunktet, der forlader det. Under normal drift med pålidelig integreret isolering er de ens og balancerer hinanden.Når der opstår en fejl i kredsløbet, og der opstår en lækstrøm, forstyrres balancen mellem de betragtede vektorer af dens værdi, som måles af en af ​​transformatorens viklinger og overføres til den logiske blok.

Sammenligningen af ​​strømme i et trefaset kredsløb udføres efter samme princip, kun strømme fra de tre faser passerer gennem en differentialtransformator, og der skabes en ubalance baseret på deres sammenligning. Ved normal drift er strømmene i de tre faser afbalanceret i geometrisk summering, og i tilfælde af isolationsfejl i hver fase opstår der en lækstrøm i den. Dens værdi bestemmes ved at summere vektorerne i transformeren.

Strukturdiagram

Den forenklede drift af en fejlstrømsenhed kan repræsenteres af blokke i et blokdiagram.

Ubalancen af ​​strømmene fra måleanordningen er rettet til den logiske del, som fungerer efter relæprincippet:

1. elektromekanisk;

2. eller elektronisk.

Det er vigtigt at forstå forskellen mellem de to. Elektroniske systemer blomstrer nu og bliver mere og mere populære af mange årsager. De har bred funktionalitet, store muligheder, men kræver elektrisk strøm til at betjene det logiske og udøvende element, som leveres af en speciel blok, der er forbundet til hovedkredsløbet. Hvis elektriciteten går ud af forskellige årsager, vil en sådan RCD som regel ikke fungere. Undtagelsen er sjældne elektroniske modeller udstyret med denne funktion.

Elektromekaniske relæer bruger den mekaniske energi fra en ladet fjeder, som i bund og grund ligner en almindelig musefælde. For at relæet kan fungere, er en minimal mekanisk kraft tilstrækkelig på den aktiverede aktuator.

Når musen rører lokket på den forberedte musefælde, får lækstrømmen, som er opstået i tilfælde af ubalance i differentialtransformatoren, drevet til at aktivere og afbryde spændingen fra kredsløbet. Til dette har relæet indbyggede strømkontakter i hver fase og en kontakt til klargøring af testeren.

Hver type relæ har visse fordele og ulemper. Elektromekaniske designs har fungeret pålideligt i mange årtier og har vist sig godt. De kræver ikke en ekstern strømforsyning, og elektroniske modeller er helt afhængige af det.

Det er nu almindeligt accepteret, at den mest effektive foranstaltning til beskyttelse mod elektrisk stød i elektriske installationer op til 1000 V er en fejlstrømsenhed (RCD) for lækstrømmen.

Uden at modsætte sig vigtigheden af ​​denne beskyttelsesforanstaltning har de fleste eksperter diskuteret i mange år om værdierne af RCD'ens hovedparametre - installationsstrøm, responstid og pålidelighed. Dette forklares af det faktum, at parametrene for RCD'en er snævert relateret til dets pris og arbejdsforhold.

Faktisk, jo lavere indstillingsstrøm og jo kortere responstid, jo højere pålidelighed af RCD, jo dyrere er prisen.

Desuden, jo mindre indstillingsstrømmen og jo kortere driftstiden for RCD'en er, jo strengere er kravene til isolering af det beskyttede område, da selv en lille forringelse af driftsforholdene kan føre til hyppige, og i nogle tilfælde og langvarige, falske nedlukninger af den elektriske installation, som umuliggør normalt arbejde.

På den anden side, jo højere RCD-indstillingsstrømmen og jo længere responstid, jo dårligere er dens beskyttende egenskaber.

RCD design

Layoutet af en enfaset RCD er vist på billedet nedenfor.

I den påføres spændingen til indgangsterminalerne, og et kontrolleret kredsløb er forbundet til udgangsterminalerne.

Den trefasede reststrømsenhed er lavet på samme måde, men i den observeres strømmene i alle faser.

Den viste figur viser en fire-leder RCD, selvom en tre-leder design er kommercielt tilgængelig.

Sådan kontrolleres fejlstrømsafbryderen

Funktionel verifikation er indbygget i hvert designmønster. Til dette bruges «Tester»-blokken, som er en åben kontaktfjederknap til selvjustering og en strømbegrænsende modstand R. Dens værdi er valgt for at skabe en minimum tilstrækkelig strøm, der kunstigt simulerer lækage.

Når der trykkes på «Test»-knappen, skal den fejlstrømsafbryder, der er knyttet til operationen, slukkes. Hvis dette ikke sker, skal det afvises, kontrolleres for skader og repareres eller udskiftes med funktionsdygtighed. Test af reststrømsenheden (RCD) på månedsbasis øger pålideligheden af ​​dens drift.

Forresten er brugbarheden af ​​elektromekaniske og individuelle elektroniske strukturer let at tjekke i en butik før køb. Til dette formål er det nok, når relæet er tændt, kortvarigt at levere en strøm i fase- eller neutralkredsløbet fra batteriet med en hvilken som helst polaritet af forbindelsen i henhold til valgmuligheder 1 og 2.

En fungerende fejlstrømsafbryder med et elektromekanisk relæ vil fungere, og i langt de fleste tilfælde kan elektroniske produkter ikke kontrolleres. De har brug for strøm, for at logikken kan fungere.

Sådan tilsluttes en RCD til en belastning

Fejlstrømsenheder er beregnet til brug i forsyningskredsløb, der anvender TN-S- eller TN-C-S-systemet med tilslutning af den beskyttende neutrale PE-bus i ledningerne, hvortil husene til alle elektriske enheder er forbundet.

I denne situation, hvis isoleringen er brudt, passerer potentialet, der opstår på kroppen, straks gennem PE-lederen til jorden, og komparatoren beregner fejlen.

I normal strømtilstand afbryder RCD ikke belastningen, så alle elektriske apparater fungerer optimalt. Strømmen af ​​hver fase inducerer sin egen magnetiske flux F i transformatorens magnetiske kredsløb. Da de er lige store, men modsatte i retning, ophæver de hinanden. Der er ingen almindelig magnetisk flux og kan ikke inducere en EMF i relæspolen.

I tilfælde af lækage løber det farlige potentiale til jord gennem PE-bussen. I relæets spole induceres en EMF af den resulterende ubalance af de magnetiske fluxer (strømme i fase og neutral).

Fejlstrømsenheden beregner straks fejlen på denne måde og afbryder på en brøkdel af et sekund kredsløbet med strømkontakter.

Karakteristika for en RCD med et elektromekanisk relæ

Brug af den mekaniske energi fra den ladede fjeder kan i nogle tilfælde være mere fordelagtig end at bruge en speciel blok til at drive det logiske kredsløb. Overvej dette med et eksempel, når forsyningsnettets nul er afbrudt, og fasen opstår.

I en sådan situation vil de statiske elektroniske relæer ikke modtage strøm og vil derfor ikke være i stand til at fungere. Samtidig har et trefaset system i denne situation en faseubalance og en stigning i spændingen.

Hvis der opstår en isolationsfejl på et svækket sted, vil potentialet vises på huset og forlade gennem PE-lederen.

I RCD'er med et relæ til elektromekanisk beskyttelse arbejder de normalt fra energien fra den ladede fjeder.

Hvordan en RCD fungerer i et to-leder kredsløb

De uomtvistelige fordele ved beskyttelse mod lækstrømme i elektrisk udstyr fremstillet i henhold til TN-S-systemet gennem brug af fejlstrømsafbrydere har ført til deres popularitet og individuelle lejlighedsejeres ønske om at installere fejlstrømsafbrydere i en to-leder, der ikke er udstyret med en PE-leder.

I denne situation er huset til det elektriske apparat isoleret fra jorden, det kommunikerer ikke med det. Hvis der opstår en isolationsfejl, vises fasepotentialet på kabinettet i stedet for at dræne fra det. En person, der er i kontakt med jord og ved et uheld rører enheden, påvirkes af lækstrømmen på samme måde som i en situation uden en RCD.

Men i et kredsløb uden en fejlstrømsenhed kan strømmen passere gennem kroppen i lang tid. Når en RCD er installeret, vil den registrere en fejl og afbryde spændingen under opsætning inden for brøkdele af et sekund, hvilket reducerer skadelig effekt af strøm og graden af ​​elektrisk skade.

På denne måde letter beskyttelsen redningen af ​​en person ved strømforsyning i bygninger udstyret med en TN-C-ordning.

Mange hjemmehåndværkere forsøger at installere en fejlstrømsafbryder alene i gamle huse, der afventer genopbygning, for at skifte til TN-C-S-systemet. Samtidig udfører de i bedste tilfælde en selvfremstillet jordsløjfe eller forbinder simpelthen kasserne med elektriske apparater til vandnetværket, varmebatterier og jerndele af fundamentet.

Sådanne forbindelser kan skabe kritiske situationer, når der opstår funktionsfejl og forårsage alvorlig skade. Arbejdet med at skabe jordsløjfen skal udføres effektivt og styret af elektriske målinger. Derfor udføres de af uddannede specialister.

Typer af installation

De fleste fejlstrømsafbrydere er lavet i et stationært design til almindelig Din-bus montering i tavlen. Men på salg kan du finde bærbare strukturer, der er forbundet til en almindelig stikkontakt, og den beskyttede enhed er desuden drevet af dem. De koster lidt mere.