Princip činnosti RCD v třífázové síti

Vytvoření moderní vnitřní elektrické sítě je odpovědný podnik spojený s výpočty, výběrem vodičů a elektrických instalací a instalačními pracemi. Jedním z hlavních úkolů přitom zůstává zajištění bezpečnosti obyvatel a bezpečnosti majetku. souhlasíte?

Pokud jsou ochranná zařízení správně vybrána a schéma připojení RCD a jističů je promyšleno, všechna rizika jsou snížena na minimum. Ale jak to udělat? Co zvážit při výběru? Na tyto a mnohé další otázky odpovíme v našem materiálu.

Budete také schopni pochopit princip fungování proudového chrániče a možnosti jeho připojení. V tomto materiálu jsou shromážděny odborné rady a instalační nuance. Kromě toho článek obsahuje videa, ze kterých se dozvíte o hlavních chybách při zapojování a uvidíte, jak se RCD v praxi připojuje.

Účel a princip činnosti proudového chrániče

Na rozdíl od stroje, který chrání síť před přetížením a zkratem, je RCD navržen tak, aby okamžitě rozpoznal přítomnost svodového proudu a reagoval odpojením sítě nebo samostatného elektrického vedení.

Protože se tato dvě ochranná zařízení funkčně liší, musí být v montážním schématu obě přítomna.

Princip činnosti proudového chrániče je jednoduchý: porovnává příchozí a odchozí proudové hodnoty a při zjištění nesrovnalosti se vypne.

Schéma znázorňující činnost zařízení v případě výpadku fáze. Nejprve se aktivuje napěťové relé (RN), poté stykač (K)

Uvnitř těla automatického zařízení je transformátor s jádrem a vinutími s rovnoměrnými magnetickými toky nasměrovanými v různých směrech.

Když dojde ke svodovému proudu, výstupní magnetický tok se sníží, v důsledku čehož elektrické relé sepne a otevře napájení. To je možné, pokud se osoba dotkne uzemněného zařízení a elektrického obvodu. V průměru to trvá 0,2 až 0,4 sekundy. O konstrukci a principu fungování RCD jsme mluvili podrobněji zde.

Existují různé typy zařízení určených pro sítě se stejnosměrným nebo střídavým proudem. Jednou z důležitých technických charakteristik, která musí být přítomna ve značení, je síla svodového proudu.

Pro ochranu obyvatel domu jsou vybrána zařízení s výkonem 30 mA. Tam, kde je zvýšené riziko, např. koupelny s vysokou vlhkostí, dětské herny, nainstalujte proudový chránič 10 mA.

Vyšší hodnota, jako je 100 mA nebo 300 mA, má zabránit požáru, protože velké úniky proudu mohou způsobit požár. Taková zařízení jsou instalována jako obecný příchozí RCD, stejně jako v podnicích a velkých zařízeních.

Podrobné informace o výběru vhodného RCD jsou uvedeny v tomto článku.

RCD (vlevo) by se nemělo zaměňovat s difavtomatem (vpravo), který kombinuje funkce jističe a ochranného vypínacího zařízení, to znamená, že může být spuštěn jak přetížením, tak svodovým proudem

RCBO je kompaktnější než hromada ochranných zařízení a zabírá méně místa v elektrické skříni, ale když se spustí, je obtížnější najít příčinu vypnutí.

Instalační schéma se vybírá v souladu s úlohou a typem sítě – 1-fázová nebo 3-fázová. Pokud je nutné chránit celý dům nebo byt před únikem proudu, je na vstupu elektrického vedení instalován RCD.

Možnosti ochrany pro jednofázovou síť

Výrobci výkonných domácích spotřebičů zmiňují nutnost instalace sady ochranných zařízení. Často je v průvodní dokumentaci k pračce, elektrickému sporáku, myčce nebo kotli uvedeno, která zařízení je třeba dodatečně nainstalovat do sítě.

Stále častěji se však používá několik zařízení – v samostatných okruzích nebo skupinách. V tomto případě je zařízení ve spojení se strojem (stroji) namontováno do panelu a připojeno ke konkrétní lince

Vzhledem k počtu různých obvodů obsluhujících zásuvky, spínače, zařízení, která zatěžují síť na maximum, lze říci, že existuje nekonečné množství schémat připojení RCD. Doma můžete dokonce nainstalovat zásuvku s vestavěným RCD.

Dále zvážíme oblíbené možnosti připojení, které jsou hlavní.

Možnost č. 1 – obecný RCD pro 1-fázovou síť.

Umístění RCD je u vstupu elektrického vedení do bytu (domu). Instaluje se mezi běžný 2pólový jistič a sadu jističů pro obsluhu různých silových vedení – světelné a zásuvkové okruhy, samostatné odbočky pro domácí spotřebiče atd.

Pokud se na některém z odchozích elektrických obvodů vyskytne svodový proud, ochranné zařízení okamžitě vypne všechna vedení. To je samozřejmě jeho nevýhoda, protože nebude možné přesně určit, kde se závada nachází

Předpokládejme, že došlo k úniku proudu v důsledku kontaktu fázového vodiče s kovovým zařízením připojeným k síti. RCD se vypne, napětí v systému zmizí a bude docela obtížné najít důvod vypnutí.

Pozitivní stránka se týká úspor: jedno zařízení stojí méně a zabírá méně místa v elektrickém panelu.

Možnost č. 2 – obecný RCD pro 1fázovou síť + elektroměr.

Charakteristickým rysem schématu je přítomnost elektroměru, jehož instalace je povinná.

Ke strojům je připojena i proudová ochrana, ale na vstupním vedení je k ní připojeno měřidlo.

Pokud je nutné přerušit napájení bytu nebo domu, vypněte společný jistič, nikoli RCD, ačkoli jsou instalovány poblíž a slouží stejné síti

Výhody tohoto uspořádání jsou stejné jako u předchozího řešení – úspora místa na elektrickém panelu a úspora peněz. Nevýhodou je obtížná detekce místa úniku proudu.

Možnost č. 3 – obecný RCD pro 1fázovou síť + skupinové RCD.

Schéma je jednou ze složitějších variant předchozí verze.

Díky instalaci přídavných zařízení na každý provozní okruh se ochrana proti svodovým proudům stává dvojnásobnou. Z bezpečnostního hlediska je to výborná volba.

Předpokládejme, že došlo k nouzovému úniku proudu a připojený RCD osvětlovacího okruhu z nějakého důvodu nefungoval. Poté obecné zařízení zareaguje a vypne všechny linky

Aby se obě zařízení (soukromé i společné) nespouštěly najednou, je nutné dodržet selektivitu, to znamená při instalaci zohlednit jak dobu odezvy, tak aktuální vlastnosti zařízení.

Pozitivní stránkou schématu je, že v případě nouze se jeden okruh vypne. Je to extrémně vzácné v případech, kdy dojde k výpadku celé sítě.

To se může stát, pokud je RCD nainstalován na konkrétní lince:

• vadný;
• mimo provoz;
• neodpovídá zátěži.

Aby k takovým situacím nedocházelo, doporučujeme vám seznámit se s metodami testování funkčnosti RCD.

Nevýhody – elektrický panel je přetížen mnoha podobnými zařízeními a dodatečnými náklady.

Možnost č. 4 – 1fázová síť + skupinové proudové chrániče.

Praxe ukázala, že obvod bez instalace běžného RCD také funguje dobře.

Pojištění proti selhání jedné ochrany samozřejmě neexistuje, ale to lze snadno napravit zakoupením dražšího zařízení od výrobce, kterému můžete věřit.

Obvod připomíná možnost s obecnou ochranou, ale bez instalace proudového chrániče na každou jednotlivou skupinu. Má to důležitý pozitivní bod – je snazší určit zdroj úniku.

Z hlediska hospodárnosti ztrácí zapojení více zařízení – jedno společné by stálo mnohem méně.

Pokud elektrická síť ve vašem bytě není uzemněna, doporučujeme vám seznámit se se schématy pro připojení RCD bez uzemnění.

Schémata pro 3-fázovou síť

V domácnostech, průmyslových prostorech a jiných strukturách může existovat jiná možnost uspořádání napájení.

Pro byty je tedy připojení 3fázové sítě netypické, ale pro vybavení soukromého domu tato možnost není neobvyklá. Zde budou použity další obvody pro připojení ochranného zařízení.

Možnost č. 1 – obecný RCD pro 3fázovou síť + skupinové RCD.

Pro síť 380 V nestačí 2pólové zařízení, je zapotřebí 4pólový analog: musíte připojit 1 nulový vodič a 3 fázové vodiče.

Obvod je komplikovaný tím, že každé elektrické vedení je vybaveno samostatným zařízením RCD. To není nutné, ale pro dodatečnou ochranu proti svodovým proudům se doporučuje duplicitní ochrana

Důležitý je typ vodičů. Pro 1-fázovou síť je vhodný standardní kabel VVG, zatímco pro 3-fázovou síť se doporučuje instalovat ohnivzdornější kabel VVGng. O výběru vhodného typu drátu jsme psali v našem jiném článku.

Možnost č. 2 – obecný RCD pro 3fázovou síť + elektroměr.

Toto řešení zcela opakuje předchozí, ale do okruhu je přidán elektroměr. Součástí systému jsou i skupinové proudové chrániče pro obsluhu jednotlivých linek.

Ze všech prezentovaných schémat je to nejobjemnější v doslovném smyslu, to znamená, že vyžaduje instalaci velkého elektrického panelu s mnoha vodiči a připojenými elektrickými spotřebiči

Existuje nuance, která se vztahuje na kterýkoli z prezentovaných schémat. Pokud má byt nebo dům několik osvětlovacích a zásuvkových obvodů, několik výkonných domácích spotřebičů, které vyžadují instalaci samostatných elektrických vedení, pak má smysl instalovat dvojitou ochranu se společným RCD.

Jinak stačí buď společné zařízení, nebo jedno pro každý okruh.

Pokyny k instalaci RCD

Nejprve musíte vybrat místo pro montáž zařízení. Existují 2 možnosti: panel nebo skříň. První připomíná kovovou krabici bez víka, upevněnou ve výšce vhodné pro údržbu.

Skříň je vybavena dvířky, která lze uzamknout. Některé typy skříní mají otvory, takže můžete odečítat údaje z měřičů bez zvláštního otevírání dveří a vypínání zařízení.

Ochranná zařízení jsou upevněna na montážních DIN lištách umístěných vodorovně. Modulární konstrukce automatických zařízení, difavtomatů a RCD umožňuje umístit několik kusů na jednu kolejnici

Nulový vodič je vždy připojen k levým svorkám na vstupu a výstupu a fázový vodič k pravým svorkám. Jedna z možností:

• vstupní svorka N (vlevo nahoře) – ze vstupního stroje;
• výjezd N (vlevo dole) – na samostatnou nulovou sběrnici;
• vstupní svorka L (vpravo nahoře) – ze vstupního stroje;
• výstup L (vpravo dole) – do skupin strojů.

V době instalace ochranného zařízení již mohou být na panelu instalovány jističe. Chcete-li uspořádat uspořádání zařízení a vodičů, možná budete muset změnit uspořádání zařízení v určitém pořadí.

Uvádíme příklad instalace vstupního proudového chrániče do elektrické skříně, která již má měřič, přívodní jistič a několik jističů pro jednotlivé okruhy – osvětlení, zásuvka atd.

Rozměry štítu (SHUE, SHUE, ShR) závisí na počtu zařízení umístěných uvnitř. Pro instalaci nových strojů a RCD je lepší vybrat produkt s malou rezervou

Na DIN lištu je v jedné řadě předinstalován domácí elektroměr (zleva doprava), dále jeden vstupní spínač a 5 skupinových jističů

Nejlepším řešením pro instalaci, odůvodněnou provozem zařízení, je místo mezi vstupním jističem a dalšími zařízeními obsluhujícími jednotlivé linky (zásuvky apod.)

Z levé spodní svorky se fázový vodič táhne k horní svorce prostředního stroje a nula k zemnící sběrnici, která je umístěna níže. Horní fáze je ze vstupního stroje, nula je z čítače

Zkratka RCD je vytvořena z fráze „Residual current device“, která definuje účel zařízení, kterým je odstranit napětí z obvodu, který je k němu připojen, v případě náhodného porušení izolace a vytvoření svodových proudů přes ně.

Pro provoz RCD se používá princip porovnávání proudů vstupujících a vystupujících z řízené části obvodu založený na diferenciálním transformátoru, který převádí primární hodnoty každého vektoru na sekundární hodnoty přísně úměrné v úhlu a směru pro geometrické přidání.

Srovnávací metoda může být reprezentována běžnými váhami nebo balancérem.

Při zachování rovnováhy vše funguje normálně, ale při jejím narušení se změní kvalitativní stav celého systému.

V jednofázovém obvodu se porovnává vektor fázového proudu přibližující se k měřicímu prvku a vektor nulového proudu, který jej opouští. Za normálních provozních podmínek se spolehlivou neporušenou izolací jsou si rovny a vzájemně se vyrovnávají. Když dojde k poruše v obvodu a objeví se svodový proud, rovnováha mezi uvažovanými vektory je narušena jeho hodnotou, která je měřena jedním z vinutí transformátoru a přenášena do logického bloku.

Porovnání proudů v třífázovém obvodu se provádí podle stejného principu, pouze proudy všech tří fází procházejí diferenciálním transformátorem a na základě jejich porovnání vzniká nesymetrie. V běžném provozu se při geometrickém sčítání proudy tří fází vyrovnávají a pokud dojde k poškození izolace některé fáze, vzniká v ní svodový proud. Jeho hodnota je určena součtem vektorů v transformátoru.

Činnost proudového chrániče lze zjednodušeně znázornit blok po bloku blokovým schématem.

Nerovnováha proudů z měřicího prvku je odeslána do logické části, která pracuje na principu relé:

2. nebo elektronické.

Je důležité pochopit rozdíl mezi nimi. Elektronické systémy se nyní rychle vyvíjejí a stávají se stále oblíbenějšími z mnoha důvodů. Mají širokou funkčnost a skvělé schopnosti, ale pro činnost logiky a výkonného orgánu vyžadují elektrickou energii, kterou zajišťuje speciální jednotka připojená k hlavnímu obvodu. Pokud z různých důvodů zhasne elektřina, pak takový RCD zpravidla nebude fungovat. Výjimkou jsou vzácné elektronické modely vybavené touto funkcí.

Elektromechanická relé využívají mechanickou energii nabité pružiny, která je principiálně podobná běžné pasti na myši. Aby relé fungovalo, stačí minimální mechanická síla na snímaný akční člen.

Stejně jako se myš dotkne návnady připravené pasti na myši, svodový proud, ke kterému dochází při nerovnováze v diferenciálním transformátoru, vede k činnosti akčního členu a odpojení napětí od obvodu. K tomuto účelu má relé v každé fázi zabudované silové kontakty a přípravný kontakt testeru.

Jakýkoli typ relé má určité výhody a nevýhody. Elektromechanické konstrukce fungují spolehlivě po mnoho desetiletí a dobře se osvědčily. Nevyžadují externí napájení a elektronické modely jsou na něm zcela závislé.

Nyní se obecně uznává, že nejúčinnějším opatřením ochrany před úrazem elektrickým proudem v elektrických instalacích s napětím do 1000 V je proudový chránič (RCD).

Bez námitek proti důležitosti tohoto ochranného opatření se většina odborníků po mnoho let dohaduje o hodnotách hlavních parametrů RCD – instalačního proudu, doby odezvy a spolehlivosti. To je vysvětleno skutečností, že parametry RCD úzce souvisí s jeho náklady a provozními podmínkami.

Čím nižší je nastavovací proud a čím kratší je doba odezvy, tím vyšší je spolehlivost proudového chrániče a tím dražší je jeho cena.

Kromě toho, čím nižší je nastavovací proud a čím kratší je doba odezvy proudového chrániče, tím přísnější jsou požadavky na izolaci chráněného prostoru, protože i jeho nepatrné zhoršení za provozních podmínek může vést k častým a v některých případech i dlouhým -časové, falešné odstávky elektroinstalace, znemožňující normální provoz.

Na druhou stranu, čím vyšší je nastavovací proud RCD a delší doba odezvy, tím horší jsou jeho ochranné vlastnosti.

Rozložení jednofázového RCD je znázorněno na obrázku níže.

V něm je na vstupní svorky přiváděno napětí a na výstupní svorky je připojen řízený obvod.

Třífázový proudový chránič je vyroben stejným způsobem, ale řídí proudy všech fází.

Na obrázku je znázorněn čtyřvodičový proudový chránič, i když jsou komerčně dostupné třívodičové provedení.

Jak zkontrolovat RCD

Každý návrhový model má vestavěnou funkci kontroly funkčnosti. K tomu se používá blok „Tester“, což je otevřený kontakt – tlačítko s pružinovým samoresetováním a odporem R omezujícím proud. Jeho hodnota je zvolena tak, aby vytvořila minimální dostatečný proud, uměle simulující únik.

Když stisknete tlačítko „Test“, proudový chránič připojený k provozu by se měl vypnout. Pokud se tak nestane, měl by být odmítnut, hledat poruchu a opravit nebo vyměnit za funkční. Měsíční testování proudového chrániče zvyšuje spolehlivost jeho provozu.

Mimochodem, provozuschopnost elektromechanických a jednotlivých elektronických struktur lze před nákupem snadno zkontrolovat v obchodě. K tomuto účelu stačí při zapnutém relé krátkodobě přivést proud do fázového nebo nulového obvodu z baterie s libovolnou polaritou zapojení dle možností 1 a 2.

Fungující RCD s elektromechanickým relé bude fungovat, ale v naprosté většině případů nelze elektronické výrobky tímto způsobem zkontrolovat. Potřebují sílu, aby jejich logika fungovala.

Jak připojit RCD k zátěži

Proudové chrániče jsou určeny pro použití v napájecích obvodech pomocí systému TN-S nebo TN-CS s připojením ochranné nulové PE sběrnice v elektroinstalaci, na kterou se připojují pouzdra všech elektrických zařízení.

V této situaci, pokud izolace selže, potenciál vznikající na pouzdře okamžitě proudí přes PE vodič do země a srovnávací těleso vypočítá poruchu.

V normálním režimu napájení RCD neodpojuje zátěž, takže všechny elektrické spotřebiče fungují optimálně. Proud každé fáze v magnetickém obvodu transformátoru indukuje svůj vlastní magnetický tok F. Protože jsou stejné velikosti, ale opačného směru, vzájemně se ruší. Neexistuje žádný celkový magnetický tok a nemůže indukovat EMF ve vinutí relé.

Když dojde k úniku, nebezpečný potenciál proudí do země přes ochrannou přípojnici PE. EMF se indukuje ve vinutí relé z výsledné nerovnováhy magnetických toků (proudy ve fázi a nula).

Proudový chránič tímto způsobem okamžitě vypočítá poruchu a během zlomku sekundy deaktivuje obvod se silovými kontakty.

Vlastnosti provozu RCD s elektromechanickým relé

Využití mechanické energie nabité pružiny může být v některých případech výhodnější než použití speciální jednotky pro elektrické napájení logického obvodu. Uvažujme to na příkladu, kdy je porušena nula napájecí sítě a fáze je napájena.

V takové situaci nebudou statická elektronická relé napájena, a proto nebudou moci fungovat. Současně v této situaci zaznamená třífázový systém fázovou nerovnováhu a zvýšení napětí.

Pokud dojde k porušení izolace v oslabené oblasti, potenciál se objeví na krytu a proteče PE vodičem.

V RCD s elektromechanickým ochranným relé budou fungovat normálně z energie nabité pružiny.

Jak funguje proudový chránič ve dvouvodičovém obvodu?

Nepopiratelné výhody ochrany proti svodovým proudům v elektrických zařízeních vyrobených podle systému TN-S pomocí proudových chráničů vedly k jejich popularitě a přání jednotlivých vlastníků bytů instalovat proudové chrániče do dvouvodičových systémů, které nejsou vybaveny PE vodičem. .

V této situaci je tělo elektrického spotřebiče izolováno od země a nekomunikuje s ní. Pokud dojde k poruše izolace, objeví se fázový potenciál na krytu a nevyteče z něj. Osoba, která má kontakt se zemí a náhodně se dotkne zařízení, je vystavena svodovému proudu stejným způsobem jako v situaci bez proudového chrániče.

V obvodu bez proudového chrániče však může proud procházet tělem po dlouhou dobu. Když je proudový chránič nainstalován, zjistí poruchu a během doby nastavení během zlomku sekundy vypne napětí, čímž se sníží škodlivý účinek proudu a stupeň úrazu elektrickým proudem.

Ochrana tak usnadňuje záchranu osoby pod napětím v budovách vybavených podle schématu TN-C.

Mnoho domácích řemeslníků se snaží nezávisle instalovat RCD ve starých domech čekajících na rekonstrukci, aby přešli na systém TN-CS. V tomto případě v nejlepším případě vyrobí domácí uzemňovací smyčku nebo jednoduše připojí pouzdra elektrických spotřebičů k vodovodní síti, topným radiátorům a železným částem nadace.

Taková spojení mohou vytvářet kritické poruchové situace a způsobit vážné škody. Práce na vytvoření uzemňovací smyčky musí být prováděny efektivně a řízeny elektrickými měřeními. Proto je provádějí vyškolení specialisté.

Většina proudových chráničů se vyrábí ve stacionárním provedení pro montáž na běžnou DIN lištu v elektrickém panelu. V prodeji však můžete najít přenosné konstrukce, které se zapojí do běžné elektrické zásuvky a z nich je pak chráněné zařízení napájeno. Jsou o něco dražší.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře