Účel RCD: schéma zapojení v domácí elektrické síti, instalace

Moderní způsoby ochrany osoby před úrazem elektrickým proudem v domácí elektrické síti zahrnují instalaci RCD. Správnost fungování a spolehlivost ochrany závisí na správně vybraném zařízení a kvalitě instalace.

K čemu je RCD nutné?

Abychom porozuměli principu fungování RCD a vlastnostem jeho instalace, je třeba zvážit řadu klíčových bodů.

Nejprve musíte pochopit, že používání velkého počtu elektrických spotřebičů v každodenním životě vede ke zvýšenému riziku, že se osoba dostane pod vliv elektřiny. Vytváření ochranných uzlů, které chrání před tímto nebezpečným faktorem, je proto v moderních obytných prostorách nezbytností. Samotné ochranné vypínací zařízení je prvkem ochranného systému a funkčně má několik účelů:

• V případě zkratu v kabeláži chrání RCD místnost před ohněm.
• Když se lidské tělo dostane pod vliv elektrického proudu, odpojí RCD napájení v celé síti nebo specifickém elektrickém zařízení za účelem ochrany (místní nebo obecné vypnutí závisí na poloze RCD v systému napájení).
• A také RCD odpojí napájecí obvod, když v tomto obvodu dojde ke zvýšení proudu o určité množství, což je také ochranná funkce.

Strukturálně je UZO zařízení, které má ochrannou vypínací funkci, vypadá podobně jako jistič automaticky, ale má jiný účel a funkci jako testovací zařazení. Upevnění RCD se provádí pomocí standardního konektoru din Rail.

Konstrukce RCD může být bipolární - standardní dvoufázová elektrická síť AC 220V.

Takové zařízení je vhodné pro instalaci v místnostech standardní konstrukce (s elektrickým zapojením dvouvodičovým kabelem). Pokud je byt nebo dům vybaven elektroinstalací se třemi fázemi (moderní nové budovy, průmyslové a poloprůmyslové prostory), použije se RCD se čtyřmi póly.

Schéma jeho připojení a základní charakteristiky zařízení jsou vyneseny na samotném zařízení.

• Sériové sériové číslo zařízení, výrobce.
• Maximální proud, při kterém RCD pracuje po dlouhou dobu a vykonává své funkce. Tato hodnota se nazývá jmenovitý proud zařízení, měří se v ampérech. Obvykle odpovídá normalizovaným proudovým hodnotám elektrických spotřebičů. Označeno na přístrojové desce jako In.Tato hodnota je stanovena kvůli průřezu drátu a konstrukčnímu provedení kontaktních svorek RCD.

• Normalizované hodnoty proudu (6, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 A).

• Odpojovací proud RCD. Správný název je jmenovitý vypínací diferenciální proud. Měří se v miliampérech. V případě zařízení je označeno - I∆n. Uvedená hodnota indikátoru svodového proudu spustí ochranný mechanismus RCD. K operaci dojde, pokud všechny ostatní parametry nedosáhnou nouzových hodnot a instalace je správně dokončena. Parametr svodového proudu je určen standardními hodnotami.

• Normalizovaný svodový proud (6, 10, 30, 100, 300, 500 mA)

• Hodnota jmenovitého diferenciálního proudu, která nevede k nouzovému vypnutí RCD, pracující za normálních podmínek. Správně se nazývá jmenovitý nenapínací diferenciální proud. Označeno na krytu - In0 a odpovídá polovině hodnoty mezního proudu RCD. Tento indikátor pokrývá rozsah hodnot svodového proudu, při jehož výskytu dochází k nouzovému provozu zařízení. Například pro zařízení RCD mající vypínací proud 30 mA bude hodnota nenapínajícího diferenciálního proudu 15 mA a RCD se náhodně vypne během vytváření svodového proudu v síti s hodnotou odpovídající rozsahu od 15 do 30 mA.
• Hodnota napětí provozního RCD je 220 nebo 380 V.
• Pouzdro rovněž označuje nejvyšší hodnotu zkratového proudu, v době, kdy bude RCD nadále pracovat v dobrém stavu. Tento parametr se nazývá jmenovitý podmíněný zkratový proud, označený jako Inc. Tato aktuální hodnota má standardizované hodnoty.

• Vypočítaná standardizovaná hodnota zkratových proudů je 3000, 4500, 6000, 10 000 A.

• Indikátor jmenovité doby vypnutí zařízení. Tento indikátor je označen jako Tn. Čas, který popisuje, je doba od okamžiku vytvoření diferenciálního vypínacího proudu v obvodu do okamžiku, kdy došlo k úplnému zániku elektrického oblouku na silových kontaktech zařízení RCD.

Panel RCD navíc zobrazuje teplotní rozsah zařízení, číslování a účel svorek, označení spínače (zapnuto / vypnuto).

Příklad zápisu:

Princip fungování zařízení

V případě svodového proudu v kabeláži místnosti se objeví rozdíl v proudových indikátorech na odchozích a příchozích svorkách RCD. V tomto okamžiku ochranná pojistka zařízení porovná hodnotu svodového proudu s nominálním přípustným a při překročení přípustné hodnoty přinutí zařízení k vypnutí. Dochází k tzv. Nouzovému vypnutí.

Doba rozpojení RCD je od 0,05 do 0,2 s. V žádném případě by nemělo být více než 0,3 s. Delší doba vypnutí vede k vážným důsledkům vlivu elektrického proudu na lidské tělo.

Grafický příklad činnosti RCD během vytváření svodového proudu v síti. Proud na výstupu z RCD je větší než proud na vstupu. Váha je narušena, v důsledku čehož se kontakt otevře.

Je třeba si uvědomit, že RCD reaguje pouze na výskyt svodových proudů v části obvodu umístěné za RCD. Dojde-li k úniku na místě před RCD, nebude plnit svou funkci.

Příklad činnosti zařízení v případě úniku v obvodu přicházejícím do RCD. V tomto případě není narušen aktuální zůstatek na vstupu a výstupu zařízení, zařízení nefunguje:

Hlavní strukturální prvek RCD je vytvořen ve formě proudového transformátoru 1. Proudový transformátor je vyroben na toroidním feromagnetickém jádru. Proudový transformátor má tři vinutí. Dvě z těchto vinutí mají jiný směr.Jeden je napájen z fázového drátu L3 a druhý z neutrálního N. Třetí vinutí 2 je řídicí vinutí. Proud I1 prochází fázovým vinutím a proud I2 nulovým proudem (do a z elektrického zařízení). Cívka řídicí cívky je v normálním provozním režimu bez indukovaného napětí.

V normálním provozním režimu je proud protékající ve dvou primárních vinutích směrován opačně, ale stejný rozsahem. V tomto okamžiku se na jádru transformátoru objevují dva magnetické toky, které mají opačný směr, a proto jsou kompenzovány. Celkový (plný) magnetický tok v kterémkoli okamžiku je roven nule (+1 + Ф2 = 0).

V okamžiku, kdy se osoba dotkne živého vodiče, bude ve fázovém vodiči proudit jiný proud, než je proud protékající neutrálním vodičem. Rovnováha proudu a rovnováha magnetických polí v proudovém transformátoru RCD jsou narušeny. Proud protékající fázovým drátem je větší, protože svodový proud I se přičítá k jmenovitému proudu 11. U transformátoru se takový diferenciální proud liší od jmenovitého. Pokud dojde k narušení rovnováhy magnetických toků v transformátoru, získá celkový magnetický tok hodnotu odlišnou od nuly (F1 + Ф2 ≠ 0). Podle fyzikálních zákonů takový magnetický tok vytváří elektrický proud ve vodiči řídicího vinutí 2 proudového transformátoru 1 UZO. Proud, který dosáhl hodnoty nezbytné pro činnost spouštěcího relé 2, odpojí kontaktní mechanismus UZO. V důsledku toho je elektrické zařízení umístěné po RCD odpojeno od napájení. A také celý elektrický obvod dodávající energii spotřebiteli zůstává bez napětí. Osoba, která se dotkne kterékoli části takového obvodu, je díky činnosti proudových chráničů chráněna před působením elektrického proudu.

Jak vyzvednout

Prvním parametrem, kterým je vybrán RCD, je typ zapojení v místnosti, kde bude zařízení instalováno. Pro místnosti s dvoufázovým napětím 220 V je vhodný RCD se dvěma póly. V případě třífázového zapojení (moderní byty, poloprůmyslové a průmyslové prostory) by mělo být instalováno čtyřpólové zařízení.

K instalaci správného obvodu ochranného zařízení budete potřebovat několik ochranných zařízení různých jmenovitých hodnot. Rozdíl bude v místě instalace a typu obvodu, který má být chráněn.

Výběr RCD musí být proveden s ohledem na určité elektrické parametry v domácí elektrické síti, konkrétně:

• Mezní proud RCD musí být o 25% větší než největší proud spotřebovaný v místnosti (bytě). Velikost maximálního proudu lze nalézt v inženýrských sítích sloužících objektu (bytová kancelář, energetická služba).
• Jmenovitý proud RCD by měl být zvolen s rezervou ve vztahu k jmenovitému proudu jističe stroje, který chrání obvodovou část. Pokud je například jistič navržen pro proud 10 A, pak by měl být RCD vybrán s proudem 16A. Je třeba mít na paměti, že RCD chrání výhradně před únikem, nikoli před přetížením a zkratem. Z toho vyplývá, že povinným požadavkem je instalace jističe v části obvodu spolu s RCD.
• Diferenciální proud RCD. Hodnota svodového proudu v době výskytu, kdy zařízení provede nouzové vypnutí. V domácích prostorách se pro zajištění ochrany několika spotřebitelů (skupina zásuvek, skupina příslušenství) vybírá RCD s nastavením rozdílového proudu 30 mA. Volba zařízení s nižším nastavením je plná častých chybných vypnutí RCD (aktuální úniky jsou vždy přítomny v síti kterékoli místnosti, dokonce i při minimálním zatížení). U skupin nebo samostatných spotřebitelů, kteří jsou v podmínkách vysoké vlhkosti (sprcha, myčka, pračka), by měl být nainstalován RCD s hodnotou rozdílového proudu 10 mA. Provozní podmínky ve vlhkém prostředí jsou z hlediska elektrické bezpečnosti považovány za zvláště nebezpečné. Na mnoho skupin spotřebitelů není třeba instalovat jeden disk RCD. Pro malé místnosti je přípustné nainstalovat jeden RCD s nastaveným proudem 30 mA na vstupní štít sítě.Při této instalaci však RCD během nouzového provozu vypne elektřinu v celém bytě. Bude správné nainstalovat RCD pro každou skupinu spotřebitelů a vstupní zařízení s nejvyšším nastaveným proudem. (Podrobnosti o uspořádání ochranných zařízení jsou uvedeny níže).
• A také RCD je vybrán podle typu diferenciálního proudu. Pro sítě střídavého proudu se vyrábějí zařízení se značkou (AC).

Schéma připojení RCD

Princip instalace RCD ve dvouvodičové napájecí síti

V prostorách starého uspořádání se používá dvouvodičové vedení (fáze / nula). Uzemňovací vodič u tohoto schématu chybí. Absence uzemňovacího vodiče nemůže ovlivnit efektivní provoz RCD. Bipolární RCD namontovaný v místnosti s tímto typem zapojení bude pracovat správně.

Rozdíl mezi instalací RCD s uzemněním a bez uzemnění je pouze v principu odpojení zařízení. V obvodu s uzemněním bude zařízení fungovat, když se v síti objeví svodový proud, a v obvodu bez uzemnění, když se osoba dotkne těla zařízení, které je vystaveno svodovému proudu.

Příklad instalace RCD v bytě s jednofázovou dvouvodičovou sítí (schéma):

Uvedený režim je vhodný také pro jednu skupinu spotřebitelů. Například pro kuchyňské elektrické vybavení a osvětlení. V tomto případě je po vypínači instalován UZO, který chrání úsek obvodu a elektrické spotřebiče umístěné za ním.

Pro dvouvodičovou elektrickou síť vícepokojového bytu je výhodné instalovat vstupní RCD za vypínačem a ze vstupního RCD rozdělit kabeláž na všechny potřebné skupiny spotřebitelů, s ohledem na jejich kapacitu a umístění instalace. V tomto případě je pro každou skupinu spotřebičů nastaven RCD s nižším nastavením diferenciálního proudu než vstupní RCD. Každá skupina RCD je vybavena jističem bez poruchy, což je nutné pro ochranu před zkratovým proudem a přetížením elektrické sítě a samotného RCD.

Příklad schématu elektrického zapojení vícepokojového obytného domu, který je chráněn jističi zbytkového proudu, je znázorněn na obrázku:

Další výhodou instalace úvodního RCD je jeho protipožární účel. Takové zařízení řídí přítomnost maximálních možných hodnot svodového proudu ve všech částech elektrického obvodu.

Náklady na instalaci takového víceúrovňového ochranného systému jsou vyšší než náklady na systém s jedním RCD. Nepochybnou výhodou víceúrovňového systému je autonomie každé chráněné části obvodu.

Pro objektivní pochopení procesu správného připojení RCD v dvouvodičovém elektrickém obvodu je zobrazeno video.

Toto video bylo nalezeno na online zdroji YouTube, slouží pouze k vzdělávacím účelům a není reklamou.

Video: Schéma instalace RCD

Schéma zapojení RCD v třívodičovém (třífázovém) elektrickém obvodu

Takový systém je nejběžnější. Používá čtyřpólový RCD a princip samotný je zachován, jako ve dvoufázovém obvodu používajícím dvoupólový RCD.

Čtyři vstupní vodiče, z nichž tři (A, B, C) a neutrální (neutrální), jsou připojeny ke vstupním svorkám RCD, podle označení svorek (L1, L2, L3, N) aplikovaných na zařízení.

Podobné schéma správného připojení vodičů k zařízení je umístěno v pasu RCD nebo je aplikováno přímo na tělo produktu.

Umístění nulového terminálu se může lišit na RCD různých výrobců. Je důležité sledovat správné připojení na vstupu a výstupu zařízení, na tom závisí správná funkce RCD. Po zbytek procesu pořadí fází neovlivní činnost RCD.

Je důležité si uvědomit, že jmenovité provozní proudy třífázových RCD jsou relativně velké. Taková zařízení mají více účelů požární ochrany a pro ochranu osoby před úrazem elektrickým proudem se používají samostatné RCD s nižším jmenovitým výkonem pro každou část obvodu.

Pro objektivní pochopení schématu zapojení RCD v třífázovém obvodu je uvedeno schéma - příklad.

Z diagramu je vidět, že rozvětvený elektrický obvod po zavedení čtyřpólového RCD je podobný jako dvouvodičový obvod pro připojení RCD. Stejně jako v předchozím příkladu je každá část obvodu chráněna zařízením RCD před svodovými proudy a jističem před zkratovými proudy a před přetížením v síti. V tomto případě se používají jednopólové jističe. K nim je připojen pouze fázový vodič. Neutrální vodič se přiblíží ke svorce RCD a obchází jistič. Není nutné připojovat nulové vodiče ke společnému uzlu po ukončení RCD, což povede k falešným pozitivním výsledkům zařízení.

Vstup RCD má v tomto případě jmenovitý pracovní proud 32 A a RCD v jednotlivých sekcích mají jmenovité hodnoty 10 - 12 A a nastavení diferenciálního proudu 10 - 30 mA.

Chyby během instalace a připojení RCD

Typické chyby při připojování ochranných zařízení RCD:

• Jak je uvedeno výše, připojení nulových vodičů ke společnému uzlu po výstupu z RCD. To způsobí poruchu zařízení. Pro ověření správné montáže obvodu je nutné připojit elektrické zařízení k zásuvce (jejíž obvod chrání RCD) a sledovat činnost RCD. Pokud nevyrazí, instalace je dokončena správně.
• Chybou je připojení neutrálních a zemních vodičů. V tomto případě nebude RCD schopen reagovat na rozdíl v proudech v neutrálním vodiči. Taková konstrukce obvodu je plná častých výpadků proudu a nebezpečí, že budou pod napětím nefunkční zemní smyčky.
• Chyba je také připojení k nulovému vodiči RCD uzemňovacích vodičů zásuvek. Takové akce jsou spojeny s nebezpečím vystavení stresu. A také tento obvod může způsobit zkrat.

Pro větší srozumitelnost je video prezentováno na téma typických chyb se samočinnou instalací disků RCD.

Toto video bylo nalezeno na online zdroji YouTube, slouží pouze k vzdělávacím účelům a není reklamou.

Video: chyby při připojení ochranného zařízení

Bezpečnost člověka je bezpochyby prioritou při provozu jakéhokoli zařízení, zejména elektrického. Realizace bezpečných napájecích obvodů je pro nekvalifikovanou osobu často obrovským úkolem. Pokud se rozhodne o instalaci ochranných prvků elektrické sítě, ale pochybnosti přetrvávají, je nejlepší kontaktovat odborníky. Správný a bezpečný provoz jakéhokoli elektrického zařízení závisí přímo na kvalitě instalace.