Propósito del RCD: diagrama de conexión en una red eléctrica doméstica, instalación

Los métodos modernos para proteger a una persona de una descarga eléctrica en una red eléctrica doméstica incluyen la instalación de un RCD. La exactitud de su funcionamiento y la fiabilidad de la protección dependen de un dispositivo seleccionado correctamente y de la calidad de la instalación.

¿Para qué es necesario el RCD?

Para comprender el principio de funcionamiento del RCD y las características de su instalación, se deben considerar varios puntos clave.

En primer lugar, debe comprender que el uso de una gran cantidad de aparatos eléctricos en la vida cotidiana aumenta el riesgo de que una persona caiga bajo la influencia de la electricidad. Por lo tanto, la formación de nodos protectores que protegen contra este factor peligroso es una necesidad en locales residenciales modernos. El dispositivo de apagado de protección en sí mismo es un elemento del sistema de protección y funcionalmente tiene varios propósitos:

• En caso de un cortocircuito en el cableado, el RCD protege la habitación del fuego.
• Cuando un cuerpo humano queda bajo la influencia de una corriente eléctrica, el RCD desconecta la fuente de alimentación en toda la red o un dispositivo eléctrico específico para realizar la protección (el apagado local o general depende de la posición de la instalación del RCD en el sistema de alimentación).
• Y también el RCD desconecta el circuito de alimentación cuando hay un aumento de corriente en este circuito en una cierta cantidad, que también es una función de protección.

Estructuralmente, un UZO es un dispositivo que tiene una función de apagado de protección, se parece a un interruptor automático de forma automática, pero tiene un propósito y una función diferentes de inclusión de prueba. La fijación del RCD se realiza utilizando un conector de riel DIN estándar.

El diseño del RCD puede ser bipolar: una red eléctrica estándar de dos fases de CA 220V.

Tal dispositivo es adecuado para la instalación en habitaciones de construcción estándar (con cableado eléctrico hecho con un cable de dos hilos). Si el apartamento o la casa están equipados con cableado de tres fases (edificios nuevos modernos, locales industriales y semiindustriales), se utiliza un RCD con cuatro postes.

Un diagrama de su conexión y las características básicas del dispositivo se trazan en el propio dispositivo.

• Número de serie del dispositivo, fabricante.
• La corriente máxima a la que funciona el RCD durante mucho tiempo y realiza sus funciones. Este valor se llama corriente nominal del dispositivo, se mide en amperios. Por lo general, corresponde a los valores de corriente estandarizados de los aparatos eléctricos. Designado en el panel de instrumentos como In.Este valor se establece debido a la sección transversal del cable y al diseño estructural de los terminales de contacto del RCD.

• Valores de corriente estandarizados (6, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 A).

• Corriente de corte del RCD. El nombre correcto es la corriente diferencial de corte nominal. Se mide en miliamperios. En el caso del dispositivo se designa - I∆n. El valor indicado del indicador de corriente de fuga activa un mecanismo de protección RCD. La operación se produce si todos los demás parámetros no alcanzan los valores de emergencia y la instalación se completa correctamente. El parámetro de corriente de fuga está determinado por valores estándar.

• Corriente de fuga estandarizada (6, 10, 30, 100, 300, 500 mA)

• El valor de la corriente diferencial nominal, que no conduce a una parada de emergencia del RCD, que funciona en condiciones normales. Se denomina correctamente la corriente diferencial nominal sin disparo. Designado en la carcasa - In0 y corresponde a la mitad del valor de la corriente de corte del RCD. Este indicador cubre el rango de valores de la corriente de fuga, durante la cual se produce una operación de emergencia del dispositivo. Por ejemplo, para un dispositivo RCD que tiene una corriente de corte de 30 mA, el valor de la corriente diferencial sin disparo será de 15 mA, y el RCD se apagará accidentalmente durante la formación de una corriente de fuga en la red con un valor correspondiente al rango de 15 a 30 mA.
• El valor de voltaje del RCD operativo es de 220 o 380 V.
• La carcasa también indica el valor más alto de la corriente de cortocircuito, en el momento de la formación del cual el RCD continuará funcionando en buenas condiciones. Este parámetro se llama corriente de cortocircuito condicional nominal, denotado como Inc. Este valor actual tiene valores estandarizados.

• El valor estandarizado calculado de las corrientes de cortocircuito es 3000, 4500, 6000, 10 mil A.

• Indicador del tiempo nominal de apagado del dispositivo. Este indicador se designa como Tn. El tiempo que describe es el período desde el momento de la formación de la corriente de disparo diferencial en el circuito hasta el momento en que se produjo la extinción completa del arco eléctrico en los contactos de alimentación del dispositivo RCD.

Además, el panel RCD muestra el rango de temperatura del dispositivo, la numeración y el propósito de los terminales, la designación del interruptor (encendido / apagado).

Ejemplo de notación:

El principio de funcionamiento del dispositivo.

En el caso de una fuga de corriente en el cableado de la sala, aparece una diferencia en los indicadores de corriente en los terminales de entrada y salida del RCD. En este punto, el fusible protector del dispositivo compara el valor de la corriente de fuga con el valor nominal permitido y hace que el dispositivo se dispare si se excede el valor permitido. Hay un llamado cierre de emergencia.

El tiempo de desconexión del RCD es de 0.05 a 0.2 s. En ningún caso debería ser más de 0.3s. Un tiempo de apagado más prolongado conlleva graves consecuencias de la influencia de la corriente eléctrica en el cuerpo humano.

Un ejemplo gráfico del funcionamiento de un RCD durante la formación de una corriente de fuga en una red. La corriente en la salida del RCD es mayor en magnitud que la corriente en la entrada. El equilibrio se altera, como resultado de lo cual se abre el contacto.

Debe recordarse que el RCD responde solo a la aparición de corrientes de fuga en la sección del circuito ubicada después del RCD. Si se produce una fuga en el sitio antes del RCD, no cumplirá su función.

Un ejemplo de las acciones del dispositivo en caso de una fuga en el circuito que llega al RCD. En este caso, el saldo actual en la entrada y salida del dispositivo no se viola, el dispositivo no funciona:

El elemento estructural principal del RCD está hecho en forma de transformador de corriente 1. El transformador de corriente está hecho en un núcleo ferromagnético toroidal. El transformador de corriente tiene tres devanados. Dos de estos devanados tienen una dirección diferente.Uno se alimenta del cable de fase L3 y el otro del cero N. El tercer devanado 2 es un devanado de control. La corriente I1 pasa a través del devanado de fase y la corriente I2 a través de la corriente cero (hacia y desde el equipo eléctrico, respectivamente). La bobina de la bobina de control en modo de funcionamiento normal no tiene voltaje inducido.

En el modo de funcionamiento normal, la corriente que fluye en los dos devanados primarios se dirige en sentido opuesto, pero de igual magnitud. En este momento, aparecen dos flujos magnéticos en el núcleo del transformador, que tienen la dirección opuesta y, por lo tanto, se compensan. El flujo magnético total (completo) en cualquier momento es igual a cero (Ф1 + Ф2 = 0).

Cuando una persona toca un conductor vivo, una corriente diferente en magnitud de la corriente que fluye a través del conductor neutro fluirá en el conductor de fase. El equilibrio actual y el equilibrio de los campos magnéticos en el transformador de corriente del RCD están alterados. La corriente que fluye a través del cable de fase es mayor, ya que la corriente de fuga I se agrega a la corriente nominal I. Para un transformador, esta corriente diferencial es diferente de la corriente nominal. Si se viola el equilibrio de los flujos magnéticos en el transformador, el flujo magnético total adquiere un valor diferente de cero (F1 + Ф2 ≠ 0). De acuerdo con las leyes físicas, dicho flujo magnético crea una corriente eléctrica en el conductor del devanado de control 2 del transformador de corriente UZO 1. La corriente, habiendo alcanzado el valor necesario para la operación del relé de disparo 2, desconecta el mecanismo de contacto del UZO. Como resultado, el dispositivo eléctrico ubicado después de que el RCD se desactive. Y también todo el circuito eléctrico que suministra energía al consumidor permanece sin voltaje. Una persona que toca cualquier parte de dicho circuito se salva de la acción de la corriente eléctrica debido al funcionamiento de los RCD.

Cómo recoger

El primer parámetro por el cual se selecciona el RCD es el tipo de cableado en la habitación donde se instalará el dispositivo. Para habitaciones con un voltaje de cableado de dos fases de 220 V, es adecuado un RCD con dos polos. En el caso del cableado trifásico (apartamentos modernos, instalaciones semiindustriales e industriales), se debe instalar un dispositivo de cuatro polos.

Para instalar el circuito correcto del dispositivo de protección, necesitará varios dispositivos de protección de diferentes clasificaciones. La diferencia estará en el lugar de su instalación y el tipo de circuito a proteger.

La selección de los RCD debe realizarse teniendo en cuenta ciertos parámetros eléctricos en la red eléctrica doméstica, a saber:

• La corriente de corte del RCD debe ser mayor que la corriente más grande consumida en la habitación (apartamento) en un 25%. La magnitud de la corriente máxima se puede encontrar en las estructuras de servicios públicos que sirven a las instalaciones (oficina de vivienda, servicio de energía).
• La corriente nominal del RCD, debe elegirse con un margen en relación con la corriente nominal del interruptor automático de la máquina que protege la sección del circuito. Por ejemplo, si el disyuntor está diseñado para una corriente de 10 A, entonces el RCD debe seleccionarse con una corriente de 16A. Debe tenerse en cuenta que el RCD protege exclusivamente contra fugas, y no contra sobrecargas y cortocircuitos. A partir de esto, un requisito obligatorio es la instalación de un interruptor automático en una sección del circuito junto con un RCD.
• Corriente diferencial RCD. El valor de la corriente de fuga, en el momento en que se produce la desconexión de emergencia del dispositivo. En locales domésticos, para garantizar la protección de varios consumidores (grupo de salidas, grupo de accesorios), se selecciona un RCD con un ajuste de corriente diferencial de 30 mA. Elegir un dispositivo con una configuración más baja está plagado de frecuentes cierres falsos de RCD (las fugas de corriente siempre están presentes en la red de cualquier habitación, incluso durante la carga mínima). Para grupos o consumidores individuales que se encuentran en condiciones de alta humedad (ducha, lavavajillas, lavadora), se debe instalar un RCD con un valor de corriente diferencial de 10 mA. Las condiciones de funcionamiento en un ambiente húmedo se consideran particularmente peligrosas desde el punto de vista de la seguridad eléctrica. No necesita instalar un solo RCD en muchos grupos de consumidores. Para habitaciones pequeñas, está permitido instalar un RCD con una corriente establecida de 30 mA en el blindaje de entrada de la red eléctrica.Pero con dicha instalación, durante una operación de emergencia, el RCD desconectará la electricidad en todo el departamento. Será correcto instalar un RCD para cada grupo de consumidores y un dispositivo de entrada con la corriente más alta establecida. (Los detalles de la disposición de los dispositivos de protección se analizan a continuación).
• Y también el RCD se selecciona de acuerdo con el tipo de corriente diferencial. Para las redes de CA, se fabrican dispositivos con marcado (AC).

Diagrama de conexión RCD

El principio de instalar un RCD en una red de suministro de energía de dos cables

En las premisas del diseño anterior, se usa cableado de dos hilos (fase / cero). El conductor de puesta a tierra con este esquema está ausente. La ausencia de un conductor de puesta a tierra no puede afectar el funcionamiento efectivo de un RCD. Un RCD bipolar montado en una habitación con este tipo de cableado funcionará correctamente.

La diferencia entre instalar un RCD con y sin conexión a tierra es solo en el principio de desconectar el dispositivo. En un circuito con conexión a tierra, el dispositivo funcionará cuando aparezca una corriente de fuga en la red, y en un circuito sin conexión a tierra, cuando una persona toque el cuerpo del dispositivo que está expuesto a una fuga de corriente.

Un ejemplo de instalación de un RCD en un apartamento con una red eléctrica monofásica de dos cables (diagrama):

El esquema especificado también es adecuado para un grupo de consumidores. Por ejemplo, para equipos eléctricos de cocina e iluminación. En este caso, después de la introducción del interruptor automático, se instala un RCD, que protege la sección del circuito y los aparatos eléctricos ubicados después.

Para una red eléctrica de dos cables de un apartamento de varias habitaciones, es preferible instalar un RCD de entrada después del disyuntor de entrada, y desde el RCD de entrada, ramificar el cableado a todos los grupos de consumidores necesarios, teniendo en cuenta su capacidad y ubicación de instalación. En este caso, se establece un RCD con un ajuste de corriente diferencial más bajo que el RCD de entrada para cada grupo de consumidores. Cada grupo RCD está equipado con un disyuntor sin fallas, esto es necesario para proteger contra la corriente de cortocircuito y sobrecarga de la red eléctrica y el propio RCD.

En la figura se muestra un ejemplo del diagrama de cableado eléctrico para un edificio residencial de varias habitaciones, que está protegido por disyuntores de corriente residual.

Otra ventaja de instalar un RCD introductorio es su propósito de protección contra incendios. Tal dispositivo monitorea la presencia de los valores máximos posibles de la corriente de fuga en todas las secciones del circuito eléctrico.

El costo de instalar un sistema de protección multinivel de este tipo es más alto que el de un sistema con un RCD. La ventaja indudable de un sistema multinivel es la autonomía de cada sección protegida del circuito.

Para una comprensión objetiva del proceso de conectar correctamente un RCD en un circuito eléctrico de dos cables, se muestra un video.

Este video se encontró en el recurso en línea de Youtube, se usa solo con fines educativos y no es un anuncio.

Video: diagrama de instalación de RCD

Diagrama de conexión RCD en un circuito eléctrico de tres hilos (trifásico)

Tal esquema es el más común. Utiliza un RCD de cuatro polos, y el principio mismo se conserva, como en un circuito de dos fases que usa un RCD de dos polos.

Cuatro cables entrantes, tres de los cuales fase (A, B, C) y neutro (neutro) están conectados a los terminales de entrada del RCD, de acuerdo con la marca de terminal (L1, L2, L3, N) aplicada al dispositivo.

Un esquema similar para la conexión correcta de los cables al dispositivo se encuentra en el pasaporte RCD o se aplica directamente al cuerpo del producto.

La ubicación del terminal cero puede diferir en los RCD de diferentes fabricantes. Es importante observar la conexión correcta en la entrada y salida del dispositivo, el funcionamiento correcto del RCD depende de esto. Por lo demás, el orden de conexión de las fases no afecta el funcionamiento del RCD.

Es importante recordar que las corrientes operativas nominales de los RCD trifásicos son relativamente grandes. Dichos dispositivos tienen más propósitos de protección contra incendios y se utilizan RCD separados con una clasificación más baja para cada sección del circuito para proteger a una persona de una descarga eléctrica.

Para una comprensión objetiva del diagrama de conexión RCD en un circuito trifásico, se proporciona un diagrama, un ejemplo.

Se puede ver en el diagrama que el circuito eléctrico ramificado después del RCD de cuatro polos de entrada se hace similar al circuito de dos hilos para conectar el RCD. Como en el ejemplo anterior, cada sección del circuito está protegida por un dispositivo RCD contra corrientes de fuga, y por un interruptor automático contra corrientes de cortocircuito y sobrecarga en la red. En este caso, se utilizan disyuntores unipolares. Solo un cable de fase está conectado a través de ellos. El cable neutro se acerca al terminal RCD, sin pasar por el disyuntor. No es necesario conectar los conductores cero a un nodo común después de salir del RCD, esto conducirá a falsos positivos de los dispositivos.

El RCD de entrada en este caso tiene una clasificación de corriente de trabajo de 32 A, y los RCD en secciones individuales tienen clasificaciones de 10-12 A y configuraciones de corriente diferencial de 10-30 mA.

Errores durante la instalación y conexión de RCD

Errores típicos al conectar dispositivos de protección RCD:

• Como se indicó anteriormente, la conexión de los conductores cero a un nodo común después de que salen del RCD. Esto hace que el dispositivo no funcione correctamente. Para verificar el correcto ensamblaje del circuito, es necesario conectar un dispositivo eléctrico a la salida (cuyo circuito protege el RCD) y monitorear el funcionamiento del RCD. Si no se daña, la instalación se completa correctamente.
• El error es conectar los conductores neutro y de tierra. En este caso, el RCD no podrá responder a la diferencia de corrientes en el conductor neutro. Tal diseño de circuito está plagado de frecuentes cortes de energía y el peligro de ser energizado con un circuito de tierra inoperativo.
• La conexión al cable neutro del RCD de los conductores de toma de tierra de los enchufes también es un error. Dichas acciones están plagadas de peligro de exposición al estrés. Y también este circuito puede causar un cortocircuito.

Para mayor claridad, se presenta un video sobre el tema de los errores típicos con la autoinstalación de los RCD.

Este video se encontró en el recurso en línea de Youtube, se usa solo con fines educativos y no es un anuncio.

Video: fallas al conectar un dispositivo de protección

Sin lugar a dudas, la seguridad humana es una prioridad en la operación de cualquier equipo, especialmente eléctrico. La implementación de circuitos seguros de suministro de energía es a menudo una tarea abrumadora para una persona no calificada. Si se toma la decisión de instalar los elementos protectores de la red eléctrica, pero persisten las dudas, es mejor contactar a profesionales. De hecho, el funcionamiento correcto y seguro de cualquier equipo eléctrico depende directamente de la calidad de la instalación.