Anschluss eines RCD an ein einphasiges Netz mit Erdung: Schema, Empfehlungen, Funktionsprinzip

Der Schutz des Stromnetzes und des Körpers des Benutzers ist bei der Verwendung von Stromkreisen eine notwendige Voraussetzung. Als Schutzeinrichtungen werden verschiedene Gerätetypen verwendet, wie z. B. RCDs (Geräte Schutzabschaltung), Diffavtomaten, Schalter, außerdem ist ein wichtiges Element die Anwesenheit Erdung. Der Anschluss des RCD an ein einphasiges Netz mit Erdung schützt den Verbraucher fast vollständig vor Stromschlägen und erhöht die Sicherheit des gesamten Stromnetzes.

Erdungszweck

Eine elektrische Leitung mit Erdung wird mit einem dreiadrigen Kabel verlegt. Jeder Draht des Kabels verbindet die Elemente seines Stromkreises und ist: Phase (L), Neutral (PE) und Erde (PN). Der Wert, der zwischen dem Phasendraht und Null auftritt, wird als Phasenspannung bezeichnet. Je nach Anlagentyp sind es 220 Volt oder 380 Volt.

Die Erdung dient dazu, die Metallteile von Elektrogeräten mit einem speziell hergestellten Stromkreis zu verbinden, der im Boden vergraben ist.

Diese Teile können unter Spannung stehen, wenn das Gerät selbst oder die Isolierung der Verkabelung defekt ist. Bei vorhandener PN-Verbindung liegt tatsächlich ein Kurzschluss zwischen Außenleiter und Erde vor. Der Strom, der den Weg mit dem geringsten Widerstand wählt, fließt in den Boden. Dieser Strom wird Leckstrom genannt. Beim Berühren von Metallteilen ist die Spannung an ihnen geringer und dementsprechend geringer als der Wert des schädlichen Stroms.

Auch für den Betrieb von Geräten wie RCDs ist eine Erdung erforderlich. Wenn die leitenden Stellen der Geräte nicht geerdet sind, tritt kein Ableitstrom auf und der RCD funktioniert nicht. Es gibt verschiedene Arten der Erdung, aber für den Hausgebrauch sind nur zwei gebräuchlich:

1. TN-C. Die Art, in der Neutral- und Erdleiter miteinander verbunden sind, also Erdung. Dieses System wurde 1913 von der deutschen Firma AEG entwickelt. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, dass beim Öffnen der Null eine Spannung an den Gerätegehäusen auftritt, die die Phasenspannung um das 1,7-fache überschreitet.
2. TN-S. Der von französischen Ingenieuren entwickelte Typ wurde 1930 eingeführt. Neutral- und Erdleiter sind voneinander unabhängig und werden in Umspannwerken untereinander aufgeteilt. Dieser Ansatz bei der Organisation des Erdungskontakts ermöglichte die Schaffung von Differenzstrom-(Leck)-Messgeräten, die nach dem Prinzip des Vergleichens der Stromstärke in verschiedenen Drähten arbeiten.

In Hochhäusern wird wie so oft nur eine Zweidrahtleitung verwendet, die aus einer Phase und einer Null besteht. Um einen optimalen Schutz zu schaffen, ist es daher besser, ihn zusätzlich zu erden. Zur Selbsterfüllung der Erdungslinie wird aus Metallecken ein Dreieck geschweißt. Die empfohlene Seitenlänge beträgt 1,2 Meter. An den Eckpunkten des Dreiecks werden vertikale Pfosten mit einer Länge von mindestens 1,5 Metern angeschweißt.

Somit wird eine Struktur erhalten, die aus einem vertikalen und einem horizontalen Erdungsstreifen besteht. Darüber hinaus ist die Struktur selbst mit Säulen bis zu einer Tiefe von mindestens einem halben Meter von der Oberfläche bis zur Basis des Dreiecks im Boden vergraben. An diesen Sockel ist ein leitfähiger Bus mit einer Schraube angeschraubt oder angeschweißt, der als dritter Draht dient, der die Instrumentengehäuse mit der Erde verbindet.

Das Funktionsprinzip des Schutzgeräts

Dank des TN-S-Systems wurde ein Gerät entwickelt, das weit verbreitet ist, um den Körper vor den schädlichen Auswirkungen von elektrischem Strom zu schützen. Die ersten Geräte wurden von der deutschen Firma RWE präsentiert.

Während des Betriebs wird der RCD in Verbindung mit einer anderen wichtigen Schutzeinrichtung verwendet, z. B. einer automatischen Schalter, der elektrische Leitungen vor Feuer und Durchbrennen von Kontaktteilen schützen soll Systeme.

Bei einem hohen Wert des durch den RCD fließenden Stroms funktioniert das Gerät nicht, sondern fällt selbst aus.

Daher kann er einen Leistungsschalter nicht ersetzen und ist für die Verwendung mit ihm in Kombination vorgesehen. Es gibt verschiedene Arten der RCD-Installation. Am weitesten verbreitet ist die Anordnung des Schutzgerätes auf einer DIN-Schiene in einer Schalttafel. Dafür hat das Gerät einen Riegel im Design. Und es gibt auch Modelle, die direkt in die Steckdose stecken. Das Schutzgerät muss sich unabhängig von der Installationsmethode immer vor dem geschützten elektrischen Gerät befinden.

Das für die Montage auf einer DIN-Schiene vorgesehene RCD-Gehäuse besteht aus dielektrischem Mehrkomponenten-Kunststoff und unterscheidet sich strukturell kaum von anderen Schutzgeräten. Die Hauptunterschiede zum Schutzschalter liegen in der Platzierung des Netzschalters und dem Vorhandensein eines Gerätetestknopfes. Gleichzeitig gibt es auch ein in Form und Zweck ähnliches Gerät - einen Differentialautomaten. Ein solches Gerät vereint unter seinem Gehäuse sowohl einen RCD als auch einen Leistungsschalter. Optisch sind sie durch ihre Abmessungen zu unterscheiden: Der Fehlerstromschutzschalter ist kleiner.

Design-Merkmale

Seine Arbeit basiert auf dem ersten Kirghofschen Gesetz, das besagt: Die Summe der Ströme, die in den Knoten eintreten, ist gleich der Summe der Ströme, die den Knoten verlassen. Daher muss der Wert des Stroms, der durch die Schutzvorrichtung entlang des Phasenleiters fließt, mit seinem Wert übereinstimmen, der durch den Neutralleiter fließt.

Auf dieser Grundlage analysiert das Gerät den Wert des Stroms in den daran angeschlossenen Drähten und schaltet bei Wertunterschieden die Stromversorgung ab. Die Struktur des RCD umfasst die folgenden Hauptelemente:

• Kontaktklemmen;
• Kraftschlüssel;
• elektromechanisches Relais oder elektronische Schaltung;
• Transformator;
• Testkette.

Das Hauptelement des Geräts ist ein Ringkerntransformator mit zwei Wicklungen. Der Strom fließt durch den Stromkreis in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und erzeugt in jeder Wicklung seinen eigenen variablen magnetischen Fluss. Die Größe dieser magnetischen Flüsse ist gleich groß, aber unterschiedlich in Richtung. Als Ergebnis ist das resultierende Magnetfeld Null.

Tritt auf der elektrischen Leitung eine Verletzung der Isolierschicht auf oder a Potentialdifferenz, dann entsteht an diesen Stellen bei Wechselwirkung mit äußeren leitfähigen Elementen ein Strom undicht. Dazu müssen leitfähige Elemente einen eigenen geschlossenen Stromkreis für den Stromdurchgang bilden. Dadurch wird ein Teil des Stroms von der neuen Schaltung aufgenommen und das Gleichgewicht der Magnetfelder im Transformator gestört. In der Sekundärwicklung entsteht eine elektromotorische Kraft (EMK), die zum Ansprechen des Relais führt, wodurch die elektrische Leitung geöffnet wird.

RCD-Eigenschaften

Von allen Eigenschaften wird zunächst auf die Leistung und den Betriebsableitstrom geachtet. Für das Eingabegerät wird ein Ableitstrom von 300 mA ausgewählt und für einzelne Geräte berechnet - 10-30 mA. Die Leistung des RCD wird 10-15 Prozent höher gewählt als sein Gesamtverbrauch durch die Last.

1. Betriebsspannung. Der effektive Spannungswert, bei dem die RCD-Leistung gewährleistet ist.
2. Arbeitslaststrom. Die Strommenge, die vom RCD durchgelassen wird, ohne seine Parameter zu ändern.
3. Betriebsausschaltdifferenzstrom. Die Stärke des Stroms, der die Auslösung verursacht.
4. Betriebstemperaturbereich. Gibt den Wert an, bei dem die Leistung des Instruments gehalten wird.
5. RCD-Auslösezeit. Dies ist die Zeit, die im Notfall vergeht, bis die elektrische Leitung unterbrochen wird.
6. Anzahl der Stangen. Ein Pol ist ein Kontakt, an den ein Draht einer Stromleitung angeschlossen ist. Ihre Anzahl hängt von der Art des Netzwerks ab. Das Gerät kann ein bis vier Pole enthalten.
7. Schutzart. Hängt von der Form des Differenzstroms ab.
8. Art von Arbeit. Es gibt einen elektromechanischen Typ und einen elektronischen.

Stromleitungsanschluss

Die Regeln für elektrische Installationen (PUE) weisen darauf hin, dass der Anschluss eines RCD ohne Erdleitung unerwünscht ist. Aber nicht überall ist gesorgt und es ist möglich, ein Grounding zu organisieren. Um die Frage zu beantworten, wie ein RCD in einer Wohnung ohne Erdung angeschlossen wird, müssen bei der Installation eines Schutzgeräts zwei mögliche Fälle berücksichtigt werden:

1. Das Schutzgerät ist installiert, aber es gibt keine Erdung in der Wohnung. Wenn in diesem Fall ein Durchschlag am Gehäuse auftritt und eine Potenzialdifferenz daran auftritt, kann der RCD eine Notfallsituation erst erkennen, wenn ein Fehlerstromkreis auftritt. Dies kann passieren, wenn eine Person ein defektes Gerät und einen der Bodenkontur zugeordneten Gegenstand berührt. Zum Beispiel Wasserversorgungsrohre; oder stehen einfach auf dem Boden mit unzureichender Isolierung vom Boden. Nur in diesem Fall tritt ein Leckstrom auf und die Schutzvorrichtung funktioniert, während die Person für kurze Zeit einen Stromschlag spürt, der jedoch keine Gesundheitsschäden verursacht.
2. Das Schutzgerät ist installiert, Erdung ist vorhanden. Dies ist die günstigste Art, den Schutz zu organisieren, mit dem Sie den Problembereich im Stromkreis sofort ausschalten können, ohne darauf zu warten, dass er betroffen ist. Im Moment des Durchschlags des Gehäuses, das direkt mit der Erde verbunden ist, tritt sofort ein Ableitstrom auf, der durch die Schutzvorrichtung behoben wird. Die Stromstärke, bei der das Gerät auslöst, hängt von seinem Bemessungsfehlerstrom ab. Dieser RCD-Strom kann folgenden Wert haben: 6 mA, 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA.

Somit ist der Anschluss eines RCD an ein einphasiges Netz ohne Erdung genauso möglich wie damit. In diesem Fall wird die Phase-Null-Schaltung verwendet, um das Gerät zu berücksichtigen.

Schaltplan

Die Platzierung des RCD im Armaturenbrett ist streng vertikal. Der feststehende Teil des Bedienhebels muss oben liegen, dh das Gerät wird durch Umlegen des Hebels von unten nach oben eingeschaltet. Das Gerät wird an Orten platziert, die freien Zugang zu ihnen bieten, wobei die Möglichkeit einer mechanischen Beschädigung ausgeschlossen ist.

Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Gerät anzuschließen: selektiv und nicht selektiv.

Im ersten Fall werden mehrere Schutzgeräte verwendet, von denen jedes mit einer eigenen Leitung mit der geschützten Last verbunden ist. Im zweiten Fall wird eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung für die gesamte Wohnung installiert.

Die Ader wird mit einer Unterbrechung in der elektrischen Leitung an die Klemmen der Klemmblöcke für Schraubklemmung angeschlossen. Gemäß dem anerkannten Standard werden die ankommenden Drähte an den oberen Klemmen angeschlossen und die zur Last führenden werden von unten aufgewickelt.

Beachten Sie beim Anschließen des Geräts folgendes Schema:

1. Das Gerät wird mit einem Klinkenschloss sicher auf einer Hutschiene montiert.
2. Als Eingabeautomat wird ein differentielles Gerät verwendet. Die abisolierten Adern werden in die Schraubklemmen des Gerätes eingesteckt und mit einer Schraube befestigt. Phase und Null sind mit den Klemmen der Differentialmaschine verbunden, und die Masse ist mit einem separaten Bus verbunden. Der Bus sieht aus wie eine Schiene aus einem Leiter mit einer Reihe von Klemmen zum Verzweigen der Drähte.
3. Vom Ausgang des Differentialgeräts geht der Phasendraht zu einpoligen Leistungsschaltern, die an jeder elektrischen Gruppe installiert sind. Der Erdleiter ist mit dem gemeinsamen Bus verbunden.
4. Dann werden die Drähte vom Ausgang des Leistungsschalters an den RCD angeschlossen. Der Phasendraht zum L-Eingang und der Neutralleiter zum N-Eingangsanschluss.
5. Danach wird eine Leitung direkt von den Ausgängen des RCD und des Erdblocks zu den geschützten Steckdosen in jedem Raum verlegt.
6. Im Raum sind alle drei Leitungen mit den verwendeten Elektroarmaturen verbunden.

Nach Abschluss der Arbeiten wird die Funktionsfähigkeit des Gerätes überprüft.

Drücken Sie dazu den "Test"-Knopf darauf, der einen Fehler in der Leitung simuliert. Wenn die Frage lautet, wie ein RCD ohne Erdung angeschlossen wird, ändert sich der Stromkreis nicht. Bei Verwendung lokaler RCDs für den Einbau in eine Steckdose ist es noch einfacher: Sie müssen nur das Gerät in die Steckdose stecken und das elektrische Gerät daran anschließen.