Collegamento di un RCD a una rete monofase con messa a terra: schema, raccomandazioni, principio di funzionamento

La protezione della rete elettrica e del corpo dell'utente è un requisito necessario quando si utilizzano circuiti elettrici. Vari tipi di dispositivi vengono utilizzati come dispositivi di protezione, come gli RCD (dispositivo spegnimento di protezione), difavtomat, interruttori, inoltre, un elemento importante è la presenza messa a terra. Il collegamento dell'RCD a una rete monofase con messa a terra proteggerà quasi completamente il consumatore dalle scosse elettriche e aumenterà la sicurezza della rete elettrica nel suo insieme.

Scopo della messa a terra

Una linea elettrica che utilizza la messa a terra viene posata utilizzando un cavo a tre fili. Ogni filo del cavo collega gli elementi del suo circuito ed è: fase (L), neutro (PE) e terra (PN). Il valore che si verifica tra il filo di fase e lo zero è chiamato tensione di fase. È 220 volt o 380 volt, a seconda del tipo di sistema.

La messa a terra è progettata per collegare le parti metalliche degli apparecchi elettrici con un circuito appositamente realizzato, sepolto nel terreno.

Queste parti possono entrare in tensione se l'apparecchiatura stessa o l'isolamento del cablaggio sono difettosi. Se esiste una connessione PN, ci sarà effettivamente un cortocircuito tra il conduttore di fase e la terra. La corrente, scegliendo il percorso con la minor resistenza, si scaricherà nel terreno. Questa corrente è chiamata corrente di dispersione. Quando si toccano parti metalliche, la tensione su di esse sarà inferiore e, di conseguenza, inferiore al valore della corrente dannosa.

La messa a terra è necessaria anche per il funzionamento di dispositivi come gli RCD. Se i punti conduttivi dei dispositivi non sono collegati a terra, la corrente di dispersione non si verificherà e l'RCD non funzionerà. Esistono diversi tipi di messa a terra, ma per uso domestico solo due sono comuni:

1. TN-C. Il tipo in cui i conduttori di neutro e di terra sono combinati tra loro, in altre parole, la messa a terra. Questo sistema è stato sviluppato nel 1913 dalla società tedesca AEG. Uno svantaggio significativo è che quando si apre lo zero, appare una tensione sui casi del dispositivo, che supera la tensione di fase di 1,7 volte.
2. TN-S. Il tipo, sviluppato da ingegneri francesi, fu introdotto nel 1930. I cavi neutro e terra sono indipendenti l'uno dall'altro e sono divisi tra loro nelle sottostazioni. Questo approccio all'organizzazione del contatto di messa a terra ha permesso di creare dispositivi di misurazione della corrente differenziale (perdita) che funzionano secondo il principio del confronto della corrente in fili diversi.

Come spesso accade, nei grattacieli viene utilizzata solo una linea a due fili, composta da una fase e da uno zero. Pertanto, per creare una protezione ottimale, è meglio metterla a terra ulteriormente. Per l'autorealizzazione della linea di messa a terra, un triangolo viene saldato da angoli metallici. La sua lunghezza consigliata dei lati è di 1,2 metri. I montanti verticali con una lunghezza di almeno 1,5 metri sono saldati ai vertici del triangolo.

Si ottiene così una struttura costituita da una striscia di messa a terra verticale e orizzontale. Inoltre, la struttura stessa è interrata con colonne fino a una profondità di almeno mezzo metro dalla superficie alla base del triangolo. Un bus conduttivo è avvitato a questa base con un bullone o saldato, fungendo da terzo filo che collega gli alloggiamenti dello strumento a terra.

Il principio di funzionamento del dispositivo di protezione

Grazie all'aspetto del sistema TN-S, è stato sviluppato un dispositivo che è stato ampiamente utilizzato per proteggere il corpo dagli effetti dannosi della corrente elettrica. I primi dispositivi sono stati presentati dalla società tedesca RWE.

Durante il funzionamento, l'RCD viene utilizzato in combinazione con un altro importante dispositivo di protezione, come un automatico interruttore, progettato per proteggere i cavi elettrici da incendi e bruciature delle parti di contatto sistemi.

Con un valore elevato della corrente che passa attraverso l'RCD, il dispositivo non funzionerà, ma si guasterà.

Pertanto, non può sostituire un interruttore automatico ed è destinato all'uso con esso in combinazione. Esistono vari tipi di installazione RCD. La più diffusa è la collocazione del dispositivo di protezione su guida din in un quadro elettrico. Per questo, il dispositivo ha un fermo nel suo design. E ci sono anche modelli che si collegano direttamente alla presa. Il dispositivo di protezione, indipendentemente dal metodo di installazione, deve essere sempre posizionato davanti al dispositivo elettrico protetto.

La custodia RCD, destinata all'installazione su guida din, è realizzata in plastica dielettrica multicomponente e strutturalmente non è molto diversa da altri dispositivi di protezione. Le principali differenze rispetto all'interruttore sono nel posizionamento del pulsante di accensione e nella presenza di un pulsante di test del dispositivo. Allo stesso tempo, esiste un dispositivo simile nell'aspetto e nello scopo: un automa differenziale. Tale dispositivo combina sotto il suo alloggiamento sia un RCD che un interruttore automatico. Si distinguono visivamente per le loro dimensioni: il differenziale è più piccolo.

Caratteristiche del progetto

Il suo lavoro si basa sulla prima legge di Kirghof, che afferma: la somma delle correnti che entrano nel nodo è uguale alla somma delle correnti che escono dal nodo. Pertanto, il valore della corrente che attraversa il dispositivo di protezione lungo il conduttore di fase deve coincidere con il suo valore che scorre attraverso il conduttore di neutro.

Sulla base di ciò, il dispositivo analizza il valore della corrente nei fili ad esso collegati e, in caso di differenza di valori, interrompe l'alimentazione. La struttura del RCD comprende i seguenti elementi principali:

• terminali di contatto;
• tasto di accensione;
• relè elettromeccanico o circuito elettronico;
• trasformatore;
• catena di prova.

L'elemento principale del dispositivo è un trasformatore toroidale con due avvolgimenti. Fluendo attraverso il circuito nelle direzioni avanti e indietro, la corrente crea il proprio flusso magnetico variabile in ciascun avvolgimento. La grandezza di questi flussi magnetici è uguale in grandezza, ma diversa nella direzione. Di conseguenza, il campo magnetico risultante è zero.

Se si verifica una rottura dello strato isolante sulla linea elettrica o un differenza di potenziale, quindi in questi luoghi, quando si interagisce con elementi conduttivi esterni, sorge una corrente perdite. Per questo, gli elementi conduttivi devono creare il proprio circuito chiuso per il passaggio della corrente. Di conseguenza, una parte della corrente viene assorbita dal nuovo circuito e l'equilibrio dei campi magnetici nel trasformatore viene disturbato. Nell'avvolgimento secondario sorge una forza elettromotrice (EMF), che porta al funzionamento del relè, che apre la linea elettrica.

Caratteristiche RCD

Di tutte le caratteristiche, prima di tutto, viene prestata attenzione alla potenza e alla corrente di dispersione di esercizio. Per il dispositivo di ingresso, viene selezionata una corrente di dispersione di 300 mA e calcolata per i singoli dispositivi - 10-30 mA. La potenza dell'RCD è selezionata del 10-15 percento in più rispetto al suo consumo totale da parte del carico.

1. Tensione di lavoro. Il valore di tensione effettiva a cui sono garantite le prestazioni dell'RCD.
2. Corrente di carico di lavoro. La quantità di corrente passata dall'RCD senza modificarne i parametri.
3. Corrente differenziale di interruzione di esercizio. L'entità della corrente che causa il viaggio.
4. Intervallo operativo di temperatura. Indica il valore al quale viene mantenuta la performance dello strumento.
5. Tempo di intervento RCD. Questo è il tempo che trascorrerà prima che la linea elettrica si interrompa in caso di emergenza.
6. Numero di poli. Un polo è un contatto a cui è collegato un filo di una linea elettrica. Il loro numero dipende dal tipo di rete. Il dispositivo può contenere da uno a quattro poli.
7. Tipo di protezione. Dipende dalla forma della corrente differenziale.
8. Tipo di lavoro. Esiste un tipo elettromeccanico e uno elettronico.

Collegamento alla linea di alimentazione

Le regole per le installazioni elettriche (PUE) indicano che il collegamento di un RCD senza una linea di terra è indesiderabile. Ma non è previsto ovunque ed è possibile organizzare la messa a terra. Rispondendo alla domanda su come collegare un RCD in un appartamento senza messa a terra, è necessario considerare due possibili casi quando si installa un dispositivo di protezione:

1. Il dispositivo di protezione è installato, ma non c'è messa a terra nell'appartamento. In questo caso, quando si verifica un guasto sulla custodia e su di essa appare una differenza di potenziale, l'RCD non sarà in grado di rilevare una situazione di emergenza fino a quando non si verifica un circuito per una corrente di dispersione. Questo può accadere quando una persona tocca un apparecchio malfunzionante e un oggetto associato al profilo del suolo. Ad esempio, tubi di alimentazione dell'acqua; o semplicemente stare a terra con un isolamento insufficiente dal suolo. Solo in questo caso si avrà una dispersione di corrente, e il dispositivo di protezione funzionerà, mentre per breve tempo la persona avvertirà una scossa elettrica, senza però recare danni alla salute.
2. Il dispositivo di protezione è installato, la messa a terra è presente. Questo è il modo più favorevole per organizzare la protezione, che consente di disattivare immediatamente l'area problematica nel circuito, senza attendere che venga interessata. Al momento del guasto alla custodia, collegata direttamente a terra, appare immediatamente una corrente di dispersione, che viene fissata dal dispositivo di protezione. La quantità di corrente alla quale il dispositivo scatterà dipende dalla sua corrente residua nominale. Questa corrente RCD può avere il seguente valore: 6 mA, 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA.

Pertanto, il collegamento di un RCD a una rete monofase senza messa a terra è il più possibile come con esso. In questo caso, verrà utilizzato il circuito di fase zero per tenere conto del dispositivo.

Schema di collegamento

Il metodo di posizionamento dell'RCD nel cruscotto è rigorosamente verticale. La parte fissa della leva di comando deve essere in alto, cioè il dispositivo si accende spostando la leva dal basso verso l'alto. Il dispositivo è posizionato in luoghi che forniscono libero accesso ad essi, escludendo la possibilità di danni meccanici.

Esistono due modi per collegare un dispositivo: selettivo e non selettivo.

Nel primo caso vengono utilizzati più dispositivi di protezione, ognuno dei quali è collegato alla propria linea con il carico protetto. Nel secondo caso viene installato un interruttore differenziale per l'intero appartamento.

Il filo è collegato ad un'interruzione della linea elettrica ai terminali dei blocchetti predisposti per il serraggio a vite. Secondo lo standard accettato, i fili in ingresso sono collegati ai terminali superiori e quelli che vanno al carico sono avvolti dal basso.

Quando si collega il dispositivo, attenersi al seguente schema:

1. Il dispositivo è montato in modo sicuro su una guida din mediante un fermo a scatto.
2. Un dispositivo differenziale viene utilizzato come automa di input. I fili, spogliati dell'isolamento, vengono inseriti nei morsetti a vite del dispositivo e fissati con una vite. La fase e lo zero sono collegati ai terminali della macchina differenziale e la terra è collegata a un bus separato. L'autobus si presenta come una rotaia costituita da un conduttore con una serie di morsetti per diramare i fili.
3. Dall'uscita del dispositivo differenziale, il filo di fase va agli interruttori unipolari installati su ciascun gruppo elettrico. Il conduttore di terra è collegato al bus comune.
4. Quindi i fili dall'uscita dell'interruttore sono collegati all'RCD. Il filo di fase all'ingresso L e il filo neutro al terminale di ingresso N.
5. Successivamente, viene posata una linea direttamente dalle uscite dell'RCD e del blocco di terra alle prese protette in ogni stanza.
6. Nella stanza, tutti e tre i fili sono collegati ai raccordi elettrici utilizzati.

Al termine del lavoro, viene verificata l'operatività del dispositivo.

Per fare ciò, premere il pulsante "test" su di esso, che simula un guasto nella linea. Se la domanda è come collegare un RCD senza messa a terra, il circuito non cambierà. Quando si utilizzano RCD locali progettati per essere installati in una presa, è ancora più semplice: è sufficiente collegare il dispositivo alla presa e collegare il dispositivo elettrico ad esso.