Podłączenie RCD do sieci jednofazowej z uziemieniem: schemat, zalecenia, zasada działania

Ochrona sieci elektrycznej i ciała użytkownika jest niezbędnym wymogiem przy stosowaniu obwodów elektrycznych. Jako urządzenia ochronne stosuje się różne typy urządzeń, takie jak RCD (urządzenie wyłącznik ochronny), difavtomaty, przełączniki, ponadto ważnym elementem jest obecność grunt. Podłączenie RCD do sieci jednofazowej z uziemieniem prawie całkowicie ochroni konsumenta przed porażeniem elektrycznym i zwiększy bezpieczeństwo całej sieci elektrycznej.

Cel uziemienia

Linia elektryczna z uziemieniem jest układana za pomocą kabla trójżyłowego. Każda żyła kabla łączy elementy jego obwodu i jest: fazą (L), neutralną (PE) i masą (PN). Wartość występująca między przewodem fazowym a zerem nazywana jest napięciem fazowym. Jest to 220 woltów lub 380 woltów, w zależności od typu systemu.

Uziemienie ma na celu połączenie metalowych części urządzeń elektrycznych ze specjalnie wykonanym obwodem, zakopanym w ziemi.

Części te mogą być pod napięciem, jeśli sam sprzęt lub izolacja przewodów jest uszkodzona. Jeśli istnieje połączenie PN, w rzeczywistości wystąpi zwarcie między przewodem fazowym a uziemieniem. Prąd, wybierając drogę o najmniejszym oporze, spłynie do ziemi. Ten prąd nazywany jest prądem upływu. Po dotknięciu części metalowych napięcie na nich będzie mniejsze, a zatem mniejsze niż wartość prądu uszkadzającego.

Uziemienie jest również niezbędne do działania urządzeń takich jak RCD. Jeśli przewodzące miejsca urządzeń nie są uziemione, prąd upływowy nie wystąpi i RCD nie będzie działał. Istnieje kilka rodzajów uziemienia, ale do użytku domowego tylko dwa są powszechne:

1. TN-C. Rodzaj, w którym przewód neutralny i uziemiający są ze sobą połączone, innymi słowy uziemienie. System ten został opracowany w 1913 roku przez niemiecką firmę AEG. Istotną wadą jest to, że po otwarciu zera na obudowach urządzenia pojawia się napięcie, które przekracza napięcie fazowe 1,7 razy.
2. TN-S. Typ, opracowany przez francuskich inżynierów, został wprowadzony w 1930 roku. Przewody neutralne i uziemiające są od siebie niezależne i są rozdzielone między sobą w podstacjach. Takie podejście do organizacji styku uziemiającego umożliwiło stworzenie urządzeń do pomiaru prądu różnicowego (upływu), które działają na zasadzie porównywania wielkości prądu w różnych przewodach.

Jak to często bywa, w wieżowcach stosuje się tylko linię dwuprzewodową, składającą się z fazy i zera. Dlatego, aby stworzyć optymalną ochronę, lepiej ją dodatkowo uziemić. W celu samorealizacji linii uziemiającej trójkąt jest spawany z metalowych narożników. Zalecana długość boków to 1,2 metra. Do wierzchołków trójkąta przyspawane są pionowe słupki o długości co najmniej 1,5 metra.

W ten sposób uzyskuje się strukturę składającą się z pionowego i poziomego paska uziemiającego. Ponadto sama konstrukcja jest zakopana w ziemi kolumnami na głębokość co najmniej pół metra od powierzchni do podstawy trójkąta. Szyna przewodząca jest przykręcona do tej podstawy za pomocą śruby lub przyspawana, służąc jako trzeci przewód łączący obudowy przyrządów z ziemią.

Zasada działania urządzenia zabezpieczającego

Dzięki pojawieniu się systemu TN-S opracowano urządzenie, które znalazło szerokie zastosowanie w ochronie organizmu przed szkodliwym działaniem prądu elektrycznego. Pierwsze urządzenia zaprezentowała niemiecka firma RWE.

Podczas pracy RCD jest używany w połączeniu z innym ważnym urządzeniem zabezpieczającym, takim jak automatyczny przełącznik, który ma na celu ochronę przewodów elektrycznych przed ogniem i wypaleniem części stykowych; systemy.

Przy wysokiej wartości prądu przepływającego przez RCD urządzenie nie będzie działać, ale samo ulegnie awarii.

Dlatego nie może zastąpić wyłącznika i jest przeznaczony do użytku z nim w połączeniu. Istnieją różne rodzaje instalacji RCD. Najbardziej rozpowszechnione jest umiejscowienie urządzenia zabezpieczającego na szynie DIN w rozdzielnicy. W tym celu urządzenie ma w swojej konstrukcji zatrzask. Są też modele, które podłącza się bezpośrednio do gniazdka. Urządzenie zabezpieczające, niezależnie od sposobu montażu, musi zawsze znajdować się przed chronionym urządzeniem elektrycznym.

Obudowa RCD, przeznaczona do montażu na szynie DIN, wykonana jest z dielektrycznego wieloskładnikowego tworzywa sztucznego i konstrukcyjnie niewiele różni się od innych urządzeń zabezpieczających. Główne różnice w stosunku do wyłącznika polegają na umiejscowieniu przycisku zasilania i obecności przycisku testu urządzenia. Jednocześnie istnieje również urządzenie o podobnej formie i przeznaczeniu - automat różnicowy. Takie urządzenie łączy pod swoją obudową zarówno RCD, jak i wyłącznik. Można je wizualnie odróżnić po ich wymiarach: wyłącznik różnicowoprądowy jest mniejszy.

Cechy konstrukcyjne

Jego praca opiera się na pierwszym prawie Kirghofa, które mówi: suma prądów wchodzących do węzła jest równa sumie prądów opuszczających węzeł. Zatem wartość prądu płynącego przez zabezpieczenie wzdłuż przewodu fazowego musi pokrywać się z jego wartością płynącą przez przewód neutralny.

Na tej podstawie urządzenie analizuje wartość prądu w podłączonych do niego przewodach iw przypadku różnicy wartości wyłącza zasilanie. Struktura RCD obejmuje następujące główne elementy:

• zaciski kontaktowe;
• przycisk zasilania;
• przekaźnik elektromechaniczny lub obwód elektroniczny;
• transformator;
• łańcuch testowy.

Głównym elementem urządzenia jest transformator toroidalny z dwoma uzwojeniami. Przepływając przez obwód w kierunku do przodu i do tyłu, prąd wytwarza własny zmienny strumień magnetyczny w każdym uzwojeniu. Wielkość tych strumieni magnetycznych jest równa wielkości, ale różna w kierunku. W rezultacie powstałe pole magnetyczne wynosi zero.

W przypadku naruszenia warstwy izolacyjnej na linii elektrycznej lub a różnica potencjałów, to w tych miejscach, podczas interakcji z zewnętrznymi elementami przewodzącymi, powstaje prąd przecieki. W tym celu elementy przewodzące muszą stworzyć własny obwód zamknięty do przepływu prądu. W rezultacie część prądu jest pobierana przez nowy obwód i równowaga pól magnetycznych w transformatorze zostaje zakłócona. W uzwojeniu wtórnym powstaje siła elektromotoryczna (EMF), która prowadzi do zadziałania przekaźnika, który otwiera linię elektryczną.

Charakterystyka RCD

Spośród wszystkich cech przede wszystkim zwraca się uwagę na moc i roboczy prąd upływu. Dla urządzenia wejściowego wybiera się prąd upływu 300 mA i oblicza się dla poszczególnych urządzeń - 10-30 mA. Moc RCD jest wybierana o 10-15 procent więcej niż jego całkowite zużycie przez obciążenie.

1. Napięcie robocze. Efektywna wartość napięcia, przy której gwarantowana jest wydajność RCD.
2. Prąd obciążenia roboczego. Ilość prądu przepuszczanego przez RCD bez zmiany jego parametrów.
3. Roboczy prąd różnicowy wyłączający. Wielkość prądu powodującego podróż.
4. Zakres temperatury pracy. Wskazuje wartość, przy której utrzymywana jest wydajność instrumentu.
5. Czas zadziałania RCD. Jest to czas, który upłynie do przerwania linii elektrycznej w przypadku awarii.
6. Liczba słupów. Biegun to styk, do którego podłączony jest jeden przewód linii energetycznej. Ich liczba zależy od rodzaju sieci. Urządzenie może zawierać od jednego do czterech słupów.
7. Rodzaj ochrony. Zależy od postaci prądu różnicowego.
8. Rodzaj pracy. Istnieje typ elektromechaniczny i elektroniczny.

Połączenie linii energetycznej

Zasady dotyczące instalacji elektrycznych (PUE) wskazują, że podłączenie RCD bez linii uziemiającej jest niepożądane. Ale nie wszędzie jest zapewnione i możliwe jest zorganizowanie uziemienia. Odpowiadając na pytanie, jak podłączyć RCD w mieszkaniu bez uziemienia, należy wziąć pod uwagę dwa możliwe przypadki podczas instalowania urządzenia zabezpieczającego:

1. Urządzenie zabezpieczające jest zainstalowane, ale w mieszkaniu nie ma uziemienia. W takim przypadku, jeśli w obudowie wystąpi awaria i pojawi się na niej różnica potencjałów, RCD nie będzie w stanie wykryć sytuacji awaryjnej, dopóki nie pojawi się obwód prądu upływowego. Może się to zdarzyć, gdy osoba dotknie wadliwie działającego urządzenia i przedmiotu związanego z konturem podłoża. Na przykład rury doprowadzające wodę; lub po prostu stanie na podłodze z niewystarczającą izolacją od podłoża. Tylko w tym przypadku nastąpi upływ prądu i zabezpieczenie zadziała, a osoba przez krótki czas odczuje porażenie prądem, nie powodujące jednak uszczerbku na zdrowiu.
2. Urządzenie zabezpieczające jest zainstalowane, obecne jest uziemienie. Jest to najkorzystniejszy sposób organizowania ochrony, który pozwala natychmiast wyłączyć problematyczny obszar w obwodzie, nie czekając na jego wpływ. W momencie awarii obudowy bezpośrednio połączonej z ziemią natychmiast pojawia się prąd upływu, który jest ustalany przez urządzenie zabezpieczające. Ilość prądu, przy którym urządzenie wyłączy się, zależy od jego znamionowego prądu różnicowego. Ten prąd RCD może mieć następującą wartość: 6 mA, 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA.

W ten sposób podłączenie RCD do sieci jednofazowej bez uziemienia jest tak możliwe, jak z nim. W takim przypadku obwód fazy zerowej zostanie użyty do uwzględnienia urządzenia.

Diagram połączeń

Sposób umieszczenia RCD w desce rozdzielczej jest ściśle pionowy. Nieruchoma część dźwigni sterującej musi znajdować się na górze, to znaczy urządzenie włącza się, przełączając dźwignię z dołu do góry. Urządzenie umieszczane jest w miejscach zapewniających swobodny do nich dostęp, z wyłączeniem możliwości uszkodzeń mechanicznych.

Istnieją dwa sposoby podłączenia urządzenia: selektywny i nieselektywny.

W pierwszym przypadku stosuje się kilka urządzeń zabezpieczających, z których każde jest podłączone do własnej linii z chronionym obciążeniem. W drugim przypadku dla całego mieszkania zainstalowano jeden wyłącznik różnicowoprądowy.

Przewód jest podłączony do przerwy w linii elektrycznej do zacisków bloków wykonanych pod zacisk śrubowy. Zgodnie z przyjętą normą przewody przychodzące są podłączane do górnych zacisków, a te dochodzące do obciążenia nawijane są od dołu.

Podłączając urządzenie należy przestrzegać następującego schematu:

1. Urządzenie jest bezpiecznie zamontowane na szynie DIN za pomocą zatrzasku.
2. Urządzenie różnicowe jest używane jako automat wejściowy. Przewody pozbawione izolacji wkłada się do zacisków śrubowych urządzenia i mocuje śrubą. Faza i zero są podłączone do zacisków maszyny różnicowej, a masa jest podłączona do oddzielnej magistrali. Szyna wygląda jak szyna wykonana z przewodnika z kilkoma zaciskami do rozgałęziania przewodów.
3. Z wyjścia urządzenia różnicowego przewód fazowy trafia do jednobiegunowych wyłączników zainstalowanych na każdej grupie elektrycznej. Przewód uziemiający jest podłączony do wspólnej szyny.
4. Następnie przewody z wyjścia wyłącznika są podłączone do RCD. Przewód fazowy do wejścia L, a przewód neutralny do zacisku wejściowego N.
5. Następnie linia jest układana bezpośrednio z wyjść RCD i bloku ziemnego do chronionych gniazd w każdym pomieszczeniu.
6. W pomieszczeniu wszystkie trzy przewody są podłączone do zastosowanej armatury elektrycznej.

Po zakończeniu pracy sprawdzana jest sprawność urządzenia.

Aby to zrobić, naciśnij na nim przycisk „test”, który symuluje usterkę w linii. Jeśli pytanie brzmi, jak podłączyć RCD bez uziemienia, obwód się nie zmieni. Korzystając z lokalnych wyłączników RCD zaprojektowanych do zainstalowania w gniazdku, jest to jeszcze łatwiejsze: wystarczy podłączyć urządzenie do gniazdka i podłączyć do niego urządzenie elektryczne.