Pripojenie RCD k jednofázovej sieti s uzemnením: schéma, odporúčania, princíp činnosti

Ochrana elektrickej siete a tela užívateľa je nevyhnutnou požiadavkou pri používaní elektrických obvodov. Ako ochranné zariadenia sa používajú rôzne typy zariadení, ako sú RCD (zariadenia ochranné vypnutie), difavtomaty, spínače, okrem toho je dôležitým prvkom prítomnosť uzemnenie. Pripojenie RCD k jednofázovej sieti s uzemnením takmer úplne ochráni spotrebiteľa pred úrazom elektrickým prúdom a zvýši bezpečnosť elektrickej siete ako celku.

Účel uzemnenia

Elektrické vedenie využívajúce uzemnenie sa položí pomocou trojvodičového kábla. Každý vodič kábla spája prvky svojho obvodu a je: fáza (L), neutrálna (PE) a zem (PN). Hodnota, ktorá sa vyskytuje medzi fázovým vodičom a nulou, sa nazýva fázové napätie. Je to 220 voltov alebo 380 voltov, v závislosti od typu systému.

Uzemnenie je určené na spojenie kovových častí elektrických spotrebičov so špeciálne vyrobeným obvodom, uloženým v zemi.

Tieto časti môžu byť pod napätím, ak je chybné samotné zariadenie alebo izolácia vedenia. Ak existuje spojenie PN, v skutočnosti dôjde ku skratu medzi fázovým vodičom a zemou. Prúd, ktorý si vyberie cestu s najmenším odporom, bude odtekať do zeme. Tento prúd sa nazýva zvodový prúd. Pri dotyku kovových častí bude napätie na nich menšie, a teda menšie ako hodnota škodlivého prúdu.

Uzemnenie je tiež potrebné pre prevádzku zariadení, ako sú RCD. Ak vodivé miesta zariadení nie sú pripojené k zemi, potom nedôjde k úniku prúdu a RCD nebude fungovať. Existuje niekoľko typov uzemnenia, ale pre domáce použitie sú bežné iba dva:

1. TN-C. Typ, v ktorom sú nulové a uzemňovacie vodiče navzájom kombinované, inými slovami, uzemnenie. Tento systém bol vyvinutý v roku 1913 nemeckou spoločnosťou AEG. Významnou nevýhodou je, že pri otvorení nuly sa na kryte zariadenia objaví napätie, ktoré 1,7-krát prevyšuje fázové napätie.
2. TN-S. Typ vyvinutý francúzskymi inžiniermi bol predstavený v roku 1930. Nulový a uzemňovací vodič sú navzájom nezávislé a sú rozdelené medzi sebou v rozvodniach. Tento prístup k organizácii uzemňovacieho kontaktu umožnil vytvoriť meracie zariadenia diferenciálneho prúdu (únik), ktoré pracujú na princípe porovnávania veľkosti prúdu v rôznych vodičoch.

Ako sa často stáva, vo výškových budovách sa používa iba dvojvodičové vedenie pozostávajúce z fázy a nuly. Preto, aby sa vytvorila optimálna ochrana, je lepšie ju dodatočne uzemniť. Pre vlastnú realizáciu uzemňovacieho vedenia je z kovových rohov zvarený trojuholník. Jeho odporúčaná dĺžka strán je 1,2 metra. K vrcholom trojuholníka sú privarené zvislé stĺpiky s dĺžkou najmenej 1,5 metra.

Takto sa získa konštrukcia pozostávajúca z vertikálneho a horizontálneho uzemňovacieho pásu. Ďalej je samotná konštrukcia zakopaná v zemi so stĺpmi do hĺbky najmenej pol metra od povrchu k základni trojuholníka. K tejto základni je pomocou skrutky alebo zvárania priskrutkovaná vodivá zbernica, ktorá slúži ako tretí vodič spájajúci skrinky prístrojov so zemou.

Princíp činnosti ochranného zariadenia

Vďaka vzhľadu systému TN-S bolo vyvinuté zariadenie, ktoré bolo široko používané na ochranu tela pred škodlivými účinkami elektrického prúdu. Prvé zariadenia predstavila nemecká spoločnosť RWE.

Počas prevádzky sa RCD používa v spojení s iným dôležitým ochranným zariadením, ako je napríklad automat spínač, ktorý je určený na ochranu elektrického vedenia pred požiarom a vyhorením kontaktných častí systémov.

Pri vysokej hodnote prúdu prechádzajúceho cez RCD zariadenie nebude fungovať, ale samo zlyhá.

Preto nemôže nahradiť istič a je určený na použitie s ním v kombinácii. Existujú rôzne typy inštalácie RCD. Najrozšírenejšie je umiestnenie ochranného zariadenia na DIN-lištu v rozvádzači. Na tento účel má zariadenie vo svojom dizajne západku. A existujú aj modely, ktoré sa zapájajú priamo do zásuvky. Ochranné zariadenie, bez ohľadu na spôsob inštalácie, musí byť vždy umiestnené pred chráneným elektrickým zariadením.

Puzdro RCD, určené na inštaláciu na DIN-lištu, je vyrobené z dielektrického viaczložkového plastu a konštrukčne sa málo líši od iných ochranných zariadení. Hlavné rozdiely od ističa sú v umiestnení tlačidla napájania a prítomnosti tlačidla na testovanie zariadenia. Súčasne existuje aj zariadenie podobného tvaru a účelu - diferenciálny automat. Takéto zariadenie kombinuje pod svojím krytom RCD aj istič. Vizuálne sa dajú rozlíšiť podľa rozmerov: prúdový chránič je menší.

Dizajnové prvky

Jeho práca vychádza z prvého Kirghofovho zákona, ktorý hovorí: súčet prúdov vstupujúcich do uzla sa rovná súčtu prúdov vychádzajúcich z uzla. Hodnota prúdu pretekajúceho ochranným zariadením pozdĺž fázového vodiča sa teda musí zhodovať s jeho hodnotou pretekajúcou cez nulový vodič.

Na základe toho prístroj analyzuje hodnotu prúdu v k nemu pripojených vodičoch a v prípade rozdielu hodnôt vypne napájanie. Štruktúra RCD obsahuje tieto hlavné prvky:

• kontaktné svorky;
• vypínač;
• elektromechanické relé alebo elektronický obvod;
• transformátor;
• skúšobný reťazec.

Hlavným prvkom zariadenia je toroidný transformátor s dvoma vinutiami. Prúd, ktorý prúdi obvodom v smere dopredu a dozadu, vytvára v každom vinutí svoj vlastný premenlivý magnetický tok. Veľkosť týchto magnetických tokov je rovnaká, ale odlišná v smere. Výsledkom je, že výsledné magnetické pole je nulové.

Ak dôjde k porušeniu izolačnej vrstvy na elektrickom vedení alebo a potenciálny rozdiel, potom v týchto miestach pri interakcii s vonkajšími vodivými prvkami vzniká prúd úniky. Na to musia vodivé prvky vytvoriť svoj vlastný uzavretý okruh na prechod prúdu. V dôsledku toho je časť prúdu odoberaná novým obvodom a je narušená rovnováha magnetických polí v transformátore. V sekundárnom vinutí vzniká elektromotorická sila (EMF), ktorá vedie k činnosti relé, ktoré otvára elektrické vedenie.

Charakteristiky RCD

Zo všetkých charakteristík sa v prvom rade venuje pozornosť výkonu a prevádzkovému zvodovému prúdu. Pre vstupné zariadenie je zvolený zvodový prúd 300 mA a vypočítaný pre jednotlivé zariadenia - 10-30 mA. Výkon RCD je vybraný o 10-15 percent viac ako jeho celková spotreba záťažou.

1. Pracovné napätie. Efektívna hodnota napätia, pri ktorej je zaručený výkon RCD.
2. Prúd pracovného zaťaženia. Množstvo prúdu prechádzajúceho prúdovým chráničom bez zmeny jeho parametrov.
3. Prevádzkový vypínací rozdielový prúd. Veľkosť prúdu spôsobujúceho zakopnutie.
4. Rozsah prevádzkových teplôt. Označuje hodnotu, pri ktorej sa udržiava výkon nástroja.
5. Čas vypnutia RCD. To je čas, ktorý uplynie, kým sa v prípade núdze pretrhne elektrické vedenie.
6. Počet pólov. Stĺpik je kontakt, ku ktorému je pripojený jeden vodič elektrického vedenia. Ich počet závisí od typu siete. Zariadenie môže obsahovať jeden až štyri póly.
7. Typ ochrany. Závisí od tvaru rozdielového prúdu.
8. Druh práce. Existuje elektromechanický typ a elektronický.

Pripojenie elektrického vedenia

Pravidlá pre elektrické inštalácie (PUE) naznačujú, že pripojenie RCD bez uzemňovacieho vedenia je nežiaduce. Ale nie všade je k dispozícii a je možné zorganizovať uzemnenie. Pri odpovedi na otázku, ako pripojiť RCD v byte bez uzemnenia, je potrebné pri inštalácii ochranného zariadenia zvážiť dva možné prípady:

1. Ochranné zariadenie je nainštalované, ale v byte nie je uzemnenie. V takom prípade, ak dôjde k poruche na puzdre a objaví sa na ňom potenciálny rozdiel, RCD nebude schopný zistiť núdzovú situáciu, kým nevznikne obvod pre zvodový prúd. To sa môže stať, keď sa osoba dotkne nefunkčného spotrebiča a predmetu spojeného s obrysom zeme. Napríklad vodovodné potrubia; alebo jednoducho bude stáť na podlahe s nedostatočnou izoláciou od zeme. Iba v tomto prípade dôjde k úniku prúdu a ochranné zariadenie bude fungovať, pričom osoba na krátky čas pocíti zásah elektrickým prúdom, ktorý však nespôsobí poškodenie zdravia.
2. Ochranné zariadenie je nainštalované, je prítomné uzemnenie. Toto je najpriaznivejší spôsob organizácie ochrany, ktorý vám umožňuje okamžite vypnúť problémovú oblasť v okruhu bez toho, aby ste čakali na jej ovplyvnenie. V momente poruchy puzdra, priamo spojeného so zemou, sa okamžite objaví zvodový prúd, ktorý je fixovaný ochranným zariadením. Množstvo prúdu, pri ktorom sa zariadenie vypne, závisí od jeho menovitého zvyškového prúdu. Tento prúd RCD môže mať nasledujúcu hodnotu: 6 mA, 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA.

Pripojenie RCD k jednofázovej sieti bez uzemnenia je teda možné ako s ním. V tomto prípade sa na zohľadnenie zariadenia použije obvod fáza-nula.

Schéma zapojenia

Spôsob umiestnenia RCD do prístrojovej dosky je striktne vertikálny. Stacionárna časť ovládacej páky musí byť hore, to znamená, že zariadenie sa zapína prepnutím páky zdola nahor. Zariadenie je umiestnené na miestach, ktoré k nim poskytujú voľný prístup, s vylúčením možnosti mechanického poškodenia.

Existujú dva spôsoby pripojenia zariadenia: selektívne a neselektívne.

V prvom prípade sa používa niekoľko ochranných zariadení, z ktorých každé je pripojené k vlastnej linke s chránenou záťažou. V druhom prípade je pre celý byt inštalovaný jeden prúdový chránič.

Vodič je pripojený k prerušeniu elektrického vedenia na svorky blokov vyrobených pre skrutkovú svorku. Podľa akceptovaného štandardu sú prichádzajúce vodiče pripojené k horným svorkám a vodiče smerujúce k záťaži sú navinuté zdola.

Pri pripájaní zariadenia dodržujte nasledujúcu schému:

1. Zariadenie je bezpečne namontované na DIN lištu pomocou západkového zámku.
2. Ako vstupný automat sa používa diferenciálne zariadenie. Vodiče zbavené izolácie sa vložia do skrutkových svoriek zariadenia a upevnia sa skrutkou. Fáza a nula sú pripojené na svorky diferenciálneho stroja a zem je pripojená k samostatnej zbernici. Autobus vyzerá ako koľajnica z vodiča s množstvom svoriek na rozvetvenie vodičov.
3. Z výstupu diferenciálneho zariadenia prechádza fázový vodič do jednopólových ističov inštalovaných na každej elektrickej skupine. Zemniaci vodič je pripojený k spoločnej zbernici.
4. Potom sú vodiče z výstupu ističa pripojené k RCD. Fázový vodič na vstup L a nulový vodič na vstupnú svorku N.
5. Potom sa z výstupov RCD a zemného bloku priamo položí vedenie do chránených zásuviek v každej miestnosti.
6. V miestnosti sú všetky tri vodiče pripojené k použitým elektrickým armatúram.

Po ukončení práce sa skontroluje prevádzkyschopnosť zariadenia.

Ak to chcete urobiť, stlačte na ňom tlačidlo "test", ktoré simuluje poruchu vo vedení. Ak je otázka, ako pripojiť RCD bez uzemnenia, potom sa obvod nezmení. Pri použití lokálnych prúdových chráničov určených na inštaláciu do zásuvky je to ešte jednoduchšie: stačí len zapojiť zariadenie do zásuvky a pripojiť k nej elektrické zariadenie.