RCD (restströmsenhet) är utformad för att förhindra farliga effekter på människor och djur av elektrisk ström vid beröring av strömförande och andra delar av enheter och elektriska installationer som är spänningssatta. Nästa viktiga funktion hos enheten är att förhindra bränder när läckströmmar till marken uppstår. Skyddsåtgärden manifesteras i frånkoppling av strömförsörjningen i följande situationer:
- kortslutning av höljet på en elektrisk apparat under spänning genom kroppen till marken;
- kontakt av strömförande element med jordade icke-strömförande delar av elektriska installationer till följd av isoleringsskador;
- byte av jord (PE) och nollledare (N) i den elektriska kretsen.
RCD skyddar också nätverk från strömöverspänningar. För att göra detta är ett icke-linjärt motstånd anslutet till nollan vid enhetens ingång och fasen vid utgången. En differentialström flyter genom den när spänningen stiger över 270 V, varefter RCD stängs av.
Skyddsanordningar skiljer sig åt i typer och funktionsprinciper. En av de mest praktiska är den selektiva RCD, som ger riktad frånkoppling av grupper av laster. Dess funktion ärunderskattad hastighetskarakteristik för drift (typ S eller G). Den installeras närmare källan, har en differentialutlösningsström på 100 eller 300 mA och garanterar att nästa konventionella jordfelsbrytare uppströms om konsumenten löser ut först.
Det moderna elnätsskyddet bygger alltså på att identifiera fel och koppla bort enskilda sektioner från system som fungerar i normala lägen.
Hur fungerar en RCD?
RCD kallas också en jordfelsbrytare. Syftet förblir detsamma: att stänga av kretsen när ett strömläckage uppstår. Huvudelementet i enheten är en toroidformad transformator med flera varv av neutrala och fasledningar anslutna i motsatta riktningar. Det resulterande magnetfältet under normal drift av enheten förblir lika med noll. Läckage till marken rubbar balansen, en spänning uppstår i sekundärlindningen, vid uppnående av ett visst värde stängs den elektriska kretsen av med hjälp av start- och manövermekanismerna.
En jordfelsbrytare behöver en PE-jordbuss. Annars, när en potential uppstår på den elektriska apparatens kropp på grund av skadad isolering, finns det inget strömläckage, och när du rör vid den och jordade metalldelar (värmare, vattenrör) kan du få en märkbar elektrisk stöt. I det här fallet kommer skyddsanordningen att fungera, men det blir bättre om det kommer från läckage i marken.
För tillförlitlig drift av skyddsanordningen måste jordning läggas. När du arbetar enligt detta schema kommer RCD:n att bryta kretsen även tidigarevidröra metallhöljet på utrustning eller hushållsapparater.
Typer av jordfelsbrytare
RCD-skivor klassificeras enligt deras funktioner:
- AC - svar på en plötsligt uppträdande eller gradvis ökande växelström.
- A - utlöser dessutom en konstant pulserande differentialström, som kan dyka upp oväntat eller öka gradvis.
- B - svar på direkta och alternerande pulserande läckströmmar.
- S - selektiv RCD med ytterligare tidsfördröjning för utlösning.
- G - liknar S, men med mindre fördröjning.
Vilken RCD att välja?
Rippelström i hushållsförhållanden uppstår från tvättmaskiner, belysningsdimmers, TV-apparater, datorer, elverktyg och andra apparater med växlande strömförsörjning. Frånvaron av isolerande transformatorer i enheter med tyristorkontroll ökade signifikant sannolikheten för läckage av lik- eller växelpulserande ström. Därför, om det tidigare räckte att ställa in AC-typen, behövs nu typ A eller B.
Var installerar man RCD?
- Allmänt tillgängliga platser i byggnader där det inte finns någon ökad risk för elektriska stötar.
- I elektriska kretsar med möjlig risk för elektriska stötar (rum med hög luftfuktighet, uttagsgrupper, hushållsapparater etc.).
- På huvudingången för att skydda mot brandfara. Vanligtvis är en selektiv RCD installerad här.
- I våningsväxlar, i lägenhetspaneler, i enskilda hus.
- Bradiella strömförsörjningssystem: allmänt selektiva jordfelsbrytare och separata för grenledningar, med ett urval av parametrar som garanterar selektiv drift.
- Vid nära skyddssteg, till exempel 10 och 30 mA, 30 och 40 mA, etc., är strömselektiviteten hos RCD osannolik på grund av den höga svarshastigheten. För de angivna värdena tillhandahålls det om du väljer en selektiv RCD på 100mA så att det fortfarande finns en tidsfördröjning.
- På grund av isoleringens åldrande sker inte alltid en gradvis ökning av läckströmmar.
- Med en omedelbar ökning av läckströmmen på grund av isolationsbrott kan alla konventionella RCD i serie i kretsen lösa ut. Detta sker på grund av det snabba och betydande överskottet av inställningarna samtidigt på flera skyddssteg.
Behöver använda selektiva jordfelsbrytare
Selective RCD utför sin funktion av brandskydd, om du använder modifieringar med tidsfördröjning - S eller G. De är föremål för ökade krav på kortslutningsresistans, kopplingskapacitet, dynamiskt och termiskt motstånd, etc.
Vanligtvis installeras en selektiv brandskydds-RCD med hög läckström vid huvudingången.
RCD ska inte användas i kretsar som inte plötsligt får stängas av, eftersom detta kan leda till nödsituationer (brand- eller inbrottslarm, fara för personal etc.).
Förutom jordfelsbrytare måste strömbrytare ha strömselektivitet. Borde vara den förstaarbeta närmare området för överbelastning eller kortslutning. I det här fallet fungerar strömbrytarna innan kortslutningsströmmen når gränsvärdet. Detta är nödvändigt för att förhindra överbelastning av de seriekopplade sektionerna, eftersom strömmen går genom kontakterna på deras skyddsanordningar.
Typer av selektiva jordfelsbrytare
För en selektiv jordfelsbrytare är det viktigt att pausa för att den allmänna enheten som finns under diagrammet ska fungera. I det här fallet leder enheten med en tidsfördröjd avstängning en läckström genom sig själv och fungerar inte. Fördröjningsintervallet för modeller kan variera. För produkter märkta S är det 0,15-0,5 s, till exempel är RCD 63a 100mA selektiv, med möjlighet att justera fördröjningen. Valet blir det bästa om de installeras vid ingången av lägenhetens strömkabel. Vissa utländska modeller har ännu högre tidsfördröjningar. De är utformade för att stänga av kretsen i händelse av brandrisk. Ju längre skyddet är avstängt, desto mer sannolikt är det att antända isoleringen.
När du markerar G avfyras enheten inom 0,06-0,08 s. Enheten är tillräckligt snabb för att svara på nätverksproblem. Den ska installeras under RCD typ S selektiv. Med tvåstegsskydd kan den installeras på huvudingången, eftersom hastigheten på jordfelsbrytaren som är ansluten nedan fortfarande är högre.
Om det finns flera belastningsgrupper i nätverket ansluts en separat skyddsenhet framför varje, och en selektiv ansluts till ingångenbrandskydd RCD. Sedan, om en av ledningarna misslyckas, kommer bara den att bli strömlös, och resten förblir anslutna. Med ett liknande kopplingsschema är det lättare att upptäcka ett fel. Om en konventionell RCD misslyckas eller inte svarar på kretsproblem, kommer en selektiv RCD (300 mA eller 100 mA) att lösa ut och stänga av hela nätverket.
Följande instrumentinställningar krävs för att säkerställa selektivitet:
- ställ in utlösningstiden för den selektiva jordfelsbrytaren, om den ger en sådan möjlighet;
- ställ in nödvändiga utlösningsparametrar beroende på storleken på läckströmmen.
Utlösningsegenskaperna för selektiva jordfelsbrytare måste vara minst 3 gånger större än resten. Endast i det här fallet kommer enheten garanterat att fungera.
RCD-parametrar
Två RCD-tidsparametrar definieras av ryska standarder:
- bryttid - intervallet från uppkomsten av brytströmmen ∆i till det ögonblick då ljusbågen släcks;
- Avbrottstid för typ S-enhet - tidsintervallet mellan början av ∆i och öppnandet av kontakterna.
Den sista parametern bestämmer RCD:ns selektivitet. Dess gränsvärde är 0,5 s. I det här fallet bör det beaktas att för att skydda människor bör öppning ske inom 10-30 ms, för att förhindra antändning av isoleringen - upp till 500 ms. RCD typ S selektiv används ofta där det är nödvändigt att utesluta falska larm från påverkan av störningar eller strömstötar.
I enlighet med hastigheten för frånkoppling av RCD-nätverketär separerade enligt följande:
- allmän användning - ingen fördröjning;
- typ G - 10-40 ms;
- S-typ - 40-500 ms.
Läckströmmar förekommer alltid i elektriska kretsar. Sammanfattningsvis bör de inte överstiga 1/3 av enhetens nominella ∆i. Man tror att det för 1 A av belastningen finns 0,4 mA konsumentläckström och för 1 m av fasledningens längd - 10 μA. Skyddsanordningen justeras efter den totala naturliga läckströmmen. Om detta inte görs kan ofta falska positiva resultat förekomma. I det här fallet bör man komma ihåg att en enhet med ∆i=100 mA inte längre skyddar en person från elektriska stötar.
När du designar elektriska nätverk kan du inte specificera typen av RCD förrän experter kräver det. Men du måste motivera ditt val i förväg. Det är viktigt att enhetens märkström är högre än den förväntade belastningsströmmen. Dessutom installeras RCD endast i ett gemensamt par med en strömbrytare. Du kan installera en differentialmaskin istället för två enheter. Det kommer att kosta mindre, men du bör välja rätt parametrar.
RCD skyddar i tvåtrådsnätverk där det inte finns någon skyddsledare. Men det fungerar bara efter att ha berört en farlig plats.
Vilken brand-RCD att välja?
Selektiv RCD 63A, 300mA installeras vanligtvis vid ingången som brandskydd.
Många använder konventionella generiska modeller med 30mA skyddsenheter installerade i hemmet. Här utförs den "partiella" selektivitetsfunktionen på grund av den stora skillnadendriftströmmar. Detta sparar pengar på prisskillnaden. Dessutom ger en konventionell jordfelsbrytare bättre säkerhet tack vare snabbare respons vid uppfångning av läckströmmar. Skillnaden i enheternas beteende är att den selektiva enheten inte löser ut först vid en differentialström som är lika med eller större än 300 mA. En sådan situation är redan extraordinär och det är ingen fråga om man ska gå till kontrollpanelen, som kan vara placerad på en gatustolpe. Med så stor ström fungerar troligen en vanlig jordfelsbrytare om en olycka är framme på linjen. Här och så kommer det att vara tydligt var man ska leta efter ett fel.
Därmed kan en brand-RCD installeras både selektivt och konventionellt.
RCD-tillverkare
Legrand Group är en världsberömd tillverkare av byggnadselektriska system. De ledande positionerna säkerställs av högsta produktionskultur och stora investeringar i skapandet av nya elektriska produkter. Till Ryssland levererar gruppen hela utbudet av elektrisk utrustning, från uttag och strömbrytare till de mest komplexa styrsystemen.
Legrand selektiv RCD är av elektronisk och elektromekanisk typ (anges på frontpanelen). Beroende på version är den installerad på sidan eller under effektbrytarna. Justerbar tidsfördröjning (0-1, 3 s) och känslighet. I kombination med maskingevär används de som mycket känsliga eller grundläggande skyddsanordningar.
RCD-priserna är fortfarande höga, precis som andra märken.
Av ABB representeras RCDs mest fullständigt av F 200-serien - från 16 A till 125 A. För ett hemnätverk räcker RCD 63A, 100mA selektiv. För läckströmmar för hushållsapparater används vanligtvis en 30 mA-enhet. Som brandskydd vid ingången till ett privat hus används en selektiv RCD ABB (63A, 300mA) fyrpolig för ett trefasnät, som en av de mest tillförlitliga. Det är inte sämre i kvalitet än Legrands produkter. För en lägenhet med enfasingång kommer det att finnas en tvåpolig enhet. Bilden nedan visar en selektiv RCD ABB 63A, 300mA.
Den maximala ström som enheten tål är från 3 till 10 kA (indikeras på frontpanelen). Det är kortsiktigt, fungerar inte aktuellt. RCD:n kan pausa tills maskinen kopplar ur kretsen.
Företaget är ett av de ledande, men priserna är mycket höga. Konsumenter föredrar ofta abb-modeller eftersom säkerheten är det viktigaste. ABB DDA200 AP-R typ A och AC differentialblock är tillgängligt. Den har en utlösningsfördröjning på 10ms, även om det inte är en ABB-selektiv RCD. Dess utlösningskarakteristiska kurva ligger mellan selektiva och konventionella jordfelsbrytare. Enheten har ökat motståndet mot falsklarm jämfört med enheter för allmänna ändamål.
Procentandelen avslag för ABB selektiv RCD, såväl som för andra produkter, är bara 2 %, vilket gör att det praktiskt taget inte finns några problem i driften. Elektromekaniska enheter är mycket mer pålitliga än elektroniska och har fördelar i allt, förpris undantag. RCDs med ett elektroniskt ställdon börjar redan dyka upp, inte sämre i tillförlitlighet än en mekanisk.
På marknaden kan du hitta produkter som är halva priset, och kvaliteten är inte sämre än ABB. Företaget tillverkar också FH 200-serien, som har ett något lägre pris, men tappar avsevärt i kvalitet till produkterna F 200. I synnerhet har den inte så tillförlitliga ledningsfästkontakter som snabbt börjar dingla, vilket påverkar kvaliteten på arbete.
Om du köper en selektiv ABB RCD, då endast i specialiserade butiker och inte på tvivelaktiga platser. En bluff är farlig eftersom den inte kan skydda en person ordentligt. Modulär utrustning, som även inkluderar jordfelsbrytare, ägnas stor uppmärksamhet av självstansare på grund av den höga kostnaden.
Den inhemska företagsgruppen IEK tillverkar cirka 7 000 produkter som uppfyller internationella standarder och säkerställer tillförlitlig drift av elnäten.
RCD är föremål för höga krav. Å ena sidan måste de fungera tillförlitligt, skydda människor från elektriska stötar och ledningar från risken för antändning. Men samtidigt måste enheter installerade i olika stadier av elektriska kretsar agera selektivt och stänga av enskilda sektioner. Dessa villkor, såväl som GOST 51326.1, motsvarar den selektiva RCD IEK typen VD1 63S.
Produktgruppen representeras av märkströmmar på 25-80A, och restströmmarna är 100mA och 300mA. Produkterna är billigare än de från kända märken och är allmäntanvänds som inledande brandbekämpningsapparat. Samtidigt säkerställs skyddsselektivitet genom höga avstängningsströmmar och tidsfördröjningar för frånkoppling av kretsar.
Urval av skyddsanordningar
När elektricitet förbrukas på ett enkelt sätt flyter en sinusformad ström genom kretsen. Läckan kommer att ha en liknande form och enheter av AC-typ kan användas här.
I moderna hushållsapparater används fasavskiljande styrkretsar alltmer. En enhet av AC-typ kommer inte att svara på dem, och här är det bättre att använda en RCD av typ A, som också svarar på en sinusformad ström. Apparaterna kan användas tillsammans, till exempel lämpar sig typ AC för belysning med glödlampor och typ A lämpar sig för uttag som apparater med pulsreglering kan anslutas till. Men om man ska ändra belysningen till energisnåla lampor med ljusstyrkekontroll genom fasavstängning måste du också byta ut AC-enhet med A. Annars fungerar det inte.
För att separera driften efter nivåerna för elektriska kretsar är det nödvändigt att använda selektiva enheter. Typ S installeras på huvudingången, G på andra nivån och sedan momentana enheter.
RCD väljs ett steg högre i märkström än strömbrytaren som är ansluten tillsammans med den, som kan fungera under lång tid när belastningen överskrids. Om det finns en 50 A-maskin vid ingången kommer en selektiv RCD 63A att passa den.
I enlighet med kraven i standarderna, anges de nominella spänningsvärdena på instrumentens frontpaneler, ochäven kontinuerlig och brytström ∆i. Om det finns en beteckning på en sinusform är detta AC-typen. Närvaron av två positiva halvcykler under den betyder typ A. Selektiva jordfelsbrytare betecknas med bokstäverna S och G. Den nominella kortslutningsströmmen anges i rutan. Enheten måste stå emot maximal ökning tills maskinen stängs av. Vanligtvis hinner inte strömmen nå gränsvärdet. RCD kopplar ur kretsen med en defekt i förväg, tills ledaren har värmts upp och isoleringen inte har antänts.
Slutsats
I elektriska hushållsnät används ström- och tidsselektivitet. För att göra detta installeras skyddsanordningar i serie enligt ett träddiagram, där en strömbrytare är vanlig. Grunden för driftprincipen är att minska tiden för strömflödet genom kroppen med direkt eller indirekt kontakt med elementen i elektriska installationer under spänning. RCD-selektiv installeras vid entrén och utför en brandbekämpningsfunktion.
