Kas ir RCD: ierīce, darbības princips, esošie veidi un RCD marķējums

Jebkuram elektriskajam tīklam jābūt aizsardzības ierīcei, bet ne visi zina, kas ir RCD un kāds ir tā darbības princips. Abreviatūras atšifrējums ir šāds – noplūdes strāvas aizsardzības ierīce.

Šī elektriskā zemsprieguma aparāta mērķis ir izslēgt aizsargājamo ķēdes posmu, ja diferencstrāva pārsniedz šai ierīcei nominālo vērtību.

Mūsu rakstā mēģināsim detalizēti izanalizēt RCD uzbūvi un darbības principu, apskatīt esošās šķirnes un noskaidrot, kādu informāciju satur noplūdes strāvas aizsardzības ierīču marķējums.

Aizsardzības aparāta mērķis

RCD zemējuma kontūra ierīce ir PE vadītājs neitrāliem strāvu vadošiem korpusiem vai elektrisko mehānismu detaļām ar pretestību ne lielāku par 4 Ω.

Ja rodas noplūdes strāva, minētie iekārtas elementi var būt zem sprieguma, kas rada bīstamību cilvēku un dzīvnieku dzīvībai, saskaroties ar tiem, kā arī īpašumam kopumā.

Glābt no elektrotraumām ir pārskata aparātu aicinājums. Atklājot noplūdes strāvu, tie atslēdz spriegumu.

Lielākās briesmas slēpjas tajā, ka šādi ķēdes traucējumi ir neredzami un retos gadījumos jūtami, kad, pieskaroties ierīcei, var sajust vieglu strāvas triecienu.

Galvenais šīs parādības cēlonis ir vadu izolācijas slāņa bojājums. Nekontrolēti procesi var nodarīt lielu kaitējumu, tāpēc aizsardzības iekārtas iegūst lielu popularitāti sadzīves apstākļos.

Strāvu vadošo tīklu ietekme uz cilvēka organismu var beigties ar bēdīgām sekām. Šī problēma tika atrisināta ar RCD kontroles un mērierīču palīdzību, kas pieder pie aizsardzības segmenta. Galvenās prasības uzstādīšanai un lietošanai ir aprakstītas IEC 60364

RCD pielietojums visplašāk izplatīts vienfāzes tīklos ar maiņstrāvu un neitrālās līnijas zemējumu, kā arī ar sprieguma rādītājiem līdz 1 kW sadzīves elektroapgādes formātā.

UZO konstruktīvais izpildījums

Aizsardzības mehānisma papildu iezīmes palīdzēs izprast UZO darbības principu, proti, ierīces atveidojamo reakciju uz strāvas noplūdi.

Pie galvenajiem darba mezgliem pieder:

• transformatora diferenciālais sensors;
• palaišanas orgāns — mehānisms, kas pārtrauc nepareizi funkcionējošo elektrisko ķēdi;
• elektromagnētiskais relejs;
• kontroles bloks.

Sensoram ir savienoti pretējie tinumi – fāze un nulle. Normālas tīkla darbības režīmā šie pusvadītāju elementi serdē veido magnētiskās plūsmas, kurām ir pretējs virziens viena pret otru. Tā rezultātā magnētiskā plūsma ir vienāda ar nulli.

Transformators sastāv no slēgta tērauda serdes, uz kura uzliktas divas spoles: primārā – pieslēgta maiņstrāvas avotam, sekundārā – pieslēgta slodzei. Cik reizes transformators palielina maiņstrāvas spriegumu, tikpat reizes samazinās strāvas stiprums.

Pie sekundārā tinuma, kas uztīts uz transformatora magnētvada, ir pievienots elektromagnētiskā tipa relejs. Ja tīklā tiek ievēroti standarta darbības apstākļi, tas nav iesaistīts.

Pie strāvas noplūdes rašanās viss darbs kardināli mainās. Fāzes un neitrālais vadītāji sāk laist cauri dažāda lieluma strāvas. Tagad magnētisko plūsmu stipruma vērtība un virziens uz transformatora serdes arī būs ar dažādiem parametriem.

Sekundārajos vijos parādās strāva un, sasniedzot noteiktās vērtības, notiek elektromagnētiskā releja iedarbināšana. Tas ir savienots pārī ar atslēgšanas mehānismu. Šis pāris vajadzīgajā brīdī reaģē un atslēdz elektrotīklu.

Saskaņā ar ugunsdrošības prasībām diferenciālās aizsardzības ierīces kontroles pārbaudes tiek veiktas regulāri, vismaz reizi mēnesī. Šim nolūkam uz ierīces ir īpaša poga «TEST»

Pārbaudes mezglu attēlo pretestības mehānisms — noteikta slodze, kas pievienota, apejot diferenciālo sensoru. Šis elements imitē strāvas noplūdi, un tādā veidā tiek veikta ierīces darbspējas pārbaude. Sīkāk par pārbaudes metodēm mēs runājām šajā rakstā.

UZO darbības princips ir šāds: strāvas padeve no fāzes līnijas uz kontroles pretestību un pēc tam — uz neitrālo vadu, apejot sensoru.

Tādā veidā tiek radīti apstākļi atšķirīgiem strāvas rādītājiem ierīces ieejā un izejā. Šai nelīdzsvarotībai ir jāizraisa atslēgšanas mezgla iedarbināšana.

Atkarībā no izstrādātājiem, shēmotais ierīces izkārtojums var atšķirties, tomēr princips, ko izmanto UZO darbībā, būs identisks visiem modeļiem.

Aizsardzības mehānisma iedarbināšanas princips

Apskatīsim, kāpēc ir jāizmanto RCD. Aizsargierīces darbība balstās uz mērīšanas metodi.

Tiek fiksēti ienākošie un izejošie parametri strāvām, kas plūst caur transformatoru. Ja pirmā vērtība ir lielāka par otro, tas nozīmē, ka elektriskajā ķēdē notiek strāvas noplūde un ierīce veic atslēgšanu. Ja parametri ir identiski, ierīce neiedarbinās.

Divvadu sistēmā diferenciālā ierīce neiedarbojas, ja pa fāzes un neitrāles vadiem plūst vienāda stipruma strāva. Ja šajās vērtībās ir atšķirība, tas nozīmē, ka tīklā ir izolācijas bojājums un aizsargmehānisms atslēgs bojāto posmu.

Lai labāk saprastu, apskatīsim, kā RCD darbosies sadzīves sadales panelī ar divpolu sistēmu.

Augšējiem spaiļu blokiem ir pievienots ieejas divdzīslu vads (fāze un nulle). Apakšējiem spaiļu blokiem ir pievienoti fāze un nulle, kas novilkti līdz slodzes posmam, piemēram, līdz ūdens sildītāja vai elektriskās tējkannas barošanas kontaktligzdai. Ierīces aizsargzemējums tiks veikts ar kabeli, apejot RCD.

Standarta darba režīmā elektronu kustība notiek pa fāzes līniju no ieejas kabeļa uz ūdens sildītāja/tējkannas elektrisko sildītāju, plūstot caur diferenciālās aizsardzības ierīci. Atpakaļ tie pārvietojas uz zemi atkal caur RCD, bet pa neitrālās līnijas vadu.

Ja cilvēks pieskaras strāvu vadošās ierīces korpusam, uz kura bojājuma dēļ ir parādījies potenciāls, šajā situācijā strāvas noplūde plūdīs caur cilvēka ķermeni, uz ko ierīce reaģē gandrīz momentāni, atslēdzot barošanas sistēmu.

Piemēram, ierīces sildelementā bija bojāta izolācija. Tādējādi caur ūdeni, kas atrodas iekšpusē, strāva daļēji tiks vadīta caur korpusu un pēc tam nonāks zemē caur aizsargierīces elektroinstalāciju.

Atlikušā strāva atgriezīsies pa neitrālo līniju caur RCD. Tomēr tās stiprums būs mazāks par noplūdes lielumu, salīdzinot ar ienākošo.

Atšķirību starp rādītājiem aprēķina diferenciālais transformators. Ja skaitlis ir lielāks par atļauto, ierīce momentāni reaģē un pārtrauc ķēdi.

Citā mūsu rakstā mēs sniedzām ieteikumus par RCD ūdens sildītājam izvēli un pareizu pieslēgšanu.

RCD lietošanas lietderīgums

Apskatīsim, kāpēc ir jāizmanto RCD un no kādiem negatīviem ietekmes faktoriem ierīce nodrošina aizsardzību.

Pirmām kārtām — fāzes īssavienojums ar elektroiekārtas korpusu. Galvenokārt pie problemātiskajiem posmiem pieskaita sildītāju un veļas mašīnu sildelementus. Ir vērts atzīmēt, ka bojājums veidojas tikai tad, kad siltumu radošā detaļa tiek uzkarsēta ar strāvas palīdzību.

Tāpat arī nepareizi pievienojot vadus. Piemēram, ja tiek izmantoti pagriezieni bez spaiļu kārbas, kas pēc tam tiek iegremdēti sienā un pārklāti ar apmetuma kārtu. Tā kā virsmai ir paaugstināts mitruma līmenis, šis pagrieziens radīs pārrāvumu, kas izraisa noplūdi sienā.

Diferenciālās aizsardzības mehānisms šajā gadījumā pastāvīgi atslēgs līniju, kamēr posms pilnībā neizžūs vai kamēr netiks pārveidots savienojuma mezgls.

Automātiskā aizsardzība tiek efektīvi izmantota ikdienas apstākļos: elektriskajās grupās vannas istabai, virtuvei un kontaktligzdās ar lielu daudzumu barojamo ierīču. Ideāls variants ir, ja šāda veida ierīces ir uzstādītas katrā kontaktligzdu grupā.

Pārskata ierīču pielietojuma joma ir diezgan daudzveidīga – no sabiedriskām ēkām līdz liela mēroga uzņēmumiem. Ar tām tiek aprīkotas elektrotehniskās konstrukcijas un shēmas, kas paredzētas uztveršanai un sadalei: sadales skapji dzīvojamās mājās, strāvas apgādes sistēmas individuālam patēriņam utt. Galvenais šajā gadījumā ir izvēlēties noplūdes ierīci atbilstoši jaudai.

Ierīču veidi un to klasifikācija

Izstrādātājfirmas aprīko savus izstrādājumus ar dažādām iespējām, kas jāņem vērā, nosakot nepieciešamo noplūdes ierīces veidu, balstoties uz konkrētiem elektrovadu tīkla ekspluatācijas apstākļiem.

Lai parasts patērētājs spētu izvēlēties nepieciešamo aizsardzības atslēgšanas ierīci starp piedāvāto modeļu daudzveidību, tika izveidota klasificējoša sistēma, kas balstīta uz šādiem raksturlielumiem:

• darbības princips;
• diferenciālās strāvas veids;
• laika aizkave atslēdzošajai diferenciālajai strāvai;
• polu skaits;
• uzstādīšanas metode.

Tālāk sīkāk aplūkosim katru no šīm klasifikācijām.

Klasifikācija #1 — pēc ieslēgšanas metodes

Ir tikai divas iekļaušanas metodes – elektromehāniskā un elektroniskā. Pirmajā gadījumā automāts atslēgs barošanu bojātajā līnijā neatkarīgi no tīkla sprieguma. Galvenais darba orgāns ir toroidāls serdenis ar tinumiem.

Veidojoties noplūdei, sekundārajā ķēdē rodas spriegums, lai iedarbinātu polarizācijas releju, kas noved pie izslēgšanas mehānisma aktivizēšanās.

Elektromehāniskā tipa ierīcēm nav nepieciešams ārējais spriegums. To iedarbināšanas avots ir diferenciālā strāva bojājuma līnijā

Ierīces ar elektronisko pildījumu darbība pilnībā ir atkarīga no papildu sprieguma, t.i., ir nepieciešama ārēja barošana. Šeit darba orgāns ir elektroniska plate ar pastiprinātāju.

Šādā mehānismā nav papildu avotu, kas uzkrātu enerģiju, tāpēc shēmas darbam tiek izmantota ārējā tīkla elektrība, un, ja sprieguma nav, ierīce nepārtrauks ķēdi.

Ierīces tipa noteikšana: pie AA pirkstu baterijas spailēm pielodēt divus vadus. Ieslēgt UZO un pievienot pie aizsargbloka ieejas, bet nākamo – pie izejas. Līnijas pievieno vienam polam. Ja aparāts atslēdzas – tas nozīmē, ka tas ir elektromehāniskais tips, ja nē – elektroniskais.

Piemērs elektroniskā UZO darbībai, kas uzstādīts uz līnijas ar kontaktligzdu, no kuras tiek barota mikroviļņu krāsns: notika nulles fāzes pārrāvums, papildus tam tajā pašā laikā rodas mikroviļņu elektroinstalācijas bojājums un notiek fāzes noslēgšanās uz korpusu, t.i., uz tā parādās bīstams potenciāls.

Ja pieskaras krāsnij, elektroniskais aizsardzības tips netiks aktivizēts, jo nav barošanas tīkla. Tieši neuzticamības dēļ, salīdzinot ar elektromehānisko analogu, šī ierīce ir mazāk izplatīta.

Klasifikācija #2 — pēc noplūdes strāvas veida

Visas izgatavoto drošības automātu modeļus papildus iedala pēc slodzes strāvas, kas iet caur ierīci. Tie apstrādā noteikta svārstību formāta spriegumu.

Uz visu ierīču korpusa un pasē ir norādīta nominālā darba sprieguma vērtība. Šim parametram jāatbilst elektrotehnikas nominālās strāvas diapazonam.

Tips AC tiks aktivizēts, ja kontrolētajā shēmā momentāni rodas maiņsprieguma noplūde vai arī tā viļņveidīgā palielināšanās. Šīs ierīces tiek marķētas ar uzrakstu «AC» vai simbolu «~».

Vispiemērotākais formas faktors sadzīves lietošanai – UZO-AC. Modelis ir lētākais no līdzīgas darbības ierīcēm. Elektrotehnikas pasē ražotāji bieži norāda konkrētu šim izstrādājumam piemērotu aizsargautomāta modeli.

Tips A nostrādā, ja kontrolētajā ķēdē momentāni rodas maiņstrāvas vai pulsējoša pārrāvuma strāva, vai arī tās lēni palielinās.

Šādu mehānismu var izmantot jebkurās dotajās situācijās. Uz automāta korpusa ir uzdrukāta abreviatūra «A» vai simbols, kā grafiskajā attēlā taisnstūrī. .

Visbiežāk A tips tiek pieslēgts shēmā, kur tiek veikta slodzes regulēšana, nogriežot sinusoīda virsotni, piemēram, dzinēja apgriezienu ātruma rādītāju korekcija ar tiristoru pārveidotāju.

Modeļa A izmaksas ir vairākas reizes dārgākas salīdzinājumā ar AC, jo šeit papildus tiek veikta pastāvīgā sprieguma kontrole, kas rodas jaudas pārveidošanas tehnikā.

UZO apakštipa B ir efektīvi, lai radītu reakciju pakārtotajā elektroshemā ar pastāvīgās, maiņstrāvas vai pārveidotās (iztaisnotās) noplūdes strāvas.

Šis ir dārgs aprīkojums, kas paredzēts rūpnieciskās darbības objektiem. Sadzīves apstākļos tie netiek izmantoti.

Uzrādītās atslēgšanas aizsardzības ierīces A, B un AC tipa ir paredzētas aktivizācijas laikam 0,02-0,03 s.

Klasifikācija #3 — pēc aiztures laika veida

Šī klasifikācija paredz atšķirību pēc diviem veidiem: S un G. Automātisko S tipa aizsardzību var raksturot ar selektīvā formāta reakciju. Darbības laika aizture atbilst diapazonam 0,15-0,5 s. To ir lietderīgi izvēlēties UZO grupas pieslēguma gadījumā.

Dzīvokļa sadales paneļa shēma ar divām slodzes grupām, kur pieslēgti divi dažādi aizsardzības ierīču veidi: AC vai A, un S

Saskaņā ar shēmu panelī ir izvietotas divas slodzes grupas kontaktligzdu Nr.1 un Nr.2 veidā, kurām pieslēgts A tipa UZO, bet uz telpas ieeju otrs automāts – S.

Ja vienā saišķī notiks pārrāvums, ieejas ierīce aktivizēsies tikai tad, kad kolektīvā ierīce nebūs veikusi savu funkciju un neatvienos defektīvo posmu.

Selektivitāti ķēdes pārrāvuma aktivizēšanai var veikt, izmantojot citu metodi – ar noplūdes strāvas iestatījumu palīdzību. Šī metode ir kļuvusi visplašāk izplatīta.

Dzīvokļa sadales paneļa shēma ar divām slodzes grupām, kur pieslēgti divi dažādi aizsardzības ierīču veidi: AC ar pārrāvuma iestatījumu, un otrais A, bet ar lielāku vērtību

Ņemsim līdzīgu iepriekšējai shēmai un to modificēsim šādi: grupas automātu izvēlamies AC tipa, bet ar difstrāvas iestatījumu 0,03 A, bet uz ieejas būs līdzīga ierīce tikai uz 0,1 A.

Ir situācijas, kad diferenciālā strāva bojājuma ķēdē pārsniedz abu aizsardzības ierīču nominālos iestatījumus. Pirmajai shēmai selektivitāte netiks pārtraukta, bet otrajā – atslēgšanas strāvu var padot jebkura no pieslēgtajām ierīcēm.

G formas faktora aparāts ir arī ar selektīvu darbības principu un ir ar aizturi 0,06-0,08 s. Visi aprakstītie selektīvie veidi ir paredzēti ekstremālu strāvu iedarbībai – līdz 15 kA.

Dažiem UZO modeļiem ir diforgāna iestatījuma regulēšanas sistēma, citiem šādas iespējas nav. Tomēr sadzīves vajadzībām ir piemērots otrs izpildījuma variants

Ierobežojuma strāva ir svarīgs izvēles parametrs, jo tieši ar to tiek nodrošināta drošība.

Piemēram, telpās ar paaugstinātu mitrumu, elektroierīču barošana tiek veikta, pieslēdzot ķēdē atslēgšanas ierīces ar iestatījumu 0,01 A. Standarta sadzīves apstākļiem – 0,03 A.

Ēku ugunsdrošības organizēšanai – 0,1-0,3 A. Iesakām iepazīties ar padomiem par ugunsdrošības UZO izvēli un tā uzstādīšanas niansēm.

Klasifikācija #4 — pēc polu skaita

Tā kā automātiskā ierīce darbojas pēc caur to plūstošo strāvu lielumu salīdzināšanas principa, tad automāta polu skaits būs identisks strāvu vadošo līniju skaitam.

Divpolu noplūdes aizsargierīce (NAI) tiek apzīmēta kā 2Р. To iekļauj vienfāzes shēmā, lai nodrošinātu cilvēka aizsardzību un novērstu iespējamos ugunsgrēka cēloņus.

Četrpolu noplūdes aizsargierīču (NAI) marķējums ir 4Р. Tās ir paredzētas darbam tīklā ar trim fāzēm. Ir iespējama arī kombinēta uzstādīšana, piemēram, ierīce ar četriem poliem tiek ievadīta divvadu tīklā.

Tomēr šādā gadījumā netiks realizēts viss ierīces potenciāls, kas ir ekonomiski neizdevīgi.

Uzstādot aizsargautomātu, jāņem vērā varbūtība, ka slodzes strāva var pārsniegt ierīces maksimālās darba vērtības. Tādēļ papildus tiek uzstādīts automātiskais slēdzis ar nominālo spriegumu, kas nepārsniedz drošības sistēmas darba strāvu.

Klasifikācija #5 — pēc ierīces uzstādīšanas veida

Tā kā diferenciālās aizsargierīces tiek izgatavotas dažādos korpusos, tās var izmantot kā stacionāras vai pārnēsājamas.

Otrajā gadījumā ierīce tiek aprīkota ar pagarinātājvadu. Ierīces, kas fiksējas uz din-sliedes, tiek montētas sadales skapī, kas atrodas vai nu gaitenī, vai dzīvoklī.

Ir arī izpildījuma varianti: RCD kontaktligzda un RCD kontaktdakša. Abos gadījumos jebkura elektroierīce, kas caur šādu mehānismu pievienota, bojājuma gadījumā nav bīstama cilvēkam.

Pilns marķējuma vērtību atšifrējums

Obligāti uz ierīces korpusa ir norādīts izstrādātāja firmas nosaukums. Tālāk seko standartizēts marķējums ar sērijas numura apzīmējumu.

Lai atšifrētu saīsinājumu, izmantosim šādu piemēru [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – aizsargizslēgšanas ierīce;
• [X] – izpildījuma formāts;
• 00 – sērijas ciparu vai burtciparu apzīmējumi;
• [X] – polu skaits: 2 vai 4;
• [XX] – raksturlielumi pēc noplūdes strāvas veida: AC, A un B.

Šeit tiks norādīti arī ierīces nominālie parametri, kuriem izvēles laikā jāpievērš īpaša uzmanība.

Saīsinājuma atšifrējums: 1 – zīmols; 2 – ierīces tips; 3 – selektīvais veids; 4 – atbilstība Eiropas standartiem; 5 – nominālā darba strāva un iestatījums; 6 – maksimālais maiņstrāvas darba spriegums; 7 – nominālā strāva, ko ierīce var izturēt; 8 – diferenciālā ieslēgšanas un izslēgšanas spēja; 9 – elektroshēma; 10 – manuāla darbspējas pārbaude; 11 – slēdža pozīcijas marķējums

Uz maksimālajiem parametriem, kuriem ierīces ir paredzētas, attiecas: spriegums Un, strāva In, diferenciālā strāvas vērtība ķēdes atvēršanai IΔn, ieslēgšanas un izslēgšanas spēja Im, komutācijas spēja pie īssavienojumiem Icn.

Galvenās marķējuma vērtības ir jānovieto tā, lai tās paliktu redzamas pēc ierīces uzstādīšanas. Daži parametri var tikt uzlikti sānos vai aizmugurējā panelī, redzami tikai līdz izstrādājuma montāžai.

Izvadi, kas paredzēti tikai nulles vada pieslēgšanai, tiek apzīmēti ar latīņu simbolu «N». Uz izslēgto RCD režīmu norāda simbols «O» (aplis), ieslēgto — īsa vertikāla svītra «I».

Ne uz katra izstrādājuma ir uzdrukāti optimālie apkārtējās vides temperatūras rādītāji. Tajos modeļos, kur ir simbols — tas nozīmē, ka darba režīma diapazons ir no -25 līdz +40 °C, ja nav nekādu apzīmējumu — ir domāti standarta rādītāji no -5 līdz +40 °C.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video materiāls ar detalizētu pārskatu par visiem aizsardzības mehānismu sastāvdaļu elementiem, to mērķi un savstarpējās mijiedarbības principu:

Visu aizsardzības automātu veidu apraksts, kā arī padomi, kā pareizi izdarīt savu izvēli:

Atbilde uz mūžīgo jautājumu, uz ko apstādināt savu izvēli – uz diferenciālo automātu vai uz RCD + montāžas noslēpumi:

RCD izmantošana ir izdevīgs un pareizs risinājums ne tikai no ekonomijas viedokļa, bet arī no ugunsdrošības un cilvēka aizsardzības viedokļa.

Ieteicams maksimāli izmantot tā potenciālu mājsaimniecības apstākļos, uzstādot uz visām elektrotehnikas grupām, lai nodrošinātu pilnīgu izolāciju no elektroenerģijas ietekmes.

Vai Jums ir palikuši jautājumi par darbības principu vai aizsardzības izslēgšanas ierīču klasifikāciju? Vai vēlaties papildināt izklāstīto materiālu ar noderīgu informāciju? Lūdzu, rakstiet savus precizējumus komentāru blokā, uzdodiet jautājumus – mūsu vietnes eksperti un kompetenti apmeklētāji centīsies Jums atbildēt pēc iespējas izvērstāk.