Proudový chránič (RCD). Recenze.

RCD (Residual Current Device) je spínací zařízení určené k ochraně elektrického obvodu před svodovými proudy, tj. proudy tekoucími po nežádoucích, za normálních provozních podmínek, vodivými cestami, které zase poskytuje ochranu před požáry (požáry elektrického vedení) a před úrazem elektrickým proudem pro člověka.

Definice „spínání“ znamená, že toto zařízení může zapínat a vypínat elektrické obvody, jinými slovy je přepínat.

RCD má také další názvy, například: diferenciální spínač, spínač zbytkového proudu (zkráceně diferenciální proudový spínač) atd.

Konstrukce a princip činnosti proudového chrániče

A tak si pro názornost uveďme nejjednodušší schéma zapojení žárovky přes RCD:

Z diagramu je vidět, že v normálním provozním režimu RCD, když jsou jeho pohyblivé kontakty uzavřeny, proud I₁ například 5 A z fázového vodiče prochází magnetickým obvodem proudového chrániče, poté žárovkou a vrací se do sítě přes nulový vodič také přes magnetický obvod proudového chrániče, zatímco hodnota proudu I₂ rovná hodnotě proudu I₁ a je 5 ampérů.

Podle zákona elektromagnetické indukce proud I₁ procházející magnetickým obvodem v něm RCD vytváří magnetický tok F₁ konvenční hodnota rovná 5 jednotkám, v pořadí proud I₂ také vytváří magnetický tok Ф v magnetickém obvodu₂ stejné velikosti rovné 5 jednotkám, ale protože směr proudu I₂ proti směru proudu I₁, pak magnetický tok F jím vytvořený₂ také opačný k magnetickému toku Ф₁, tj. magnetické toky F₁ a F₂ jsou nasměrovány proti sobě, a proto se stejnými hodnotami příchozích a odchozích proudů se vzájemně vyrovnávají, v důsledku čehož je celkový magnetický tok v magnetickém obvodu roven nule:

Protože celkový magnetický tok v magnetickém obvodu chybí (rovná se nule), neindukuje se v sekundárním vinutí žádný proud. Pohyblivé kontakty jsou sepnuté, elektrický obvod je zapnutý a je v normálním provozu.

Nyní si představme, že se člověk dotkne jednoho z vodičů elektrického obvodu. V tomto případě část elektrického proudu začne protékat lidským tělem a vytváří přímé ohrožení jeho života a zdraví:

V takové situaci se část proudu elektrického obvodu přicházející z fázového vodiče nevrátí do sítě, ale procházející lidským tělem půjde do země, proto proud I₂ který se vrátí do sítě přes magnetický obvod RCD přes nulový vodič, bude menší než proud I₁ vstupu do sítě a podle toho velikost magnetického toku Ф₁ velikost magnetického toku Ф bude větší₂, v důsledku čehož celkový magnetický tok v magnetickém obvodu RCD již nebude roven nule.

Například aktuální I₁= 6A, proud I₂=5,5A, tj. 0,5 Ampér proteče lidským tělem do země (tj. 0,5 Ampér je svodový proud), pak magnetický tok F₁ se bude rovnat 6 konvenčním jednotkám a magnetický tok Ф₂ — 5,5 konvenčních jednotek, pak bude celkový magnetický tok roven:

Ф_množství= F₁+ F₂ =6+(-5,5)=0,5 konvenční jednotky

Výsledný celkový magnetický tok indukuje v sekundárním vinutí elektrický proud, který je při průchodu magnetoelektrickým relé uvede do činnosti a to zase otevře pohyblivé kontakty a rozpojí elektrický obvod.

Funkčnost RCD se kontroluje stisknutím tlačítka „TEST“. Stisknutí tohoto tlačítka uměle vytvoří proudový únik v proudovém chrániči, který by měl vést k vypnutí proudového chrániče.

Schéma zapojení RCD

POZOR! Vzhledem k tomu, že proudový chránič nemá nadproudovou ochranu, musí každé schéma zapojení zahrnovat také instalaci automatického spínače, který chrání proudový chránič před přetížením a zkratovými proudy.

Připojení RCD se provádí podle jednoho z následujících schémat v závislosti na typu sítě:

Tento typ obvodu se obvykle používá v budovách se starým elektrickým vedením (dvouvodičovým), které postrádá zemnící vodič.

Připojení RCD s uzemněním:

Schéma zapojení proudového chrániče v elektrické síti systému TN-C-S (když je nulový vodič rozdělen na nulový pracovní a nulový ochranný):

Schéma zapojení proudového chrániče v elektrické síti systému TN-S (když jsou nulový pracovní a nulový ochranný vodič odděleny):

POZOR! V oblasti RCD se nesmí kombinovat ochranný nulový vodič (uzemňovací vodič) a pracovní nulový vodič! Jinými slovy, není možné připojit pracovní nulový vodič (modrý vodič ve schématu) a zemnící vodič (zelený vodič ve schématu) po instalaci proudového chrániče.

Chyby ve schématech připojení, které způsobují vypnutí proudového chrániče

Jak bylo řečeno výše, proudový chránič je spouštěn svodovými proudy, to znamená, že pokud proudový chránič vypadl, znamená to, že osoba byla vystavena napětí nebo z nějakého důvodu byla poškozena izolace elektrického vedení nebo elektrického zařízení.

Ale co když se proudový chránič samovolně vypne, nikde nedojde k poškození a připojené elektrické zařízení je v dobrém provozním stavu? Možná je celý problém jednou z následujících chyb ve schématu zapojení sítě chráněné proudovým chráničem.

Jednou z nejčastějších chyb je kombinace nulového ochranného a nulového pracovního vodiče v oblasti RCD:

V tomto případě bude velikost proudu opouštějícího síť přes proudový chránič podél fázového vodiče větší než velikost proudu vracejícího se do sítě podél nulového vodiče, protože část proudu poteče kolem proudového chrániče podél zemnícího vodiče, což způsobí vypnutí proudového chrániče.

Často se také vyskytují případy, kdy je jako neutrální pracovní vodič použit zemnící vodič nebo vnější vodivá uzemněná část (například armatury budovy, topný systém, vodovodní potrubí). Tento typ připojení se obvykle vyskytuje, když je poškozen nulový pracovní vodič:

Oba tyto případy mají za následek vypnutí proudového chrániče, protože proud vycházející ze sítě fázovým vodičem, proud přes proudový chránič se nevrací zpět do sítě.

Jak vybrat RCD? Typy a vlastnosti proudových chráničů

Chcete-li vybrat správný proudový chránič a vyloučit možnost chyby, použijte naši online kalkulačku pro výpočet výkonu proudového chrániče.

RCD je vybrán na základě jeho hlavních charakteristik. Patří sem:

1. Jmenovitý proud — maximální proud, při kterém je proudový chránič schopen pracovat po dlouhou dobu, aniž by ztratil svou funkčnost;
2. Diferenční proud — minimální svodový proud, při kterém RCD odpojí elektrický obvod;
3. Jmenovité napětí — napětí, při kterém je proudový chránič schopen pracovat po dlouhou dobu bez ztráty funkčnosti
4. Aktuální typ — konstanta (označená „-“) nebo proměnná (označená „~“);
5. Podmíněný zkratový proud — proud, který proudový chránič vydrží krátkou dobu, dokud se nespustí ochranné zařízení (pojistka nebo jistič).

Výběr RCD je založeno na následujících kritériích:

— Podle jmenovitého napětí a typu sítě: Jmenovité napětí RCD musí být větší nebo rovné jmenovitému napětí obvodu, který chrání:

U_{nom. RCD}⩾ U_{nom. sítí}

na jednofázová síť požadováno dvoupólový RCDNa třífázová síť – čtyřpólový.

— Podle jmenovitého proudu:

Podle odstavce 7.1.76. Electrical Installation Code (PUE) nepovoluje použití RCD ve skupinových vedeních, které nemají nadproudovou ochranu, bez přídavného zařízení, které tuto ochranu zajišťuje. V tomto případě je nutná vypočítaná kontrola RCD v nadproudových režimech s přihlédnutím k ochranným charakteristikám předřazeného zařízení, které poskytuje nadproudovou ochranu.

Z výše uvedeného vyplývá, že před proudovým chráničem musí být ochranné zařízení (jistič nebo diferenciální jistič) a na základě proudu tohoto vyššího ochranného zařízení je třeba zvolit jmenovitý proud proudového chrániče na základě podmínky, že jmenovitý proud proudového chrániče musí být větší nebo roven jmenovitému proudu před ním instalovaného ochranného zařízení:

I_{nom. RCD}⩾ I_{nom. ochranné zařízení}

V tomto případě se doporučuje, aby jmenovitý proud proudového chrániče byl o jeden stupeň vyšší než jmenovitý proud předřazeného ochranného zařízení (např. pokud je před proudový chránič instalován jistič 25 A, doporučuje se instalovat proudový chránič se jmenovitým proudem 32 A).

Pro informaci – standardní hodnoty jmenovitých proudů RCD: 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A atd.,

— Rozdílovým proudem:

Zbytkový proud je jednou z hlavních charakteristik proudového chrániče, která ukazuje, při jaké hodnotě svodového proudu proudový chránič odpojí obvod.

V souladu s odst 7.1.83. PUE: Celkový svodový proud sítě, s přihlédnutím k připojeným stacionárním a přenosným elektrickým přijímačům v normálním provozním režimu, by neměl překročit 1/3 jmenovitého proudu RCD. Při absenci dat by měl být svodový proud elektrických přijímačů odebírán rychlostí 0,4 mA na 1 A zatěžovacího proudu a svodový proud sítě by měl být odebírán rychlostí 10 μA na 1 m délky fázového vodiče. Tito. Rozdílový proud sítě lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

kde: I_síť — síťový proud (vypočtený podle výše uvedeného vzorce) v ampérech; L_provokace — celková délka chráněného vedení elektrické sítě v metrech.

S vypočítaným ΔI_síť akceptujeme nejbližší vyšší standardní hodnotu rozdílového proudu RCD ΔI_RCD:

ΔI_RCD⩾ ΔI_síť

Standardní hodnoty rozdílového proudu RCD jsou: 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA

Diferenční proudy: 100, 300 a 500 mA slouží k ochraně před požáry a proudy: 6, 10, 30 mA slouží k ochraně před úrazem elektrickým proudem. Pro ochranu jednotlivých spotřebitelů a objektů se zvýšeným nebezpečím se v tomto případě zpravidla používají proudy 6 a 10 mA a pro obecnou ochranu elektrické sítě je vhodný diferenciální proud 30 mA.

Pokud je vyžadován proudový chránič pro ochranu před úrazem elektrickým proudem a podle výpočtu je svodový proud větší než 30 mA, je nutné zajistit instalaci několika proudových chráničů na různé skupiny vedení, například jeden proudový chránič pro ochranu zásuvek v místnostech a druhý pro ochranu zásuvek v kuchyni, čímž se sníží proud procházející každým proudovým chráničem a v důsledku toho se sníží tento svodový proud u dvou síťových proudů budou instalovány na různých linkách.

— Podle typu RCD:

Existují dva typy RCD: elektromechanické и elektronický. O principu činnosti elektromechanického RCD jsme hovořili výše; jeho hlavním pracovním prvkem je diferenciální transformátor (magnetické jádro s vinutím), který porovnává hodnoty proudu jdoucího do sítě a proudu vracejícího se ze sítě a v elektronickém tuto funkci plní elektronická deska, která ke svému provozu vyžaduje napětí.

Představme si situaci: z nějakého důvodu „zmizel“ neutrál (například vyhořel neutrální vodič) a pokud je v síti instalován elektronický proudový chránič, jeho elektronická deska bude bez napětí a pokud se člověk dotkne fázového vodiče a dostane se pod napětí, tento proudový chránič nebude fungovat, ale elektromechanický proudový chránič zůstane funkční i při absenci napětí, a proto odpojí elektrický obvod, Je lepší použít přesně elektromechanický RCD.

Požádejte o zpětné zavolání

Z tohoto článku se dozvíte, jak vypočítat výkon RCD a nainstalovat jej doma nebo v kanceláři.

Jemnost výběru RCD

Každým rokem se zvyšuje počet domácích spotřebičů a elektroniky v každém bytě, což zvyšuje riziko úniku proudu a v důsledku toho může vést k požáru v místnosti nebo úrazu elektrickým proudem člověka. Aby se tomu zabránilo, jsou RCD instalovány v bytech a kancelářských prostorách. Jak vypočítat výkon zařízení a vybrat RCD pro byt? Jaké schéma zapojení mám vybrat? Vysvětlíme vám, jak na to, i když jste se s elektřinou nikdy nezabývali.

Princip činnosti RCD

RCD neboli proudový chránič je zařízení nutné k otevření elektrického obvodu v případě úniku diferenciálního proudu. Při běžném provozu elektrické sítě a elektrického zařízení je potenciálový rozdíl v kabelech nulový. Pokud však dojde k poruše izolace nebo jiné poruše v elektrickém obvodu, uniká rozdílový proud, který je přiváděn do těla zařízení. A dotykem těla se člověk sám stává vodičem (jeho tělem prochází diferenční proud), čímž riskuje úraz elektrickým proudem.

RCD monitoruje potenciálový rozdíl a když se vytvoří, okamžitě přeruší obvod a vypne elektřinu v celém bytě nebo pouze v určité oblasti. Stojí za zmínku, že proudový chránič nechrání elektroinstalaci a domácí spotřebiče před napěťovými rázy a zkraty v síti – to je prováděno jističi. Proto by měly být RCD instalovány ve spojení s jističi a zapojovat je do série.

Výpočet výkonu pro RCD

Každé jednotlivé zařízení má svou vlastní prahovou proudovou zátěž, při které bude normálně fungovat a nespálí se. Přirozeně by měla být vyšší než celková proudová zátěž všech zařízení připojených k RCD. Existují tři typy schémat připojení RCD, z nichž každý má svůj vlastní výpočet výkonu zařízení:

• Jednoduchý jednoúrovňový obvod s jedním ochranným zařízením.
• Jednoúrovňový obvod s několika ochrannými zařízeními.
• Dvouúrovňový ochranný obvod vypnutí.

Výpočet výkonu pro jednoduchý jednoúrovňový obvod

Jednoduchý jednoúrovňový obvod je charakterizován přítomností jednoho RCD, který je instalován po měřiči. Jeho jmenovité proudové zatížení musí být vyšší než celkové proudové zatížení všech k němu připojených spotřebičů. Předpokládejme, že v bytě je kotel o výkonu 1.6 kW, pračka o výkonu 2.3 ​​kW, několik žárovek o celkovém výkonu 0.5 kW a další elektrospotřebiče o výkonu 2.5 kW. Výpočet aktuálního zatížení pak bude následující:

(1600+2300+500+2500)/220 = 31.3 A

To znamená, že pro tento byt budete potřebovat zařízení s proudovým zatížením nejméně 31.3 A. Nejbližší RCD z hlediska výkonu je 32 A. Bude to stačit, i když budou všechny domácí spotřebiče zapnuty současně.

Jedním z takových vhodných zařízení je proudový chránič ERA NO-902-126 VD63 RCD, určený pro jmenovitý proud 32 A a svodový proud 30 mA.

Výkonový stůl RCD

Pokud přemýšlíte o tom, jak snadno a rychle vybrat proudový chránič na základě výkonu, níže uvedená tabulka vám s tím pomůže:

RCD vybíráme na základě rozdílového proudu

Každá jednotka má provozní prahovou hodnotu založenou na hodnotě rozdílového proudu. Pro přesný výpočet svodového proudu je důležité znát následující indikátory:

• Délka kabelu od spotřebiče k ochrannému zařízení. Svodový proud sítě se získá rychlostí 10 μA na 1 m kabelu.
• Svodový proud elektrických spotřebičů. V průměru se svodový proud zařízení získá rychlostí 0.4 mA na 1 A zařízení.
• Výkon spotřebních zařízení.

Rozdílový proud se vypočítá podle následujícího vzorce:

Idiff = 0.4*Idevices + 0.01*Lkabely

Předpokládejme tedy, že potřebujete ochranné zařízení pro pračku o výkonu 2.3 ​​kW, která je připojena drátem o délce 10 m. V tomto případě bude únikový rozdílový proud následující:

Idiff = 0.4*(2300/220) + 0.01*10 = 4.3 mA

Stojí za zmínku, že práh odezvy svodového proudu RCD by měl být 3krát vyšší než vypočítaný diferenciální proud. Díky tomu se lze vyhnout falešným poplachům. Pračka proto vyžaduje jednotku s prahovou hodnotou odezvy alespoň 12.9 mA. Nejblíže je zařízení s provozním proudem 30 mA. Pro tyto potřeby je tedy vhodný levný IEK 30mA RCD typ AC VD1-63 GENERICA MDV15-2-025-030.

Standardní indikátory svodového proudu pro ochranná zařízení jsou:

• Zařízení pro 6, 10 a 30 mA – pro ochranu osob před úrazem elektrickým proudem.
• Zařízení pro 100, 300 a 500 mA – k ochraně budov a staveb před požáry.

Pokud si vybíráte RCD pro soukromý dům, pak ve většině případů postačí zařízení 30 mA.

Jak vybrat jednotku pro jednofázové a třífázové sítě?

Vše je zde poměrně jednoduché – stačí určit počet pólů na zařízení. Pro jednofázové sítě jsou vhodná dvoupólová zařízení a pro třífázové sítě jsou vhodná čtyřpólová zařízení. Typickým představitelem čtyřsvorkových obvodů je proudový chránič IEK 30mA typu AC VD1-63 MDV10-4-040-030.

Pro svářečku typu transformátor nebo invertor je dostačující. Mimochodem, o tom, jak vybrat svařovací invertor, jsme již psali, takže se můžete řídit tímto návodem.

Jaká je doba odezvy zařízení?

Jakýkoli typ proudového chrániče má dobu odezvy, během níž vypne napájení v celém domě nebo pouze v určité fázi nebo části vedení. Doba odezvy standardních RCD pro ochranu před úrazem elektrickým proudem nepřesahuje 30 – 40 ms. Ale selektivní modely se vypnou až po 200 – 500 ms. Ty jsou určeny k instalaci u vchodu do bytu z důvodu požární ochrany. Doporučujeme instalovat selektivní zařízení u vchodu a standardní přímo v bytě. Díky tomu nedojde k zhasnutí světla v celém bytě, ale pouze na určitém úseku elektroinstalace.

Viz také:

• Motorové pily: jak se liší, jak si vybrat + hodnocení nejlepších modelů
• Úplně zašroubujte: hodnocení síťových šroubováků 2019