Cos'è un RCD: dispositivo, principio di funzionamento, tipi esistenti e marcatura di RCD

Qualsiasi rete elettrica deve avere un dispositivo di protezione, ma non tutti sanno cos'è un interruttore differenziale e qual è il principio del suo funzionamento.La decodifica dell'abbreviazione è simile a questa: dispositivo a corrente residua.

Questo dispositivo elettrico a bassa tensione è progettato per disattivare la sezione protetta del circuito quando una corrente differenziale supera il valore nominale per questo dispositivo.

Nel nostro articolo cercheremo di analizzare in dettaglio la progettazione e il principio di funzionamento degli interruttori differenziali, considerare le varietà esistenti e capire quali informazioni contiene la marcatura dei dispositivi differenziali.

Scopo del dispositivo di protezione

Il dispositivo RCD con circuito di terra è un conduttore PE di alloggiamenti conduttivi neutri o parti di meccanismi elettrici con una resistenza non superiore a 4 Ohm.

Se si verifica una corrente di dispersione, questi elementi dell'apparecchiatura possono essere energizzati, il che rappresenta un pericolo per la vita umana e animale in contatto con essi, nonché per le cose in generale.

Per salvare dalle lesioni elettriche è la chiamata dei dispositivi di rilevamento. Quando viene rilevata una corrente di dispersione, disattivano la tensione.

Il pericolo maggiore risiede nel fatto che tali disturbi nel circuito sono invisibili e, in rari casi, evidenti quando si avverte una leggera scossa elettrica quando si tocca l'apparecchio.

La ragione principale di questo fenomeno è una violazione dello strato isolante del cablaggio. I processi incontrollati possono causare gravi danni, motivo per cui i dispositivi di protezione stanno diventando sempre più popolari negli ambienti domestici.

L'impatto delle reti conduttrici sul corpo umano può avere conseguenze disastrose. Questo problema è stato risolto con l'aiuto di dispositivi di controllo RCD appartenenti al segmento protettivo. I requisiti di base per l'installazione e l'uso sono descritti nella norma IEC 60364

L'uso degli RCD è più diffuso in reti monofase con corrente alternata e messa a terra del neutro, nonché tensioni nominali fino a 1 kW nel formato di alimentazione domestica.

Progettazione RCD

Le caratteristiche opzionali del meccanismo di protezione ti aiuteranno a comprendere il principio di funzionamento dell'RCD, ovvero la risposta riproducibile del dispositivo alla dispersione di corrente.

Le principali unità operative includono:

• sensore differenziale del trasformatore;
• grilletto: un meccanismo che interrompe un circuito elettrico che funziona in modo errato;
• relè elettromagnetico;
• blocco di controllo.

Gli avvolgimenti opposti sono collegati al sensore: fase e zero. Durante il normale funzionamento della rete, questi elementi semiconduttori formano flussi magnetici nel nucleo che hanno una direzione opposta l'uno rispetto all'altro. Per questo motivo, il flusso magnetico è zero.

Il trasformatore è costituito da un nucleo chiuso in acciaio, sul quale sono poste due bobine: quella primaria è collegata alla sorgente di corrente alternata, quella secondaria è collegata al carico. Il numero di volte in cui il trasformatore aumenta la tensione CA, lo stesso numero di volte in cui la corrente diminuisce

All'avvolgimento secondario avvolto sul nucleo magnetico del trasformatore è collegato un relè di tipo elettromagnetico. Se la rete soddisfa le condizioni operative standard, non viene utilizzata.

Quando si verifica una perdita di corrente, l’intera operazione cambia radicalmente. I conduttori di fase e neutro iniziano a far passare quantità diverse di corrente. Ora anche il valore di potenza e la direzione dei flussi magnetici sul nucleo del trasformatore avranno parametri diversi.

Nelle spire secondarie appare una corrente e quando vengono raggiunti i valori specificati il ​​relè elettromagnetico viene attivato. È abbinato a un meccanismo di rilascio. Questa connessione reagisce al momento giusto e disconnette la rete elettrica.

Secondo i requisiti di sicurezza antincendio, i controlli di controllo del dispositivo di protezione differenziale vengono eseguiti regolarmente, almeno una volta al mese. A questo scopo l'apparecchio dispone di uno speciale pulsante “TEST”.

L'unità di prova è rappresentata da un meccanismo di resistenza: un determinato carico collegato per bypassare il sensore differenziale. Questo elemento simula la dispersione di corrente e quindi verifica la funzionalità del dispositivo. Abbiamo parlato più in dettaglio dei metodi di verifica In questo articolo.

Il principio di funzionamento dell'RCD è il seguente: fornire corrente dalla linea di fase alla resistenza di controllo e quindi al filo neutro, bypassando il sensore.

Ciò crea condizioni per diversi indicatori di corrente all'ingresso e all'uscita del dispositivo. Questo squilibrio dovrebbe portare all'avvio dell'unità di spegnimento.

A seconda degli sviluppatori, la progettazione del circuito può variare, ma il principio utilizzato nel funzionamento dell'RCD sarà identico per tutti i modelli.

Il principio di funzionamento del meccanismo di protezione

Consideriamo perché è necessario utilizzare un RCD. Il funzionamento del dispositivo di protezione si basa su un metodo di misurazione.

Vengono registrati i parametri in entrata e in uscita delle correnti che fluiscono attraverso il trasformatore. Se il primo valore è maggiore del secondo significa che c'è una dispersione di corrente nel circuito elettrico e il dispositivo riproduce uno spegnimento. Se i parametri sono identici, il dispositivo non funziona.

In un sistema a due fili, il dispositivo differenziale non funziona se una corrente di uguale intensità attraversa i fili di fase e neutro. Se c'è una differenza tra questi valori, significa che c'è una rottura dell'isolamento nella rete e il meccanismo di protezione spegnerà la sezione danneggiata

Per una migliore comprensione, consideriamo come funzionerà un differenziale in un quadro di distribuzione domestico con sistema bipolare.

Il filo bifilare di ingresso (fase e neutro) è collegato alle morsettiere superiori. Fase e neutro sono collegati alle morsettiere inferiori, poste nell'area di carico, ad esempio, alla presa di corrente di una caldaia o di un bollitore elettrico. La messa a terra protettiva del dispositivo verrà effettuata tramite cavo, bypassando l'RCD.

Nella modalità di funzionamento standard, il movimento degli elettroni avviene lungo la linea di fase dal cavo in ingresso al riscaldatore elettrico della caldaia/bollitore, attraversando il dispositivo di protezione differenziale. Ritornano nuovamente a terra attraverso l'RCD, ma lungo la linea neutra.

Se una persona tocca il corpo di un dispositivo che trasporta corrente, sul quale è apparso un potenziale a causa di un guasto, in questa situazione la corrente dispersa passerà attraverso il corpo umano, alla quale il dispositivo reagisce quasi istantaneamente spegnendo il sistema di alimentazione

Ad esempio, l'isolamento dell'elemento riscaldante dell'apparecchio è stato danneggiato.Pertanto, attraverso l'acqua contenuta, la corrente verrà parzialmente condotta dall'involucro, per poi entrare nel terreno attraverso il cablaggio del dispositivo di protezione.

La corrente rimanente ritornerà lungo la linea neutra attraverso l'RCD. Tuttavia, la sua forza diminuirà in base alla quantità di perdite rispetto a quella in entrata.

La differenza negli indicatori è calcolata da un trasformatore differenziale. Se il numero è maggiore del valore consentito, il dispositivo reagisce istantaneamente e interrompe il circuito.

Nel nostro altro articolo abbiamo fornito consigli per la selezione e la connessione corretta RCD per caldaia.

La fattibilità dell'uso degli RCD

Consideriamo perché è necessario utilizzare un RCD e da quali fattori di impatto negativo il dispositivo fornisce protezione.

Innanzitutto un cortocircuito di fase sull'alloggiamento dell'apparecchiatura elettrica. Principalmente le aree problematiche includono gli elementi riscaldanti di stufe e lavatrici. Vale la pena notare che il guasto si verifica solo quando la parte generatrice di calore viene riscaldata sotto l'influenza della corrente.

Anche se i fili sono collegati in modo errato. Ad esempio, se si utilizzano twist senza morsettiera, che vengono successivamente incassati nel muro e ricoperti con uno strato di intonaco. Poiché la superficie ha un'elevata umidità, questa torsione costituirà una rottura che colerà nel muro.

Il meccanismo di protezione differenziale in questo caso disecciterà costantemente la linea fino alla completa asciugatura della zona o fino al rifacimento del nodo di collegamento.

La protezione automatica viene utilizzata efficacemente nella vita di tutti i giorni: nei gruppi elettrici del bagno, della cucina e delle prese, con un gran numero di dispositivi alimentati. L'opzione ideale è quando questo tipo di dispositivo è installato su ciascun gruppo di prese

L'ambito di applicazione dei dispositivi di rilevamento è piuttosto vario: dagli edifici pubblici alle grandi imprese. Completano strutture e circuiti elettrici destinati alla ricezione e distribuzione: quadri elettrici in edifici residenziali, impianti di alimentazione elettrica per consumi individuali, ecc. La cosa principale in questo caso è farlo bene selezionare RCD in base alla potenza.

Tipi di dispositivi e loro classificazione

Le società di sviluppo dotano i loro prodotti di diverse capacità, che devono essere prese in considerazione quando si determina il tipo di RCD richiesto, in base alle condizioni operative specifiche della rete elettrica.

Affinché il consumatore medio possa selezionare il dispositivo differenziale necessario tra la varietà di modelli offerti, è stato creato un sistema di classificazione basato sulle seguenti caratteristiche:

• principio operativo;
• tipo di corrente differenziale;
• ritardo di disconnessione della corrente differenziale;
• numero di poli;
• metodo di installazione.

Successivamente, considereremo ciascuna di queste classificazioni in modo più dettagliato.

Classificazione n. 1 - per metodo di inclusione

Esistono solo due metodi di commutazione: elettromeccanico ed elettronico. Nel primo caso la macchina toglierà alimentazione alla linea danneggiata, indipendentemente dalla tensione di rete. Il corpo di lavoro principale è un nucleo toroidale con avvolgimenti.

Quando si verifica una perdita, viene generata una tensione nel circuito secondario per attivare il relè di polarizzazione, che porta all'attivazione del meccanismo di spegnimento.

I dispositivi di tipo elettromeccanico non richiedono tensione esterna. La fonte del loro funzionamento è la corrente differenziale sulla linea di faglia

Il funzionamento di un dispositivo con riempimento elettronico dipende completamente dalla tensione aggiuntiva, ad es. alimentazione esterna richiesta. Qui il corpo di lavoro è una scheda elettronica con un amplificatore.

All'interno di tale meccanismo non ci sono fonti aggiuntive che accumulano energia, quindi il circuito utilizza l'elettricità proveniente dalla rete esterna per funzionare e, se non c'è tensione, il dispositivo non interromperà il circuito.

Determinazione del tipo di dispositivo: saldare due fili ai terminali di una batteria AA. Accendi l'RCD e collegalo all'ingresso del blocco protettivo e quello successivo all'uscita. Le linee sono collegate ad un polo. Se il dispositivo si spegne significa che si presenta di tipo elettromeccanico altrimenti elettronico

Un esempio di funzionamento di un interruttore differenziale elettronico installato su una linea con una presa da cui è alimentato un forno a microonde: si è verificata un'interruzione nella fase zero, oltre a ciò, nello stesso periodo si verifica un malfunzionamento nel cablaggio del microonde e si verifica un cortocircuito di fase nell'alloggiamento, ad es. ha un potenziale pericoloso.

Se si tocca la stufa la protezione di tipo elettronico non si attiverà perché senza alimentazione. È proprio a causa dell'inaffidabilità rispetto al suo analogo elettromeccanico che questo dispositivo è diventato meno diffuso.

Classificazione n. 2 - per tipo di corrente di dispersione

Tutti i modelli di interruttori automatici di sicurezza prodotti sono inoltre divisi per la corrente di carico che passa attraverso il dispositivo. Elaborano la tensione di un dato formato di oscillazione.

La tensione operativa nominale è indicata sull'alloggiamento di tutti i dispositivi e sul passaporto. Questo parametro deve corrispondere al campo di corrente nominale dell'apparecchiatura elettrica.

Il tipo AC verrà attivato quando una tensione di dispersione alternata appare istantaneamente nel circuito controllato o quando aumenta in onde. Questi dispositivi sono contrassegnati con la scritta “AC” o il simbolo “~”.

Il fattore di forma più adatto per l'uso domestico è UZO-AS. Il modello è il più economico dei dispositivi con azione simile. Nel passaporto per l'ingegneria elettrica, i produttori spesso indicano un modello specifico di interruttore adatto a questo prodotto.

Il tipo A viene attivato dalla formazione istantanea di una corrente di rottura alternata o pulsante nel circuito controllato o dal loro lento aumento.

Questo meccanismo può essere utilizzato in qualsiasi situazione presentata. Sul corpo macchina è riportata la sigla “A” o simbolo, come nell'immagine grafica nel rettangolo .

Molto spesso, il tipo A è collegato a un circuito in cui la regolazione del carico viene riprodotta tagliando la parte superiore della sinusoide, ad esempio regolando la velocità dei movimenti di rotazione del motore con un convertitore a tiristori.

Il costo del modello A è molte volte più alto rispetto a quello AC, perché qui viene inoltre monitorata la tensione continua che si forma nella tecnologia dei convertitori di potenza

Gli RCD del sottotipo B sono efficaci per riprodurre la reazione in un circuito elettrico subordinato di corrente di dispersione diretta, alternata o convertita (rettifica).

Si tratta di apparecchiature costose destinate agli impianti industriali. Non sono utilizzati in condizioni domestiche.

I dispositivi di protezione di intervento presentati di tipo A, B e AC sono progettati per un tempo di attivazione di 0,02-0,03 s.

Classificazione n. 3 - per tipo di ritardo

Questa classificazione comporta una distinzione tra due tipologie: S e G.La protezione automatica di tipo S può essere caratterizzata da una risposta di formato selettiva. Il ritardo del tempo di risposta corrisponde all'intervallo di 0,15-0,5 s. È consigliabile sceglierlo nel caso di collegamento in gruppo di un differenziale.

Schema di un quadro d'appartamento con due gruppi di carico, dove sono collegati due diversi tipi di dispositivi di protezione: AC o A, e S

Secondo lo schema, il pannello contiene due gruppi di carico sotto forma di prese n. 1 e n. 2, a cui è collegato un interruttore differenziale di tipo A, e un secondo interruttore automatico - S - è collegato all'ingresso della stanza.

Se si verifica un guasto in un raggio, il dispositivo di ingresso si attiva solo quando il dispositivo collettivo non svolge la sua funzione e non spegne la sezione difettosa.

La selettività dell'attivazione dell'interruttore può essere ottenuta utilizzando un altro metodo, attraverso le impostazioni della corrente di dispersione. Questo metodo è il più diffuso.

Schema di un quadro d'appartamento con due gruppi di carico, dove sono collegati due diversi tipi di dispositivi di protezione: AC con predisposizione al guasto, e la seconda A, ma di valore più alto

Prendiamo un circuito simile al precedente e modifichiamolo in questo modo: selezioniamo un automa di gruppo di tipo AC solo con un'impostazione diftoka di 0,03 A, e all'ingresso ci sarà un dispositivo simile con soli 0,1 A.

Vi sono situazioni in cui la corrente differenziale nel circuito di guasto supera le impostazioni nominali dei due dispositivi di protezione. Per il primo circuito la selettività non sarà compromessa, ma nel secondo qualsiasi dispositivo collegato può fornire la corrente di interruzione.

Anche il dispositivo con fattore di forma G è rappresentato da un principio di attivazione selettiva e ha una velocità dell'otturatore di 0,06-0,08 s. Tutti i tipi selezionati descritti sono progettati per l'esposizione a correnti estreme - fino a 15 kA.

Alcuni modelli di RCD dispongono di un sistema per regolare l'impostazione del diforgan, altri non hanno questa funzionalità. Tuttavia, la seconda versione è adatta per scopi domestici.

La corrente limite è un parametro di selezione importante perché Questo è esattamente ciò che garantisce la sicurezza.

Ad esempio, in ambienti con elevata umidità, gli apparecchi elettrici vengono alimentati collegando dispositivi di disconnessione al circuito con un'impostazione di 0,01 A. Per condizioni di vita standard - 0,03 A.

Per organizzare la sicurezza antincendio degli edifici - 0,1-0,3 A. Ti consigliamo di familiarizzare con i suggerimenti su scelta di un RCD di protezione antincendio e le sottigliezze della sua installazione.

Classificazione n.4 - per numero di poli

A causa del fatto che il dispositivo automatico funziona secondo il principio del confronto delle grandezze della corrente che lo attraversa, il numero di poli della macchina sarà identico al numero di linee che trasportano corrente.

Un RCD bipolare è designato come 2P. È incluso in un circuito monofase per garantire la protezione umana e prevenire possibili cause di incendio.

La marcatura degli RCD quadripolari è 4P. Sono progettati per funzionare in una rete trifase. È anche possibile una combinazione di installazione, ad esempio un dispositivo a quattro poli è collegato a una rete a due fili.

Tuttavia, ciò non consentirà di sfruttare appieno il potenziale del dispositivo, che è economicamente non redditizio.

Quando si installa un interruttore è opportuno considerare la possibilità che la corrente di carico possa superare i valori massimi di funzionamento del dispositivo. Pertanto, viene installato un interruttore automatico aggiuntivo con una tensione nominale non superiore alla corrente operativa del sistema di sicurezza

Classificazione n.5 - in base al metodo di installazione del dispositivo

Poiché i dispositivi di protezione differenziale sono disponibili in diversi alloggiamenti, possono essere utilizzati come fissi o portatili.

Nel secondo caso, il dispositivo è dotato di prolunga. Dispositivi montati su guida DIN montato nel quadro elettrico, che si trova nel corridoio o nell'appartamento.

Ci sono anche opzioni come Presa RCD e spina RCD. Sia nel primo che nel secondo caso, qualsiasi dispositivo elettrico collegato tramite tale meccanismo non rappresenta un pericolo per l'uomo in caso di guasto.

Decodifica completa dei valori di marcatura

Il nome dell'azienda sviluppatrice deve essere riportato sul corpo del dispositivo. Questo è seguito da contrassegni standardizzati che indicano il numero di serie.

Per decifrare l'abbreviazione utilizzeremo il seguente esempio: [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – dispositivo differenziale;
• [X] – formato dello spettacolo;
• 00 – designazioni digitali o alfanumeriche della serie;
• [X] – numero di poli: 2 o 4;
• [XX] – caratteristiche per tipo di corrente dispersa: AC, A e B.

Qui verranno indicati anche i parametri nominali del dispositivo, ai quali è necessario prestare particolare attenzione quando si sceglie.

Spiegazione dell'abbreviazione: 1 – marchio; 2 – tipo di dispositivo; 3 – specie selettive; 4 – rispetto delle norme europee; 5 – corrente nominale di funzionamento e impostazione; 6 – tensione alternata massima di funzionamento; 7 – corrente nominale che il dispositivo può sopportare; 8 – potere di chiusura e interruzione differenziale; 9 – schema elettrico; 10 – controllo manuale delle prestazioni; 11 – marcatura della posizione dell'interruttore

I parametri massimi per i quali sono progettati i dispositivi includono: tensione Un, attuale In, valore differenziale della corrente di apertura del circuito IΔn, possibilità di accendere e spegnere Io sono capacità di commutazione durante i cortocircuiti Inc.

Le marcature principali devono essere posizionate in modo tale da rimanere visibili dopo l'installazione del dispositivo. Alcuni parametri potrebbero essere marcati lateralmente o sul pannello posteriore, visibili solo prima dell'installazione del prodotto.

Le uscite destinate esclusivamente al collegamento del filo neutro sono contrassegnate dal simbolo latino “N" La modalità RCD disabilitata è indicata dal simbolo “DI" (cerchio), incluso - barra verticale corta "IO».

Non tutti i prodotti sono contrassegnati con indicatori di temperatura ambientale ottimale. In quei modelli in cui è presente un simbolo - ciò significa che il campo di funzionamento va da -25 a + 40 °C; se non ci sono designazioni, significa indicatori standard da -5 a +40 °C.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Materiale video con una panoramica dettagliata di tutti gli elementi costitutivi dei meccanismi di protezione delle revisioni, del loro scopo e del principio di interazione reciproca:

Descrizione di tutti i tipi di interruttori automatici e suggerimenti su come fare la scelta giusta:

La risposta all'annosa domanda: cosa scegliere: un interruttore differenziale o un interruttore differenziale + segreti di installazione:

L'uso di un RCD è una soluzione vantaggiosa e corretta non solo dal punto di vista economico, ma anche dal punto di vista della sicurezza antincendio e della protezione umana.

Si consiglia di sfruttare al massimo il suo potenziale in ambito domestico, installandolo su tutti i gruppi di apparecchiature elettriche per garantire il completo isolamento dagli effetti dell'elettricità.

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