RCD selettivo: dispositivo, scopo, ambito di applicazione + schema e sfumature di connessione

Tra la varietà di dispositivi di protezione c'è un RCD selettivo, che gli esperti considerano un'opzione pratica e ottimale per organizzare la protezione. In che modo questo tipo di dispositivo si distingue dagli altri in un gruppo correlato?

Quali proprietà ha un dispositivo selettivo e quanto è alta la sua sensibilità? Proviamo a capirlo con una breve recensione in questa direzione.

Scopo e principio di funzionamento

I dispositivi relè per reti elettriche, progettati per fornire protezione dal contatto diretto in aree pericolose, nonché protezione delle apparecchiature, sono rappresentati da una varietà di progetto.

Caratteristiche dei dispositivi selettivi

Una caratteristica distintiva del dispositivo selettivo è la presenza nel circuito di una funzione di ritardo temporale per lo spegnimento del circuito che alimenta il carico.

In genere, questo parametro supera i 40 ms, ciò significa che i dispositivi selettivi non sono progettati per proteggere dai danni derivanti dal contatto diretto.

La gamma di dispositivi utilizzati per la protezione durante il funzionamento delle reti elettriche offre un'ampia scelta. Quasi tutti i tipi di interruttori differenziali possono essere utilizzati in reti monofase o trifase

Anche tra le caratteristiche dei dispositivi selettivi va segnalata la loro buona stabilità in risposta ai picchi di corrente e tensione. Grazie a questa proprietà, il rischio di falsi allarmi e, di conseguenza, di interruzioni del circuito è quasi completamente eliminato.Qual è la selettività degli interruttori automatici è descritta in dettaglio in questo materiale.

Di norma, in pratica vengono utilizzati dispositivi la cui corrente nominale è compresa tra 25 e 100 A. In questo caso, il valore della corrente di dispersione differenziale è compreso tra 0,1 e 0,3 A.

Vengono prodotte versioni bipolari e quadripolari del dispositivo. Ogni tipo viene utilizzato attivamente come parte di circuiti in cascata ramificati.

Principio di funzionamento e progettazione dell'RCD di tipo S

Le caratteristiche distintive dei dispositivi selettivi si limitano solo a quelle sopra indicate.

In tutte le restanti funzionalità di progettazione, non esiste praticamente alcuna differenza significativa tra dispositivi selettivi e dispositivi per uso generale.

Il principio di funzionamento dei moduli ha l'unico scopo di prevenire possibili dispersioni di corrente, che rappresentano una potenziale minaccia per gli utenti di varie apparecchiature elettriche. Gli RCD di tipo selettivo agiscono anche per prevenire danni alle apparecchiature.

Il principio di funzionamento rimane quindi standard, applicabile a tutti i dispositivi di protezione del gruppo RCD:

1. C'è un trasformatore differenziale nel design.
2. Grazie al trasformatore viene effettuato un confronto delle correnti di controllo.
3. La differenza viene trasmessa all'elemento sensibile.
4. Se la differenza supera il parametro di controllo impostato, si verifica un'interruzione.

Questo è l'intero principio di funzionamento in termini generali. Tuttavia, vale anche la pena notare una caratteristica come la dipendenza dei dispositivi dall'alimentazione.

In pratica, vengono utilizzate due opzioni di progettazione per i differenziali differenziali di tipo selettivo (e anche per quelli generali). Una delle opzioni prevede l'alimentazione esterna, mentre l'altra la esclude completamente.

Modulo quadripolare integrato in una rete di tensione monofase.La commutazione viene effettuata secondo una soluzione tradizionale, quando vengono utilizzati una macchina di ingresso, un contatore di energia elettrica e quindi un differenziale selettivo

È chiaro che i progetti di dispositivi di protezione che non utilizzano un circuito di alimentazione esterno sembrano essere più affidabili di quelli che richiedono una fonte di energia per l’efficienza operativa.

Poiché il trasformatore differenziale è, in effetti, l'elemento di progettazione dominante, a questa parte del circuito RCD vengono imposti requisiti speciali.

Il nucleo magnetico del DT deve avere una rigorosa caratteristica di magnetizzazione lineare.

Questo è approssimativamente il modo in cui avvengono i processi all'interno del nucleo magnetico di un RCD di tipo selettivo e il flusso di correnti attraverso gli avvolgimenti di lavoro esistenti. Modificando gli indicatori di corrente di ciascuna linea, viene controllato il fattore di perdita

Le proprietà termiche del nucleo magnetico dovrebbero garantire un funzionamento di alta qualità in un ampio intervallo di temperature. Pertanto, per produrre questo elemento viene utilizzato un materiale speciale: ferro amorfo o simile.

Altre parti del progetto di un dispositivo RCD selettivo sono relè magnetoelettrici sensibili: elementi ad azione diretta, spesso chiamati elementi di soglia.

In alcuni progetti i relè vengono sostituiti dall'elettronica, ma il principio rimane lo stesso.

Modalità normale e di emergenza

Quando si utilizza un RCD di tipo S, finché non viene rilevata la presenza di una corrente di dispersione (corrente differenziale), i conduttori che formano un circuito elettrico nel campo magnetico del nucleo fanno passare correnti di carico nominali equivalenti.

Un diagramma che mostra chiaramente i processi interni di un modulo di tipo selettivo quando si utilizza il dispositivo in modalità operativa.Il livello di sensibilità richiesto viene garantito impostandolo in base alla corrente di interruzione

Queste correnti, di uguale intensità, inducono campi magnetici ad azione multidirezionale all'interno del nucleo.

Il loro flusso totale risulta pari a zero, il che spiega l'assenza di corrente sull'avvolgimento secondario del generatore diesel. La sua corrente zero non ha alcun effetto sull'elemento sensibile all'interruzione. L'RCD rimane acceso.

Altrimenti, quando il circuito descritto è disturbato, anche l'equilibrio delle correnti è disturbato. Di conseguenza, sull'avvolgimento secondario del DT viene generata una corrente di una certa entità.

Non appena questo valore supera il valore di soglia dell'elemento di attivazione del dispositivo di protezione selettivo, questo entrerà in funzione. Ciò attiverà il sistema di blocco esecutivo, interrompendo i circuiti di alimentazione del carico. L'RCD si spegnerà e interromperà il circuito di carico.

Aree di applicazione tradizionali del dispositivo

Come notato sopra, questa modifica dei dispositivi di protezione non viene utilizzata per la protezione contro il contatto diretto.

Molto spesso, i dispositivi vengono utilizzati come interblocchi in caso di possibile incendio nei cavi elettrici o nei meccanismi del sistema.

Il contatto diretto con le apparecchiature, in particolare quelle domestiche, è un evento comune. Tuttavia, in caso di perdita di corrente, tale contatto è irto di gravi conseguenze. Un RCD di tipo S non protegge dal contatto diretto in condizioni di dispersione, ma esistono altri tipi di dispositivi per questo

Questi stessi differenziali vengono utilizzati come dispositivi di protezione contro i cortocircuiti nei circuiti di alimentazione di impianti/dispositivi/apparecchiature costosi e di pregio o nei circuiti di alimentazione di importanti impianti tecnologici.

È prassi comune introdurre dispositivi selettivi nella realizzazione di circuiti elettrici in cascata complessi, dove ogni ramo coinvolge un diverso tipo di carico con correnti diverse.

Soluzione circuitale in cascata per il cablaggio di reti elettriche mediante moduli di protezione di tipo selettivo. Una delle opzioni comuni utilizzate per elettrificare gli edifici residenziali

Con questa configurazione del sistema di distribuzione elettrica mediante dispositivi selettivi, viene garantita una protezione affidabile nelle singole aree.

Inoltre, ogni singolo RCD in caso di incidente offre la possibilità di determinare rapidamente il difetto.

Schemi di collegamento per interruttori differenziali ad interruzione selettiva

In realtà, le soluzioni circuitali in questo caso teoricamente non presentano alcuna caratteristica che le distingua dalla realizzazione di circuiti con altri tipi di dispositivi del gruppo.

Un'altra domanda è: in quale sequenza dovremmo includere, ad esempio, il taglio selettivo e il taglio tramite tocco diretto?

Un design tipico del dispositivo, che garantisce il blocco dell'alimentazione in caso di dispersione di corrente e contatto diretto. L'impostazione della corrente di interruzione è solitamente almeno 30 mA

Se consideriamo il dispositivo di spegnimento selettivo in un'unica versione, in questo caso è un elemento del circuito più semplice ed è montato di serie:

1. L'interruttore viene installato per primo.
2. Poi arriva l'RCD di tipo S.
3. Poi la catena di carico.

Nel frattempo, la protezione viene utilizzata in vari modi per utilizzare le reti elettriche.

Ad esempio, è necessario garantire un'elevata affidabilità del funzionamento di un motore elettrico trifase. Come organizzare la protezione tramite un RCD di tipo selettivo in questo caso?

Un'altra opzione di progettazione è un dispositivo a quattro poli, che è più conveniente in termini di opzioni di configurazione del cablaggio elettrico. Con questo modulo è più semplice manipolare il cablaggio del bus di terra

Qui è adatto un dispositivo quadripolare, con l'aiuto del quale è possibile organizzare un circuito di protezione contro gli avvolgimenti da cortocircuito (cortocircuito).

Anche il collegamento avviene tramite un inserto RCD intermedio. Cioè la macchina si accende per prima, il secondo numero è la protezione selettiva, il terzo è il motore elettrico.

Opzione di progettazione del circuito con un motore elettrico. Una soluzione semplice e piuttosto efficace per proteggere il motore da possibili cortocircuiti tra fasi o cortocircuiti verso la massa

Un circuito monofase per esigenze standard, come illuminazione e alimentazione, può essere realizzato in modo molto semplice utilizzando un dispositivo bipolare e più interruttori automatici.

I canali monofase vengono instradati verso ogni singola stanza interruttori, che vengono alimentati dalla fase proveniente dal dispositivo di protezione.

Questa, si potrebbe dire, è una soluzione circuitale classica, utilizzata nella maggior parte dei casi dai proprietari di alloggi comunali, proprietari di case e rustici.

Una versione classica del circuito con un dispositivo di interruzione della corrente per il cablaggio di più circuiti elettrici. Una soluzione comune nelle vecchie case dove non era previsto l'utilizzo di una sbarra in terra battuta

I moderni progetti abitativi prevedono l'organizzazione di circuiti con la presenza obbligatoria di un bus di messa a terra. Pertanto tali soluzioni sono caratterizzate da piccole modifiche/integrazioni dello schema elettrico.

In particolare, il conduttore di terra (PE), che è la stessa parte integrante del bus di zero, diventa un elemento aggiuntivo del cablaggio.

Una soluzione circuitale alternativa con la stessa variazione settoriale di cablaggio e utilizzando gli stessi dispositivi.Solo in questa opzione è già utilizzato un bus di terra. Questo esempio sembra più efficace in termini di protezione

Negli appartamenti, case e cottage, i dispositivi di protezione selettiva sono un'aggiunta obbligatoria al quadro elettrico dell'appartamento quando i residenti utilizzano elettrodomestici:

• lavatrice;
• lavastoviglie;
• potente stufa elettrica (stufa).

Inoltre, questo tipo di dispositivo (selettivo) funge, di regola, da secondo stadio di protezione, mentre al primo stadio sono presenti interruttori differenziali per il contatto diretto diretto.

Cioè, esiste una connessione di gruppo di dispositivi e questa è un'opzione davvero efficace in termini di sicurezza di funzionamento delle reti elettriche domestiche.

Sfumature di collegamento dei moduli di tipo S

In realtà, le sfumature sono le stesse che accompagnano il processo di collegamento dei dispositivi di protezione standard.

I terminali di ciascun dispositivo hanno uno scopo specifico (fase, neutro) e sono designati di conseguenza.

Morsettiere sul dispositivo di protezione e simboli per il collegamento delle linee elettriche. Viene mostrata anche la designazione del pulsante per eseguire un'operazione di prova per il corretto funzionamento dell'RCD.

Durante l'installazione non è accettabile modificare la posizione dei terminali in relazione alla loro destinazione rispetto ai circuiti di potenza.

Se si collega un bus zero invece di una fase, esiste almeno il rischio di guasto del dispositivo stesso. È estremamente difficile confondere due punti, ma in pratica ciò accade.

Un'altra sfumatura è l'adattamento del modulo al circuito elettrico esistente in termini di interruzione di corrente.

Se il progetto non prevede opzioni di regolazione attuali, è necessario selezionare il dispositivo corretto in base alle sue caratteristiche tecniche e operative.

Infine, c'è una sfumatura di connessione obbligatoria test del dispositivo nella modalità di alimentazione del circuito di carico.

Questa funzione è semplice e richiede solo un'azione: l'attivazione di un pulsante speciale, indicato sulla custodia/nella documentazione come "Test".

Conclusioni e video utile sull'argomento

Una spiegazione video accessibile e comprensibile della selettività del dispositivo di protezione:

Il video mostra la pratica di accensione di un gruppo di dispositivi e l'effettivo funzionamento dei dispositivi in ​​situazioni di emergenza:

Spesso puoi trovare argomenti sulla facilità di collegare un RCD alla rete elettrica di una casa privata. Insieme al ragionamento, si consiglia spesso di svolgere questo lavoro con le proprie mani. Il motivo è ben noto: il risparmio. Tuttavia, lesinare sulla propria sicurezza non è la scelta migliore. Pertanto, tali azioni per l'installazione di un dispositivo di protezione selettiva dovrebbero sempre essere eseguite da un elettricista professionista.

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