Probabilmente, non esiste più una persona del genere che non avrebbe sentito parlare dell'RCD (o nella decodifica dell'abbreviazione - un dispositivo di corrente residua). In re altà, il termine stesso definisce lo scopo di questo dispositivo. In altre parole, il suo ruolo è quello di togliere tensione alla rete elettrica ad essa collegata in caso di emergenza.
Questo può prevenire gli incendi, che di solito sono causati dagli incendi dei cavi. Ma quali tipi di RCD esistono e qual è il principio di funzionamento di questo dispositivo di protezione?
Dispersione di corrente
La funzionalità di un RCD è in qualche modo correlata a questa definizione, ma cosa significa corrente di dispersione? In parole semplici, questo è il suo flusso da un conduttore con una fase nel terreno lungo un percorso che non è previsto per questo. Ad esempio, la custodia metallica di qualsiasi apparecchio elettrico, tubi dell'acqua, barre di metalloraccordi, pareti intonacate umide.
Ci possono essere diversi motivi per la dispersione di corrente:
- Invecchiamento dei cavi, inevitabile durante il funzionamento a lungo termine.
- Danno meccanico.
- Effetto termico sul cablaggio quando le apparecchiature elettriche funzionano in modalità di sovraccarico.
Il pericolo di dispersione di corrente non deve essere sottovalutato. In assenza di un dispositivo differenziale VD1-63 (ad esempio) e se l'isolamento dei fili è rotto sugli oggetti sopra (la custodia metallica del dispositivo, ecc.), appare un potenziale. Non appena una persona li tocca, diventa un conduttore e la corrente andrà nel terreno attraverso il suo corpo. Allo stesso tempo, il suo valore può essere diverso, il che provoca determinate conseguenze, fino alla morte.
Per garantire la sicurezza personale, la tua casa deve essere dotata di dispositivi di protezione adeguati. In particolare si tratta di RCD o, in alternativa, sono adatti automi differenziali.
Come funziona un RCD?
Tali dispositivi, oltre agli RCD, hanno anche altri nomi:
- automi differenziali;
- interruttori a corrente residua.
Queste definizioni caratterizzano più accuratamente questi apparecchi elettrici in termini di funzionalità e principio di funzionamento. Il funzionamento dell'RCD è il seguente: il dispositivo è in grado di percepire la differenza di corrente in ingresso (o altrimenti si chiama fase) e in uscita (in altre parole zero).
Puoi tracciare un parallelo e confrontare il principio di funzionamento di un dispositivo a corrente residua (RCD) conbilancia o bilancia. Finché l'equilibrio viene mantenuto, tutto funziona normalmente. Cioè, il valore di ingresso della corrente è uguale all'uscita. Se l'equilibrio cambia, ciò influisce sulla qualità dello stato dell'intero sistema. In altre parole, se c'è una discrepanza nelle letture, l'RCD interrompe il circuito.
Tale differenza all'ingresso e all'uscita, alla quale viene attivato l'RCD, viene selezionata di un ordine di grandezza inferiore al valore che può causare gravi danni fisici a una persona. Di norma, è 15-40 mA. Gli interruttori differenziali possono aprire il circuito elettrico in caso di guasto della custodia stessa e prima dell'impatto su una persona.
Circuito monofase
In un circuito monofase, il confronto dei valori di corrente viene effettuato in relazione a fase e zero, come, infatti, è stato descritto sopra. Il citato equilibrio si ottiene solo nel caso di una guaina isolante completa del cablaggio. Se è danneggiato, può verificarsi uno squilibrio, che provoca una dispersione di corrente.
Circuito trifase
In una rete trifase, il principio di funzionamento del differenziale tiene conto dei valori del conduttore neutro e della somma delle tre fasi. In re altà, su questa base, si determina la presenza di uno squilibrio. In questo caso, comunque, se c'è una differenza tra la corrente di ingresso e quella di uscita, ciò può indicare un guasto dell'isolamento. Cioè, è presente il fatto della presenza di dispersione di corrente, il che significa che il dispositivo funzionerà immediatamente.
Dalla teoria alla pratica
Ora diamo un'occhiata ad alcuni esempi specifici delle informazioni ricevute. Nella scatola di distribuzione elettrica domesticainstallato un RCD bipolare. Un cavo a due fili introduttivo (fase con zero) è collegato ai suoi contatti superiori e dai terminali inferiori il cablaggio (anche fase e zero) va a un tipo di carico. Lascia che questa sia la presa a cui è collegato lo scaldabagno. La messa a terra di protezione della custodia dell'apparecchiatura viene eseguita bypassando direttamente l'RCD.
Nel normale funzionamento dell'apparecchiatura, gli elettroni, partendo dal cavo di ingresso, passano attraverso l'RCD, si spostano lungo il conduttore di fase fino all'elemento riscaldante della caldaia. Da lì, le particelle si muovono lungo il filo neutro verso il differenziale e vengono inviate a terra. In questo caso, il valore della corrente in ingresso e in uscita è lo stesso, solo le direzioni sono diverse.
Se l'isolamento del cablaggio è danneggiato, parte della corrente attraverso il liquido di raffreddamento (acqua) ha iniziato a fluire nella custodia del dispositivo e, successivamente, nel terreno attraverso il terreno. Anche il resto si precipiterà all'RCD lungo il filo neutro, ma in questo caso il suo valore sarà inferiore all'indicatore in ingresso e di una quantità pari al valore della corrente di dispersione. Questa differenza verrà rilevata dal dispositivo di protezione e se il valore è superiore all'impostazione di scatto, si aprirà il circuito.
L'RCD funzionerà in modo simile quando una persona tocca una custodia con potenziale o un filo sotto tensione. Si verificherà una perdita di corrente attraverso il corpo umano, il dispositivo è in grado di rilevarla istantaneamente e interrompere l'alimentazione.
Maggiori dettagli sul dispositivo RCD e sul principio di funzionamento
Progettazione del dispositivo di protezioneti consentirà di immaginare con maggiore precisione il principio di funzionamento dell'RCD e come esattamente è in grado di rispondere in modo tempestivo a una dispersione di corrente. Di solito il dispositivo stesso è costituito dai seguenti elementi principali:
- trasformatore di corrente residua;
- meccanismo di interruzione del circuito elettrico;
- relè elettromagnetico;
- controlla il nodo.
Il trasformatore è collegato a due avvolgimenti opposti (fase e zero). Durante il normale funzionamento della rete elettrica, questi conduttori creano flussi magnetici nella direzione opposta nel nucleo del trasformatore. Per questo motivo, il loro valore totale è uguale a zero, poiché si compensano a vicenda - l'equilibrio viene mantenuto.
L'avvolgimento secondario del trasformatore è collegato a un relè elettromagnetico ed è ancora a riposo. Il verificarsi di una dispersione di corrente cambia immediatamente la situazione. Diversi valori di corrente iniziano a fluire lungo la "fase" e lo "zero". Sulla base di ciò, il valore dei flussi magnetici sul nucleo del trasformatore sarà già diverso da zero, ovvero l'equilibrio è disturbato: i flussi diventano diversi non solo nella direzione, ma anche nel valore.
Ciò provoca una corrente nell'avvolgimento secondario e quando la sua lettura raggiunge il valore impostato, il relè elettromagnetico viene attivato. Questo, a sua volta, è collegato a un meccanismo di rilascio che interrompe immediatamente il circuito.
Controlla nodo
Ci siamo già familiarizzati con il principio di funzionamento e lo scopo del dispositivo (RCD), ma qual è il ruolo del nodo di test? In sostanza, questo è il solitoresistenza (carico collegato bypassando il trasformatore). Un meccanismo simile simula una dispersione di corrente, con l'aiuto del quale viene verificata l'operabilità dell'RCD.
E come funziona un tale controllo? C'è uno speciale pulsante "TEST" sul dispositivo elettrico di protezione, è progettato per fornire corrente dalla fase alla resistenza di prova e quindi al neutro, bypassando il trasformatore. A causa di ciò, il valore della corrente in ingresso e in uscita sarà diverso, lo squilibrio creato metterà in azione il meccanismo di scatto.
Se durante il test l'RCD non si è spento, astenersi dall'installarlo. Questa procedura deve essere eseguita regolarmente, almeno una volta al mese. Questo è un requisito di sicurezza antincendio di base che non dovrebbe essere trascurato!
Tipi di dispositivi differenziali
La classificazione RCD coinvolge diversi tipi di dispositivi di protezione. In questo caso, vari indicatori fungono da criterio:
- metodo di montaggio;
- numero di poli;
- tipo di corrente nella rete;
- tempo di ritardo;
- metodo di attivazione;
- valori di corrente nominale.
Consideriamo ciascuno di essi separatamente.
Metodo di montaggio
Secondo questa classificazione, i dispositivi di protezione possono essere di tipo fisso, solitamente destinati all'installazione nei quadri elettrici di distribuzione. Sono inoltre disponibili dispositivi portatili e adattatori per l'installazione nelle prese.
Numero di poli
A seconda del numero di poli, i dispositivi di protezione possono essere bipolari oquadripolare. La prima opzione viene utilizzata nei circuiti elettrici monofase per proteggere una persona da scosse elettriche o per evitare un incendio. Tali dispositivi hanno solo due poli - per fase (L) e zero (N).
Gli RCD tetrapolari non sono più due, ma 4 terminali: tre fasi (L) e uno zero (N). In altre parole, sono progettati per l'uso in un circuito trifase.
Tipo di corrente di rete
Secondo questo criterio, gli RCD, a loro volta, sono divisi in diverse sottospecie.
Il tipo A è, infatti, una variante del tipo AC, tiene conto solo dei valori di corrente pulsante. Sulla base di ciò, il tipo RCD-A ha un design più complesso e, per questo motivo, viene fornita una migliore protezione. Di conseguenza, per tali dispositivi di spegnimento di protezione, il prezzo è notevolmente superiore rispetto al tipo RCD-AS.
Tipo B - in grado di gestire correnti differenziali CC e CA. Di norma, tali dispositivi di protezione sono rilevanti per gli impianti industriali.
Il tipo di AC corrisponde ad una corrente alternata sinusoidale, che aumenta gradualmente o improvvisamente. Se necessario, il dispositivo reagisce istantaneamente.
Tempo di ritardo
Per quanto riguarda il tempo di ritardo, l'RCD di tipo S ha un valore di 0,1-0,5 secondi. Si consiglia di installarlo se sono presenti più dispositivi di protezione. Gli strumenti di tipo G hanno una funzione di selezione e il tempo di ritardo varia da 0,05 a 0,09 s. Ma c'è anche un RCD senza trip delay.
Dispositivo differenziale tipo Sspesso installato all'ingresso dell'elettricità in un edificio residenziale o in una proprietà privata per scopi di protezione antincendio.
Metodo di attivazione
Qui c'è una divisione in sottospecie: dispositivi di protezione elettromeccanici ed elettrici. Il primo tipo non dipende dal valore della tensione di rete. La loro principale indicazione di funzionamento è l'indicazione della corrente differenziale nella zona danneggiata.
Per quanto riguarda i dispositivi di sicurezza elettrica, è importante che ci sia tensione nella rete. Richiedono una fonte esterna per funzionare. Rispetto agli RCD elettromeccanici, questi dispositivi sono più affidabili nell'uso.
Valori correnti nominali
Qui la divisione è la seguente. A seconda dei valori della corrente di carico nominale, questi sono 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, 80 A, 100 A (Amp). In base alla corrente di rottura residua nominale, questi sono 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA (milliampere).
Collegamento di un RCD
Dispositivi differenziali 25 A e altri simili sono appositamente progettati per circuiti di alimentazione secondo il sistema TN-S o TN-C-S con il collegamento di un bus PE neutro di protezione, che è collegato alle casse di tutti dispositivi elettrici tramite fili.
Vale la pena notare che l'RCD non è in grado di proteggere i cavi elettrici da cortocircuiti e sovraccarichi. A tal proposito è necessario disporre di un interruttore automatico, che deve essere posizionato davanti al contatore elettrico. Questo è l'unico modo per garantiremassima protezione in casa tua.
Dovrebbe essere chiaro che RCD e interruttore automatico non sono la stessa cosa. Ne parleremo più avanti. Per quanto riguarda l'installazione di RCD, i locali con zona ad alto rischio sono:
- bagno;
- cucina;
- cantina;
- garage.
Per proteggere i cavi elettrici in questi locali, si consiglia di utilizzare dispositivi di protezione.
Collegamento nell'appartamento
Gli edifici residenziali moderni utilizzano principalmente circuiti trifase e talvolta anche cinque fasi. Tuttavia, nelle case costruite nell'era dell'URSS, il cablaggio è spesso monofase e, inoltre, i conduttori neutri e di protezione sono combinati in uno solo. In altre parole, non vi è alcun elemento di messa a terra in un tale sistema.
Lo schema di collegamento con RCD nell'appartamento sarà simile a questo:
- Macchina introduttiva.
- Contatore elettrico.
- RCD 30 mA.
- Cablaggio elettrico.
Se l'appartamento ha consumatori di energia elettrica, che, ad esempio, possono essere un forno elettrico o una lavatrice, è necessario installare un RCD aggiuntivo.
Collegamento in una casa privata
La sequenza di connessione per gli immobili privati potrebbe apparire leggermente diversa:
- Macchina introduttiva.
- Contatore elettrico.
- RCD nell'intervallo 100-300 mA, in base alla quantità di elettricità consumata da tutte le apparecchiature disponibili.
- Dispositivi di protezione per il consumo di corrente individuale. Di solito in questo caso l'intervallo è giàmeno di 10-30 mA.
Puoi effettuare il collegamento, se necessario, da solo o utilizzare i servizi di elettricisti professionisti.
La differenza tra un RCD e un interruttore automatico
Ora dovrebbe essere chiaro qual è la differenza tra un interruttore differenziale e un interruttore automatico. La caratteristica principale è il diverso principio di funzionamento di entrambi i dispositivi. Il ruolo degli automi si riduce principalmente al salvataggio degli apparecchi elettrici collegati da valori di corrente eccessivi. Allo stesso tempo, sono in grado di sopportare carichi "troppo duri" per gli RCD. Cosa si può dire della sicurezza della vita umana?!
Per una migliore comprensione, vale la pena fare un esempio. C'è un dispositivo elettrico in cui il corpo è collegato a terra. Ad un certo punto si verifica un cortocircuito, al quale la macchina reagisce rapidamente e diseccita l'intero circuito.
Ma in caso contrario, lo strato isolante del filo potrebbe essere danneggiato. Ciò può verificarsi a causa di danni meccanici, usura nel corso di una lunga durata, ingresso di umidità. Oppure il caso del dispositivo semplicemente non è collegato a terra. Quindi si verificherà inevitabilmente una dispersione di corrente, anche se piccola. In questo caso, la macchina non funzionerà, poiché non è progettata per tale lavoro.
Anche visivamente la perdita è impossibile da rilevare, ma basta toccare il corpo del dispositivo, poiché una persona può ricevere una grave scarica di corrente. Questo può essere evitato se nel circuito è presente un RCD. L'interruttore differenziale è in grado di rilevare anche piccole perdite e si arresta immediatamentealimentazione.
