Selektivni RCD: naprava, namen, področje uporabe + shema in nianse priključitve

Med raznolikostjo zaščitnih naprav obstaja selektivni RCD, ki ga strokovnjaki označujejo kot praktično in optimalno možnost organizacije zaščite. Zakaj se ta vrsta naprav razlikuje od drugih v sorodni skupini?

Katere lastnosti ima selektivna naprava in kako visoka je njena občutljivost? Poskusimo ugotoviti s pomočjo kratkega pregleda v tej smeri.

Namen in načelo delovanja

Relejne naprave za električna omrežja, namenjene zagotavljanju zaščite pred neposrednim dotikom v nevarnih conah, ter zaščita opreme, so predstavljene z raznovrstno konstrukcijsko izvedbo.

Značilnosti selektivnih naprav

Značilnost selektivne naprave je prisotnost v shemi funkcije zakasnitve časa izklopa tokokroga, ki napaja breme.

Običajno ta parameter presega vrednost 40 ms — to pomeni, da selektivne naprave niso zasnovane za zaščito pred udarom pri neposrednem dotiku.

Pestra izbira naprav, uporabljenih za zaščito pri obratovanju električnih omrežij, zagotavlja širok izbor. Skoraj vse vrste RCD je dovoljeno uporabljati v enofaznih ali trifaznih omrežjih.

Prav tako med značilnostmi selektivnih naprav je treba omeniti njihovo dobro odpornost na reakcije ob sunkovnih tokov in napetosti. Zahvaljujoč tej lastnosti je tveganje lažnih sprožitev in s tem izklopov tokokroga skoraj popolnoma odpravljeno. O tem, kaj je selektivnost odklopnikov, je podrobno opisano v tem gradivu.

Praviloma se v praksi uporabljajo naprave, katerih nazivni tok je v območju 25–100 A. Pri tem je vrednost diferenčnega toka uhajanja v območju 0,1–0,3 A.

Izdelujejo se dvopolni in štiripolni variantni naprave. Vsaka vrsta se aktivno uporablja v sestavi razvejanih kaskadnih shem.

Načelo delovanja in naprava RCD tipa S

Značilne lastnosti selektivnih naprav so omejene le na tiste, ki so navedene zgoraj.

V vsem preostalem konstrukcijskem funkcionalu dejansko ni opaziti posebne razlike med selektivnimi napravami in napravami splošnega namena.

Načelo delovanja modulov ima en sam namen – preprečiti morebitne uhajanja toka, ki predstavljajo potencialno grožnjo uporabnikom različne električne opreme. Prav tako RCD selektivnega tipa delujejo za preprečevanje poškodb opreme.

Načelo delovanja torej ostaja standardno – uporabno za vse naprave zaščitnega namena iz skupine RCD:

1. V konstrukciji je diferencialni transformator.
2. Zahvaljujoč transformatorju se izvaja primerjava kontrolnih tokov.
3. Razlika se prenaša na občutljivi element.
4. Če razlika preseže nastavljeni kontrolni parameter, pride do odklopa.

To je celotno načelo delovanja v splošnih potezah. Res pa je treba omeniti še eno posebnost, kot je odvisnost naprav od napajanja.

V praksi se uporabljata dve konstrukcijski različici RCD selektivnega tipa (in tudi splošnih). Ena različica predvideva zunanje napajanje, druga pa ga popolnoma izključuje.

Štiripolni modul, vgrajen v enofazno napetostno omrežje. Vklop je izveden na podlagi tradicionalne rešitve, kjer se uporabljajo vhodni odklopnik, števec električne energije in nato selektivni RCD.

Jasno je, da so konstrukcije zaščitne naprave, kjer se ne uporablja zunanje napajalno vezje, videti bolj zanesljive kot tiste, ki za učinkovitost delovanja zahtevajo vir energije.

Ker je diferencialni transformator v bistvu glavni element konstrukcije, so za ta del sheme RCD postavljene posebne zahteve.

Magnetsko jedro DT mora imeti strogo linearno karakteristiko magnetenja.

Približno tako potekajo procesi znotraj magnetnega jedra RCD selektivnega tipa in tok tokov po obstoječih delovnih navitjih. S spreminjanjem tokovnih vrednosti vsake linije se nadzira faktor uhajanja.

Temperaturne lastnosti magnetnega jedra morajo zagotavljati kakovostno delovanje v širokem temperaturnem območju. Zato se za izdelavo tega elementa uporablja poseben material – amorfno železo ali podoben.

Drugi deli konstrukcije selektivne naprave RCD so občutljivi magnetoelektrični releji – elementi neposrednega delovanja, ki jih pogosto imenujejo pragovni organi.

V nekaterih konstrukcijah so releji zamenjani z elektroniko, vendar načelo ostaja enako.

Normalni in zasilni način

Pri delovanju RCD tipa S, dokler ni zaznana prisotnost uhajalnega toka (diferencialnega toka), prevodniki, ki tvorijo električni krog v magnetnem polju jedra, prepuščajo enakovredne nazivne obremenitvene tokove.

Shema, ki nazorno prikazuje notranje procese modula selektivnega tipa pri uporabi naprave v delovnem načinu. Potrebno raven občutljivosti zagotavlja njegova nastavitev glede na tok izklopa.

S temi tokovi, enakimi po velikosti, se znotraj jedra inducirajo magnetna polja različno usmerjenega delovanja.

Njihov skupni pretok se izkaže za nič, kar pojasnjuje odsotnost toka na sekundarnem navitju DT. Njen ničelni tok ne vpliva na občutljivi element izklopa. RCD ostane vklopljen.

V nasprotnem primeru, ko je opisana shema porušena, je porušeno tudi ravnovesje tokov. Posledično se na sekundarnem navitju DT tvori tok določene velikosti.

Takoj, ko ta vrednost preseže mejno vrednost startnega elementa selektivnega zaščitnega aparata, bo ta sprožil. To bo aktiviralo izvršilni sistem blokade — izklop napajalnih tokokrogov bremena. RCD se bo izklopil in odklopil tokokrog bremena.

Tradicionalna področja uporabe naprave

Kot je bilo omenjeno zgoraj, se ta modifikacija zaščitnih naprav ne uporablja za zaščito pred neposrednim dotikom.

Najpogosteje se naprave uporabljajo kot blokatorji v primeru možnega vžiga električne napeljave ali sistemskih mehanizmov.

Neposredni dotik z opremo, še posebej gospodinjsko, je običajen pojav. Vendar je v primeru uhajanja toka tak dotik lahko povezan s hudimi posledicami. Pred neposrednim dotikom v pogojih uhajanja RCD tipa S ne bo zaščitil, vendar za to obstajajo druge vrste naprav.

Isti RCD se uporabljajo kot zaščitna sredstva proti kratkemu stiku v napajalnih tokokrogih dragocenih dragih naprav/opreme ali v napajalnih tokokrogih pomembnih tehnoloških sistemov.

Običajna praksa je uvedba naprav selektivnega tipa pri gradnji zapletenih kaskadnih električnih shem, kjer je na vsakem odcepu vključeno breme različnih vrst z različnimi tokovi.

Kaskadna shemska rešitev za razvod električnega omrežja z uporabo zaščitnih modulov selektivnega tipa. Eden od pogostih variant, ki se uporabljajo pri elektrifikaciji stanovanjskih stavb.

Pri takšni konfiguraciji sistema razvejanja elektrike s selektivnimi napravami je zagotovljena zanesljiva zaščita posameznih odsekov.

In tudi vsak posamezni RCD v primeru okvare omogoča hitro določitev napake.

Sheme priključitve RCD selektivnega odklopa

Pravzaprav shemske rešitve v tem primeru teoretično nimajo nobenih posebnosti, ki bi jih ločevale od gradnje shem z drugimi vrstami naprav skupine.

Drugo vprašanje je, v kakšnem zaporedju vključiti, recimo, selektivni izklop in izklop za neposredni dotik.

Tipična izvedba naprave, ki zagotavlja blokado napajanja v primeru uhajanja toka in neposrednega dotika. Nastavitev izklopnega toka je praviloma najmanj 30 mA.

Če pa obravnavamo napravo selektivnega izklopa v enojni izvedbi, je v tem primeru element najenostavnejše sheme in se montira standardno:

1. Prvi se namesti avtomatski odklopnik.
2. Sledi RCD tipa S.
3. Nato obremenilni krog.

Medtem se zaščita uporablja v najrazličnejših načinih uporabe električnih omrežij.

Na primer, treba je zagotoviti visoko zanesljivost delovanja trifaznega elektromotorja. Kako v tem primeru organizirati zaščito s selektivnim RCD?

Druga izvedba – štiripolna naprava – je z vidika možnosti konfiguracije električne napeljave bolj priročna. S tem modulom je lažje manipulirati z napeljavo ozemljitvenega zbiralnika.

Tukaj bo uspešno primerna štiripolna naprava, s pomočjo katere je mogoče organizirati shemo zaščite pred kratkim stikom navitij.

Priključitev se prav tako izvede s pomočjo vmesnega vložka RCD. To pomeni, da se najprej vklopi odklopnik, na drugem mestu sledi selektivna zaščita, na tretjem pa elektromotor.

Različica shematske rešitve z električnim motorjem. Enostavna in dokaj učinkovita rešitev za zaščito motorja pred možnimi medfaznimi stiki ali kratkimi stiki na ohišje.

Enofazno shemo za standardne potrebe, kot so osvetlitev in napajanje, je mogoče precej preprosto sestaviti z uporabo dvopolne naprave in več avtomatskih odklopnikov.

Napeljava enofaznih kanalov v vsako posamezno sobo se izvede prek avtomatskih odklopnikov, ki se napajajo s fazo, ki izhaja iz zaščitne naprave.

To je, lahko rečemo, klasična shematska rešitev, ki jo v večini primerov uporabljajo lastniki občinskih stanovanj, lastniki hiš, vikendov.

Klasična shematska različica z eno napravo tokovne zaščitne izklopitve za napeljavo več električnih tokokrogov. Običajna rešitev v hišah starih gradbenih obdobij, kjer uporaba ozemljitvenega zbiralnika ni bila predvidena.

Sodobni stanovanjski projekti predvidevajo organizacijo shem z obvezno prisotnostjo ozemljitvenega zbiralnika. Zato je za take rešitve značilna manjša sprememba/dopolnitev sheme napeljave.

Zlasti dodaten element napeljave postane ozemljitveni vodnik (PE), ki je enako nepogrešljiv del kot ničelni zbiralnik.

Alternativna shematska rešitev z enako sektorsko variacijo ožičenja in z uporabo istih naprav. Le v tej možnosti se že uporablja ozemljitvena zbiralka. Podoben primer se zdi učinkovitejši v smislu zaščite.

V stanovanjih, hišah, vikendih so selektivne zaščitne naprave obvezen dodatek stanovanjske električne omarice, ko stanovalci uporabljajo gospodinjske aparate:

• pralni stroj;
• pomivalni stroj;
• močan električni štedilnik (pečica).

Poleg tega ta tip naprav (selektivnih) nastopa praviloma kot druga zaščitna stopnja, medtem ko na prvi stopnji delujejo RCD-ji za odklop pri neposrednem stiku.

To pomeni, da gre za skupinsko vključitev naprav in je to resnično učinkovita možnost v smislu varnosti delovanja gospodinjskih električnih omrežij.

Nianse priključitve modulov tipa S

V bistvu so nianse enake tistim, ki spremljajo postopek priklopa standardnih zaščitnih naprav.

Sponke vsake od naprav imajo določen namen (fazna, ničelna) in so ustrezno označene.

Priključne sponke na zaščitni napravi in oznake za priklop električnih vodov. Prav tako je prikazana oznaka gumba za izvedbo testnega postopka za preverjanje pravilnega delovanja RCD-ja.

Pri montaži je nedopustno spreminjanje položajev sponk glede na njihov namen v odnosu do napajalnih tokokrogov.

Če namesto faznega voda priključite ničelno zbiralko – je to vsaj možnost okvare same naprave. Zamenjati dve točki je izjemno težko, vendar se v praksi vseeno zgodi.

Še ena niansa – nastavitev modula na obstoječi električni tokokrog v smislu mejnega tokovnega odklopa.

Če konstrukcija ne predvideva možnosti nastavitve toka, je treba pravilno izbrati napravo glede na tehnično-obratovalne značilnosti.

Nenazadnje je obvezna niansa priklopa testiranje naprave v načinu dovajanja električnega napajanja v tokokrog bremena.

Ta funkcija je preprosta in zahteva le eno dejanje – aktivacijo posebnega gumba, ki je tako označen na ohišju/v dokumentaciji kot 'Test'.

Zaključki in koristen video na to temo

Dostopna in razumljiva video razlaga selektivnosti delovanja zaščitne naprave:

Video prikazuje prakso vključitve v tokokrog skupine naprav in dejansko delovanje naprav v izrednih situacijah:

Pogosto lahko srečamo razmišljanja o preprostosti vključitve RCD-ja v električno omrežje zasebnega stanovanja. Skupaj z razmišljanji pogosto priporočajo, da to delo opravite sami. Motiv je znan – prihranek. Vendar varčevanje na lastni varnosti ni najboljša izbira. Zato je treba takšna dejanja montaže selektivne zaščitne naprave vedno opraviti z rokami profesionalnega električarja.

Imate izkušnje z uporabo ali priklopom selektivnih RCD-jev in lahko dopolnite naš material z zanimivimi informacijami na temo članka? Prosimo, napišite svoje komentarje, postavite vprašanja v spodaj nameščenem bloku.