El principi de funcionament del RCD
L'abreviatura RCD es va crear a partir de l'expressió "Dispositiu de corrent residual", que defineix la finalitat del dispositiu, que consisteix a eliminar la tensió del circuit connectat a ell en cas de fallades accidentals d'aïllament i la formació de corrents de fuga a través d'ells.
Principi de funcionament
El funcionament del RCD utilitza el principi de comparar els corrents que entren a la part controlada del circuit i els corrents que en surten a partir d'un transformador diferencial que converteix els valors primaris de cada vector en valors secundaris estrictament proporcionals en angle i direcció. per a la recollida geomètrica.
El mètode de comparació es pot representar mitjançant un simple balanç o balanç.
Quan es manté l'equilibri, tot funciona amb normalitat i, quan es veu alterat, l'estat de qualitat de tot el sistema canvia.
En un circuit monofàsic, es comparen el vector de corrent de fase que s'acosta a l'element de mesura i el zero que en surt. Durant el funcionament normal amb un aïllament integral fiable, són iguals, equilibrant-se entre si.Quan es produeix una fallada al circuit i apareix un corrent de fuga, l'equilibri entre els vectors considerats es veu alterat pel seu valor, que es mesura per un dels bobinatges del transformador i es transmet al bloc lògic.
La comparació de corrents en un circuit trifàsic es realitza segons el mateix principi, només els corrents de les tres fases passen per un transformador diferencial i es crea un desequilibri basat en la seva comparació. En funcionament normal, els corrents de les tres fases s'equilibren en suma geomètrica, i en cas de fallades d'aïllament en cada fase, es produeix un corrent de fuga. El seu valor es determina sumant els vectors del transformador.
Diagrama d'estructura
El funcionament simplificat d'un dispositiu de corrent residual es pot representar mitjançant blocs en un diagrama de blocs.
El desequilibri dels corrents del dispositiu de mesura es dirigeix a la part lògica, que funciona segons el principi del relé:
1. electromecànic;
2. o electrònic.
És important entendre la diferència entre els dos. Els sistemes electrònics estan en auge i cada cop són més populars per moltes raons. Tenen una àmplia funcionalitat, grans capacitats, però requereixen energia elèctrica per fer funcionar l'element lògic i executiu, que és proporcionat per un bloc especial connectat al circuit principal. Si l'electricitat s'apaga per diversos motius, aquest RCD, per regla general, no funcionarà. L'excepció són els models electrònics rars equipats amb aquesta funció.
Els relés electromecànics utilitzen l'energia mecànica d'una molla carregada, que bàsicament sembla una ratonera normal. Perquè el relé funcioni, n'hi ha prou amb una força mecànica mínima sobre l'actuador accionat.
Quan el ratolí toca l'esquer de la trampa del ratolí preparada, el corrent de fuga, que s'ha produït en el cas d'un desequilibri en el transformador diferencial, fa que l'accionament s'accioni i talli la tensió del circuit. Per a això, el relé disposa de contactes d'alimentació incorporats a cada fase i un contacte per a la preparació del tester.
Cada tipus de relé té determinats avantatges i desavantatges. Els dissenys electromecànics han funcionat de manera fiable durant moltes dècades i s'han demostrat bé. No requereixen una font d'alimentació externa i els models electrònics en depenen completament.
Actualment s'accepta generalment que la mesura més eficaç de protecció contra descàrregues elèctriques en instal·lacions elèctriques de fins a 1000 V és un dispositiu de corrent residual (RCD) per al corrent de fuga.
Sense oposar-se a la importància d'aquesta mesura de protecció, la majoria dels experts discuteixen des de fa molts anys sobre els valors dels principals paràmetres del RCD: corrent d'instal·lació, temps de resposta i fiabilitat.Això s'explica pel fet que els paràmetres del RCD estan estretes relacionades amb el seu preu i condicions de treball.
De fet, com més baix sigui el corrent de configuració i més curt sigui el temps de resposta, més alta serà la fiabilitat del RCD, més car és el seu preu.
A més, com més petit sigui el corrent de configuració i més curt sigui el temps de funcionament del RCD, més estrictes són els requisits per a l'aïllament de l'àrea protegida, ja que fins i tot un lleuger deteriorament de les condicions de funcionament pot provocar freqüents, i en alguns casos i llargs, falses parades de la instal·lació elèctrica, cosa que fa impossible el treball normal.
D'altra banda, com més gran sigui el corrent de configuració del RCD i com més llarg sigui el temps de resposta, pitjors són les seves propietats protectores.
Disseny RCD
El disseny d'un RCD monofàsic es mostra a la foto següent.
En ell, la tensió s'aplica als terminals d'entrada i es connecta un circuit controlat als terminals de sortida.
El dispositiu de corrent residual trifàsic es fa de la mateixa manera, però en ell s'observen els corrents de totes les fases.
La figura que es mostra mostra un RCD de quatre fils, tot i que un disseny de tres fils està disponible comercialment.
Com comprovar el RCD
La verificació funcional està integrada a cada patró de disseny. Per a això s'utilitza el bloc «Tester», que és un botó de molla de contacte obert per a l'autoajust i una resistència limitadora de corrent R. El seu valor s'escull per crear un corrent mínim suficient que simuli artificialment la fuita.
Quan es prem el botó «Test», s'ha d'apagar el RCD associat a l'operació. Si això no passa, s'hauria de rebutjar, comprovar si hi ha danys i reparar-lo o substituir-lo per reparar-lo. Provar el dispositiu de corrent residual (RCD) mensualment augmenta la fiabilitat del seu funcionament.
Per cert, la funcionalitat de les estructures electromecàniques i electròniques individuals és fàcil de comprovar a una botiga abans de comprar. Per a això, n'hi ha prou, quan el relé està encès, subministrar breument un corrent en el circuit de fase o neutre des de la bateria amb qualsevol polaritat de la connexió segons les opcions 1 i 2.
Funcionarà un RCD en funcionament amb un relé electromecànic i en la gran majoria dels casos no es poden comprovar els productes electrònics. Necessiten poder perquè la lògica funcioni.
Com connectar un RCD a una càrrega
Els dispositius de corrent residual estan destinats a ser utilitzats en circuits d'alimentació que utilitzen el sistema TN-S o TN-C-S amb la connexió del bus PE neutre de protecció al cablejat, al qual es connecten les carcasses de tots els dispositius elèctrics.
En aquesta situació, si es trenca l'aïllament, el potencial que sorgeix al cos passa immediatament pel conductor PE fins a terra i el comparador calcula la falla.
En el mode d'alimentació normal, el RCD no desconnecta la càrrega, de manera que tots els aparells elèctrics funcionen de manera òptima. El corrent de cada fase indueix al circuit magnètic del transformador el seu propi flux magnètic F. Com que tenen la mateixa magnitud però de sentit oposat, s'anul·len mútuament. No hi ha flux magnètic comú i no pot induir un EMF a la bobina del relé.
En cas de fuga, el potencial perillós flueix a terra a través del bus PE. A la bobina del relé, un EMF és induït pel desequilibri resultant dels fluxos magnètics (corrents en fase i neutre).
El dispositiu de corrent residual calcula immediatament la fallada d'aquesta manera i en una fracció de segon desconnecta el circuit amb els contactes d'alimentació.
Característiques d'un RCD amb relé electromecànic
En alguns casos, utilitzar l'energia mecànica de la molla carregada pot ser més avantatjós que utilitzar un bloc especial per alimentar el circuit lògic. Considereu-ho amb un exemple quan s'interromp el zero de la xarxa de subministrament i es produeix la fase.
En aquesta situació, els relés electrònics estàtics no rebran energia i, per tant, no podran funcionar. Al mateix temps, en aquesta situació, un sistema trifàsic té un desequilibri de fase i un augment de la tensió.
Si es produeix una fallada d'aïllament en un lloc debilitat, el potencial apareixerà a la carcassa i sortirà a través del conductor PE.
En els RCD amb un relé de protecció electromecànica, funcionen normalment a partir de l'energia de la molla carregada.
Com funciona un RCD en un circuit de dos fils
Els avantatges indiscutibles de la protecció contra corrents de fuga en equips elèctrics fets d'acord amb el sistema TN-S mitjançant l'ús de RCD han provocat la seva popularitat i el desig dels propietaris d'apartaments individuals d'instal·lar RCD en un dos cables que no està equipat amb un conductor PE.
En aquesta situació, la carcassa de l'aparell elèctric està aïllada de terra, no es comunica amb ella. Si es produeix una fallada d'aïllament, el potencial de fase apareix al recinte en lloc de drenar-se'n. Una persona que està en contacte amb terra i toca accidentalment el dispositiu es veu afectada pel corrent de fuga de la mateixa manera que en una situació sense RCD.
Tanmateix, en un circuit sense dispositiu de corrent residual, el corrent pot passar pel cos durant molt de temps. Quan s'instal·la un RCD, detectarà una fallada i tallarà la tensió durant la configuració en fraccions de segon, reduint efecte perjudicial del corrent i el grau de lesió elèctrica.
D'aquesta manera, la protecció facilita el rescat d'una persona en alimentar-se en edificis equipats amb esquema TN-C.
Molts artesans domèstics intenten instal·lar un RCD pel seu compte a les cases antigues que estan a l'espera de la reconstrucció per canviar al sistema TN-C-S. Al mateix temps, en el millor dels casos, realitzen un bucle de terra fet a si mateix o simplement connecten les caixes d'aparells elèctrics a la xarxa d'aigua, escalfant bateries i peces de ferro de la base.
Aquestes connexions poden crear situacions crítiques quan es produeixen mal funcionament i causar danys greus. El treball de creació del bucle de terra s'ha de fer de manera eficient i controlat per mesures elèctriques. Per tant, són realitzats per especialistes formats.
Tipus d'instal·lació
La majoria dels RCD es fabriquen amb un disseny estacionari per al muntatge comú de bus Din al quadre de comandament. No obstant això, a la venda podeu trobar estructures portàtils connectades a una presa de corrent elèctrica normal, i el dispositiu protegit també és alimentat per ells. Costen una mica més.