RCD là gì: thiết bị, nguyên lý hoạt động, các loại hiện có và ký hiệu RCD

Bất cứ mạng điện nào cũng phải có thiết bị bảo vệ nhưng không phải ai cũng biết RCD là gì và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào.Việc giải mã từ viết tắt trông như thế này - thiết bị dòng điện dư.

Thiết bị điện hạ áp này được thiết kế để tắt phần được bảo vệ của mạch khi dòng điện vi sai vượt quá giá trị định mức cho thiết bị này.

Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ cố gắng phân tích chi tiết về thiết kế và nguyên lý hoạt động của RCD, xem xét các loại hiện có và hiểu thông tin đánh dấu của các thiết bị dòng điện dư chứa gì.

Mục đích của thiết bị bảo vệ

Thiết bị vòng lặp nối đất RCD là dây dẫn PE gồm vỏ dẫn điện trung tính hoặc các bộ phận của cơ cấu điện có điện trở không quá 4 Ohm.

Nếu xảy ra dòng điện rò rỉ, các bộ phận thiết bị này có thể được cấp điện, gây nguy hiểm cho tính mạng con người và động vật khi tiếp xúc với chúng cũng như tài sản nói chung.

Để tránh bị thương do điện là lời kêu gọi của các thiết bị khảo sát. Khi phát hiện dòng điện rò rỉ, họ sẽ tắt điện áp.

Mối nguy hiểm lớn nhất nằm ở chỗ những nhiễu loạn như vậy trong mạch điện là vô hình và trong một số trường hợp hiếm gặp là có thể nhận thấy được khi bạn có thể cảm thấy điện giật nhẹ khi chạm vào thiết bị.

Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do lớp cách điện của hệ thống dây điện bị vi phạm. Các quy trình không được kiểm soát có thể gây ra tác hại lớn, đó là lý do tại sao thiết bị bảo hộ ngày càng trở nên phổ biến trong môi trường gia đình.

Tác động của mạng dẫn điện lên cơ thể con người có thể dẫn đến hậu quả tai hại. Vấn đề này đã được giải quyết với sự trợ giúp của các thiết bị điều khiển RCD thuộc phân khúc bảo vệ. Các yêu cầu cơ bản về lắp đặt và sử dụng được mô tả trong IEC 60364

Việc sử dụng RCD phổ biến nhất ở mạng một pha với nối đất dòng điện xoay chiều và trung tính, cũng như định mức điện áp lên đến 1 kW ở định dạng nguồn điện gia dụng.

thiết kế RCD

Các tính năng tùy chọn của cơ chế bảo vệ sẽ giúp bạn hiểu nguyên lý hoạt động của RCD, cụ thể là phản ứng có thể lặp lại của thiết bị đối với rò rỉ dòng điện.

Các đơn vị điều hành chính bao gồm:

• cảm biến vi sai máy biến áp;
• kích hoạt - một cơ chế phá vỡ mạch điện hoạt động không chính xác;
• rơle điện từ;
• khối điều khiển.

Các cuộn dây đối diện được kết nối với cảm biến - pha và số không. Trong quá trình hoạt động bình thường của mạng, các phần tử bán dẫn này tạo thành các từ thông trong lõi có hướng ngược nhau so với nhau. Do đó, từ thông bằng không.

Máy biến áp gồm có một lõi thép kín, trên đó đặt hai cuộn dây: cuộn sơ cấp nối với nguồn điện xoay chiều, cuộn thứ cấp nối với tải. Số lần máy biến áp tăng điện áp xoay chiều, cùng số lần dòng điện giảm

Rơle loại điện từ được nối với cuộn dây thứ cấp trên lõi từ của máy biến áp. Nếu mạng đáp ứng các điều kiện hoạt động tiêu chuẩn, nó sẽ không được kích hoạt.

Khi xảy ra rò rỉ dòng điện, toàn bộ hoạt động sẽ thay đổi đáng kể. Các dây dẫn pha và dây trung tính bắt đầu truyền các lượng dòng điện khác nhau. Lúc này giá trị công suất và hướng của từ thông trên lõi máy biến áp cũng sẽ có các thông số khác nhau.

Một dòng điện xuất hiện ở các vòng thứ cấp và khi đạt đến giá trị quy định, rơle điện từ sẽ được kích hoạt. Nó được ghép nối với một cơ chế phát hành. Kết nối này phản ứng đúng lúc và ngắt kết nối mạng điện.

Theo yêu cầu an toàn phòng cháy, việc kiểm tra kiểm soát thiết bị bảo vệ vi sai được thực hiện thường xuyên, ít nhất mỗi tháng một lần. Với mục đích này, thiết bị có nút "KIỂM TRA" đặc biệt.

Đơn vị kiểm tra được thể hiện bằng cơ cấu điện trở - một tải nhất định được kết nối để bỏ qua cảm biến vi sai. Phần tử này mô phỏng sự rò rỉ dòng điện và do đó kiểm tra chức năng của thiết bị. Chúng tôi đã nói chuyện chi tiết hơn về các phương pháp xác minh Trong bài viết này.

Nguyên lý hoạt động của RCD như sau: cấp dòng điện từ dây pha đến điện trở điều khiển rồi đến dây trung tính, bỏ qua cảm biến.

Điều này tạo điều kiện cho các chỉ báo dòng điện khác nhau ở đầu vào và đầu ra của thiết bị. Sự mất cân bằng này sẽ dẫn đến việc khởi động thiết bị tắt máy.

Tùy thuộc vào các nhà phát triển, thiết kế mạch có thể khác nhau, nhưng nguyên tắc hoạt động của RCD sẽ giống nhau đối với tất cả các kiểu máy.

Nguyên lý hoạt động của cơ chế bảo vệ

Hãy xem xét lý do tại sao bạn cần sử dụng RCD. Hoạt động của thiết bị bảo vệ dựa trên phương pháp đo.

Các thông số vào và ra của dòng điện chạy qua máy biến áp được ghi lại. Nếu giá trị đầu tiên lớn hơn giá trị thứ hai, điều này có nghĩa là có rò rỉ dòng điện trong mạch điện và thiết bị sẽ tái hiện tình trạng tắt máy. Nếu các thông số giống hệt nhau thì thiết bị không hoạt động.

Trong hệ thống hai dây, thiết bị vi sai không hoạt động nếu có dòng điện có cường độ bằng nhau đi qua dây pha và dây trung tính. Nếu có sự khác biệt về các giá trị này, điều đó có nghĩa là có sự cố cách điện trong mạng và cơ chế bảo vệ sẽ tắt phần bị hỏng

Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy xem xét cách RCD sẽ hoạt động trong bảng phân phối hộ gia đình có hệ thống hai cực.

Dây hai dây đầu vào (pha và trung tính) được kết nối với các khối đầu cuối phía trên. Pha và trung tính được kết nối với các khối đầu cuối phía dưới, được đặt ở khu vực tải, chẳng hạn như với ổ cắm điện của nồi hơi hoặc ấm đun nước điện. Việc nối đất bảo vệ thiết bị sẽ được thực hiện bằng cáp, bỏ qua RCD.

Ở chế độ vận hành tiêu chuẩn, chuyển động của các electron được thực hiện dọc theo pha đường dây từ cáp đến đến bộ phận làm nóng điện của nồi hơi/ấm đun nước, chạy qua thiết bị bảo vệ vi sai. Họ di chuyển trở lại mặt đất một lần nữa thông qua RCD, nhưng dọc theo đường trung lập.

Nếu một người chạm vào thân của một thiết bị mang dòng điện, trên đó xuất hiện điện thế do sự cố, thì trong tình huống này, dòng điện rò rỉ sẽ đi qua cơ thể con người và thiết bị sẽ phản ứng gần như ngay lập tức bằng cách tắt hệ thống điện.

Ví dụ, lớp cách nhiệt trong bộ phận làm nóng của thiết bị bị hỏng.Như vậy, qua nước bên trong, dòng điện sẽ được dẫn truyền một phần qua vỏ, sau đó sẽ đi vào lòng đất thông qua hệ thống dây điện của thiết bị bảo vệ.

Dòng điện còn lại sẽ quay trở lại dọc theo đường trung tính thông qua RCD. Tuy nhiên, sức mạnh của nó sẽ trở nên ít hơn do lượng rò rỉ so với lượng rò rỉ đến.

Sự khác biệt về chỉ số được tính toán bằng máy biến áp vi sai. Nếu con số lớn hơn giá trị cho phép, thiết bị sẽ phản ứng ngay lập tức và ngắt mạch.

Trong bài viết khác của chúng tôi, chúng tôi đã cung cấp các đề xuất để lựa chọn và kết nối chính xác RCD cho nồi hơi.

Tính khả thi của việc sử dụng RCD

Hãy xem xét lý do tại sao bạn cần sử dụng RCD và những yếu tố tác động tiêu cực mà thiết bị cung cấp để bảo vệ.

Trước hết, đoản mạch một pha tới vỏ thiết bị điện. Các vấn đề chủ yếu bao gồm bộ phận làm nóng của máy sưởi và máy giặt. Điều đáng chú ý là sự cố chỉ xảy ra khi bộ phận sinh nhiệt được làm nóng dưới tác dụng của dòng điện.

Ngoài ra nếu dây được kết nối không chính xác. Ví dụ: nếu sử dụng các vòng xoắn không có hộp thiết bị đầu cuối, hộp này sau đó sẽ được lõm vào tường và phủ một lớp thạch cao. Vì bề mặt có độ ẩm cao nên vết xoắn này sẽ bị hỏng và rỉ vào tường.

Cơ chế bảo vệ vi sai trong trường hợp này sẽ liên tục ngắt điện đường dây cho đến khi khu vực đó khô hoàn toàn hoặc cho đến khi nút kết nối được làm lại.

Bảo vệ tự động được sử dụng hiệu quả trong cuộc sống hàng ngày: trong các nhóm điện cho phòng tắm, nhà bếp và ổ cắm, với một số lượng lớn các thiết bị được cấp nguồn. Lựa chọn lý tưởng là khi loại thiết bị này được cài đặt trên mỗi nhóm ổ cắm

Phạm vi ứng dụng của thiết bị khảo sát khá đa dạng - từ các công trình công cộng đến các doanh nghiệp quy mô lớn. Họ hoàn thiện các cấu trúc và mạch điện dành cho tiếp nhận và phân phối: tổng đài trong các tòa nhà dân cư, hệ thống cung cấp dòng điện cho tiêu dùng cá nhân, v.v. Điều chính trong trường hợp này là làm đúng chọn RCD bằng nguồn.

Các loại thiết bị và phân loại của chúng

Các công ty phát triển cung cấp cho sản phẩm của họ những khả năng đa dạng, điều này phải được tính đến khi xác định loại RCD cần thiết, dựa trên các điều kiện vận hành cụ thể của mạng điện.

Để người tiêu dùng bình thường có thể chọn thiết bị dòng điện dư cần thiết từ nhiều kiểu máy được cung cấp, một hệ thống phân loại đã được tạo ra dựa trên các đặc điểm sau:

• nguyên lý hoạt động;
• loại dòng điện vi sai;
• độ trễ thời gian ngắt dòng điện vi sai;
• số cực;
• phương pháp cài đặt.

Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét từng cách phân loại này một cách chi tiết hơn.

Phân loại số 1 - theo phương pháp đưa vào

Chỉ có hai phương pháp chuyển mạch - cơ điện và điện tử. Trong trường hợp đầu tiên, máy sẽ tắt nguồn điện đến đường dây bị hư hỏng, bất kể điện áp mạng như thế nào. Cơ quan làm việc chính là lõi hình xuyến với các cuộn dây.

Khi xảy ra rò rỉ, một điện áp được tạo ra trong mạch thứ cấp sẽ kích hoạt rơle phân cực, dẫn đến kích hoạt cơ chế tắt máy.

Các thiết bị loại cơ điện không yêu cầu điện áp bên ngoài. Nguồn hoạt động của chúng là dòng điện vi sai trên đường dây sự cố

Hoạt động của một thiết bị có chức năng nạp điện tử hoàn toàn phụ thuộc vào điện áp bổ sung, tức là. yêu cầu nguồn điện bên ngoài. Ở đây cơ thể làm việc là một bảng điện tử có bộ khuếch đại.

Bên trong cơ chế như vậy không có nguồn bổ sung tích lũy năng lượng nên mạch sử dụng điện từ mạng bên ngoài để hoạt động và nếu không có điện áp thì thiết bị sẽ không ngắt mạch.

Xác định loại thiết bị: hàn hai dây vào các cực của pin AA. Bật RCD và kết nối nó với đầu vào của khối bảo vệ và khối tiếp theo với đầu ra. Các đường dây được kết nối với một cực. Nếu thiết bị tắt, điều này có nghĩa là loại cơ điện được hiển thị, nếu không, đó là loại điện tử

Một ví dụ về hoạt động của RCD điện tử được lắp đặt trên đường dây có ổ cắm mà lò vi sóng được cấp nguồn: đã xảy ra sự cố ở pha 0, ngoài ra, trong cùng thời gian đó, đã xảy ra sự cố trong hệ thống dây điện của lò vi sóng và xảy ra đoản mạch một pha đối với vỏ, tức là. nó có tiềm năng nguy hiểm.

Nếu bạn chạm vào bếp, loại bảo vệ điện tử sẽ không được kích hoạt, vì không có điện. Chính vì không đáng tin cậy so với thiết bị tương tự cơ điện của nó mà thiết bị này đã trở nên ít phổ biến hơn.

Phân loại số 2 - theo loại dòng điện rò rỉ

Tất cả các mẫu cầu dao an toàn được sản xuất đều được chia thêm cho dòng tải đi qua thiết bị. Họ xử lý điện áp của một định dạng dao động nhất định.

Điện áp hoạt động định mức được ghi trên vỏ của tất cả các thiết bị và trong hộ chiếu. Thông số này phải tương ứng với dải dòng định mức của thiết bị điện.

Loại AC sẽ được kích hoạt khi điện áp rò rỉ xoay chiều xuất hiện ngay lập tức trong mạch điều khiển hoặc khi nó tăng theo sóng. Các thiết bị này được đánh dấu bằng dòng chữ “AC” hoặc ký hiệu “~”.

Yếu tố hình thức phù hợp nhất để sử dụng trong gia đình là UZO-AS. Mô hình này là rẻ nhất trong số các thiết bị có hành động tương tự. Trong hộ chiếu về kỹ thuật điện, các nhà sản xuất thường chỉ ra một mẫu cầu dao cụ thể phù hợp với sản phẩm này.

Loại A được kích hoạt bởi sự hình thành tức thời của dòng điện đánh thủng xoay chiều hoặc xung trong mạch điều khiển hoặc do chúng tăng chậm.

Cơ chế này có thể được sử dụng trong bất kỳ tình huống nào được trình bày. Chữ viết tắt “A” hoặc ký hiệu được đánh dấu trên thân máy, như trong hình ảnh đồ họa trong hình chữ nhật .

Thông thường, loại A được kết nối với một mạch trong đó việc điều chỉnh tải được tái tạo bằng cách cắt phần trên của hình sin, ví dụ, điều chỉnh tốc độ chuyển động quay của động cơ bằng bộ chuyển đổi thyristor.

Giá thành của model A đắt hơn nhiều lần so với AC, bởi vì ở đây, điện áp DC phát sinh trong công nghệ biến đổi điện được giám sát bổ sung

RCD loại B có hiệu quả trong việc tái tạo phản ứng trong mạch điện phụ của dòng điện rò một chiều, xoay chiều hoặc chuyển đổi (chỉnh lưu).

Đây là thiết bị đắt tiền dành cho các cơ sở công nghiệp. Chúng không được sử dụng trong điều kiện trong nước.

Các thiết bị bảo vệ vấp ngã được trình bày thuộc loại A, B và AC được thiết kế cho thời gian kích hoạt là 0,02-0,03 giây.

Phân loại số 3 - theo loại thời gian trễ

Sự phân loại này liên quan đến sự phân biệt giữa hai loại: S và G.Bảo vệ tự động Loại S có thể được đặc trưng bởi phản hồi định dạng chọn lọc. Độ trễ thời gian phản hồi tương ứng với khoảng 0,15-0,5 giây. Nên chọn nó trong trường hợp kết nối nhóm của RCD.

Sơ đồ bảng điều khiển căn hộ có hai nhóm tải, trong đó hai loại thiết bị bảo vệ khác nhau được kết nối: AC hoặc A và S

Theo sơ đồ, bảng điều khiển chứa hai nhóm tải ở dạng ổ cắm số 1 và số 2, được kết nối với RCD loại A và cầu dao thứ hai - S - được kết nối với lối vào phòng.

Nếu xảy ra sự cố ở một chùm tia, thiết bị đầu vào chỉ được kích hoạt khi thiết bị tập thể không thực hiện đầy đủ chức năng và không tắt phần bị lỗi.

Có thể đạt được tính chọn lọc của việc kích hoạt ngắt mạch bằng phương pháp khác - thông qua cài đặt dòng rò. Phương pháp này là phổ biến nhất.

Sơ đồ bảng điều khiển căn hộ có hai nhóm tải, trong đó hai loại thiết bị bảo vệ khác nhau được kết nối: AC có cài đặt sự cố và loại A thứ hai, nhưng có giá trị cao hơn

Hãy lấy một mạch tương tự như mạch trước và sửa đổi nó theo cách này: chúng ta chỉ chọn một máy tự động nhóm loại AC với cài đặt khác nhau là 0,03 A và ở đầu vào sẽ có một thiết bị tương tự chỉ có 0,1 A.

Có những tình huống khi dòng điện vi sai trong mạch sự cố vượt quá giá trị cài đặt định mức của hai thiết bị bảo vệ. Đối với mạch đầu tiên, độ chọn lọc sẽ không bị suy giảm, nhưng ở mạch thứ hai, bất kỳ thiết bị nào được kết nối đều có thể cung cấp dòng điện cắt.

Thiết bị có hệ số dạng G cũng được thể hiện bằng nguyên tắc kích hoạt chọn lọc và có tốc độ màn trập là 0,06-0,08 giây. Tất cả các loại được chọn được mô tả đều được thiết kế để tiếp xúc với dòng điện cực lớn - lên tới 15 kA.

Một số mẫu RCD có hệ thống điều chỉnh cài đặt Diforgan, một số mẫu khác không có khả năng này. Tuy nhiên, phiên bản thứ hai phù hợp cho mục đích sử dụng trong nước.

Dòng điện giới hạn là một thông số lựa chọn quan trọng vì Đây chính xác là những gì đảm bảo an toàn.

Ví dụ, trong phòng có độ ẩm cao, các thiết bị điện được cấp nguồn bằng cách kết nối các thiết bị ngắt kết nối với mạch điện có cài đặt 0,01 A. Đối với điều kiện sống tiêu chuẩn - 0,03 A.

Để tổ chức an toàn cháy nổ của các tòa nhà - 0,1-0,3 A. Chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen với các mẹo về chọn RCD phòng cháy chữa cháy và sự tinh tế của việc cài đặt nó.

Phân loại số 4 - theo số cực

Do thiết bị tự động hoạt động theo nguyên tắc so sánh cường độ dòng điện chạy qua nên số cực của máy sẽ bằng số dây dẫn mang dòng điện.

RCD hai cực được ký hiệu là 2P. Nó được bao gồm trong mạch một pha để đảm bảo bảo vệ con người và ngăn ngừa các nguyên nhân có thể gây cháy.

Đánh dấu RCD bốn cực là 4P. Chúng được thiết kế để hoạt động trong mạng ba pha. Cũng có thể kết hợp cài đặt, ví dụ: một thiết bị có bốn cực được kết nối với mạng hai dây.

Tuy nhiên, điều này sẽ không phát huy hết tiềm năng của thiết bị, không mang lại lợi nhuận về mặt kinh tế.

Khi lắp đặt cầu dao, cần xem xét khả năng dòng điện tải có thể vượt quá giá trị vận hành tối đa của thiết bị. Do đó, một bộ ngắt mạch bổ sung có điện áp định mức không lớn hơn dòng điện hoạt động của hệ thống an toàn được lắp đặt

Phân loại số 5 - theo phương pháp lắp đặt thiết bị

Vì các thiết bị bảo vệ vi sai có nhiều loại vỏ khác nhau nên chúng có thể được sử dụng ở dạng cố định hoặc di động.

Trong trường hợp thứ hai, thiết bị được trang bị dây nối dài. Thiết bị gắn trên đường ray DIN gắn trong bảng điện, nằm ở hành lang hoặc trong căn hộ.

Ngoài ra còn có các lựa chọn như ổ cắm RCD và phích cắm RCD. Trong cả trường hợp thứ nhất và thứ hai, bất kỳ thiết bị điện nào được kết nối thông qua cơ chế như vậy đều không gây nguy hiểm cho con người nếu nó bị hỏng.

Giải mã đầy đủ các giá trị đánh dấu

Tên của công ty phát triển phải có trên thân thiết bị. Tiếp theo là các dấu hiệu tiêu chuẩn hóa cho biết số sê-ri.

Để giải mã từ viết tắt chúng ta sẽ sử dụng ví dụ sau: [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] - thiết bị chống dòng rò;
• [X] - định dạng hiệu suất;
• 00 - ký hiệu bằng chữ và số của dãy;
• [X] – số cực: 2 hoặc 4;
• [XX] - đặc tính theo loại dòng điện rò: AC, A và B.

Ở đây cũng sẽ chỉ ra các thông số danh nghĩa của thiết bị, bạn cần đặc biệt chú ý khi lựa chọn.

Giải thích chữ viết tắt: 1 – nhãn hiệu; 2 – loại thiết bị; 3 – loài chọn lọc; 4 – tuân thủ các tiêu chuẩn Châu Âu; 5 - dòng điện làm việc danh định và giá trị đặt; 6 - điện áp làm việc xoay chiều lớn nhất; 7 – dòng điện định mức mà thiết bị có thể chịu được; 8 - khả năng đóng và cắt vi sai; 9 – sơ đồ điện; 10 – kiểm tra hiệu suất thủ công; 11 – đánh dấu vị trí công tắc

Các thông số tối đa mà thiết bị được thiết kế bao gồm: điện áp Un, hiện hành TRONG, giá trị chênh lệch của dòng điện mở mạch tôi∆n, khả năng bật tắt Tôi công suất chuyển mạch khi ngắn mạch Icn.

Các dấu hiệu chính phải được đặt sao cho vẫn nhìn thấy được sau khi lắp đặt thiết bị. Một số thông số có thể được đánh dấu ở mặt bên hoặc trên bảng phía sau, chỉ hiển thị trước khi lắp đặt sản phẩm.

Các đầu ra chỉ dùng để nối dây trung tính được ký hiệu bằng ký hiệu Latin “N" Chế độ RCD bị tắt được biểu thị bằng ký hiệu “VỀ" (vòng tròn), bao gồm - thanh dọc ngắn "TÔI».

Không phải mọi sản phẩm đều được đánh dấu bằng các chỉ số nhiệt độ môi trường tối ưu. Trong những mô hình có biểu tượng - điều này có nghĩa là phạm vi hoạt động là từ -25 đến + 40 °C; nếu không có ký hiệu nào thì điều này có nghĩa là các chỉ báo tiêu chuẩn từ -5 đến +40 °C.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Tài liệu video có tổng quan chi tiết về tất cả các yếu tố cấu thành của cơ chế bảo vệ đánh giá, mục đích của chúng và nguyên tắc tương tác với nhau:

Mô tả về tất cả các loại cầu dao, cũng như các mẹo về cách lựa chọn đúng:

Câu trả lời cho câu hỏi muôn thuở: chọn gì – cầu dao vi sai hay bí mật lắp đặt RCD +:

Việc sử dụng RCD là một giải pháp có lợi và đúng đắn không chỉ từ quan điểm kinh tế mà còn từ quan điểm an toàn cháy nổ và bảo vệ con người.

Nên tận dụng tối đa tiềm năng của nó trong điều kiện gia đình, lắp đặt trên tất cả các nhóm thiết bị điện để đảm bảo cách ly hoàn toàn khỏi tác động của điện.

Bạn còn thắc mắc về nguyên lý hoạt động hay phân loại thiết bị dòng điện dư? Hay bạn muốn bổ sung tài liệu được trình bày bằng những thông tin hữu ích? Vui lòng viết rõ những thắc mắc của bạn trong khối bình luận, đặt câu hỏi - các chuyên gia và khách truy cập có thẩm quyền vào trang web của chúng tôi sẽ cố gắng trả lời bạn đầy đủ nhất có thể.