RCD (התקן זרם שייר) נועד למנוע השפעות מסוכנות על בני אדם ובעלי חיים של זרם חשמלי בעת נגיעה בחלקים נושאי זרם ובחלקים אחרים של מכשירים ומתקנים חשמליים המופעלים באנרגיה. התפקיד החשוב הבא של המכשיר הוא למנוע שריפות כאשר מופיעים זרמי דליפה לקרקע. פעולת ההגנה מתבטאת בניתוק אספקת החשמל במצבים הבאים:
- קצר בית של מכשיר חשמלי במתח דרך הגוף לאדמה;
- מגע של אלמנטים נושאי זרם עם חלקים לא נושאי זרם מוארקים של מתקנים חשמליים כתוצאה מנזקי בידוד;
- שינוי מוליכים של הארקה (PE) ונייטרלי (N) במעגל החשמלי.
RCD גם מגן על רשתות מפני נחשולי מתח. לשם כך, התנגדות לא ליניארית מחוברת לנייטרלי בכניסת המכשיר ולפאזה במוצא. זרם דיפרנציאלי זורם דרכו כאשר המתח עולה מעל 270 V, ולאחר מכן ה-RCD נכבה.
התקני הגנה שונים בסוגים ובעקרונות הפעולה. אחד המעשיים ביותר הוא RCD סלקטיבי, המספק ניתוק ממוקד של קבוצות עומסים. התכונה שלו היאמהירות לא מוערכת אופיינית לפעולה (סוג S או G). הוא מותקן קרוב יותר למקור, בעל דירוג זרם ניתוק דיפרנציאלי של 100 או 300 mA, ומבטיח שה-RCD הקונבנציונלי הבא במעלה הזרם של הצרכן יפגע ראשון.
לכן, הגנת רשת החשמל המודרנית מבוססת על זיהוי תקלות וניתוק חלקים בודדים ממערכות הפועלות במצבים רגילים.
איך פועל RCD?
RCD נקרא גם מפסק זרם שיורי. המטרה נשארת זהה: לכבות את המעגל כאשר מתרחשת דליפת זרם. המרכיב העיקרי של המכשיר הוא שנאי טורואידי עם מספר סיבובים של חוטי נייטרלי ופאזה המחוברים לכיוונים מנוגדים. השדה המגנטי המתקבל במהלך פעולה רגילה של המכשיר נשאר שווה לאפס. דליפה לקרקע מערערת את האיזון, נוצר מתח בפיתול המשני, בהגעה לערך מסוים, המעגל החשמלי כבוי באמצעות מנגנוני ההתנעה והמפעיל.
RCD צריך אוטובוס קרקע PE. אחרת, כאשר מופיע פוטנציאל על גוף המכשיר החשמלי עקב בידוד פגום, אין נזילת זרם, וכאשר נוגעים בו ובחלקי מתכת מוארקים (רדיאטור חימום, צינורות מים), ניתן לקבל התחשמלות בולטת. במקרה זה, התקן המגן יעבוד, אבל עדיף אם הוא מגיע מדליפה לאדמה.
להפעלה אמינה של התקן המגן, יש להניח הארקה. כאשר עובדים על פי תכנית זו, ה-RCD ישבור את המעגל עוד לפני כןנגיעה במארז המתכת של ציוד או מכשירי חשמל ביתיים.
סוגי RCD
RCDs מסווגים לפי תפקידיהם:
- AC - תגובה לזרם דליפה לסירוגין המופיע בפתאומיות או גדל בהדרגה.
- A - מפעיל בנוסף זרם דיפרנציאלי פועם קבוע, שעשוי להופיע באופן בלתי צפוי או לגדול בהדרגה.
- B - תגובה לזרמי דליפה פועמים ישירים ומתחלפים.
- S - RCD סלקטיבי עם עיכוב זמן נוסף למעידה.
- G - דומה ל-S, אבל עם פחות עיכוב.
איזה RCD לבחור?
זרם אדוות בתנאים ביתיים מופיע ממכונות כביסה, מעמעמי תאורה, טלוויזיות, מחשבים, כלי עבודה חשמליים ומכשירים אחרים עם מיתוג ספקי כוח. היעדר שנאים מבודדים במכשירים עם בקרת תיריסטורים הגדילה באופן משמעותי את הסבירות לדליפה של זרם פועם ישיר או חילופין. לכן, אם קודם לכן היה מספיק להגדיר את סוג AC, כעת יש צורך בסוג A או B.
היכן להתקין את ה-RCD?
- מקומות נגישים לציבור בבניינים שבהם אין סיכון מוגבר להתחשמלות.
- במעגלים חשמליים עם סיכון אפשרי להתחשמלות (חדרים עם לחות מופרזת, קבוצות שקעים, מכשירי חשמל ביתיים וכו').
- על הקלט הראשי כדי להגן מפני סכנת שריפה. בדרך כלל מותקן כאן RCD סלקטיבי.
- במרכזיות קומות, בלוחות דירות, בבתים בודדים.
- Bמערכות אספקת חשמל רדיאליות: RCD סלקטיבי כללי ונפרדות לקווי מסתעף, עם מבחר פרמטרים המבטיחים פעולה סלקטיבית.
- בשלבי הגנה קרובים, למשל, 10 ו-30 mA, 30 ו-40 mA וכו', הסלקטיביות הנוכחית של RCD אינה סבירה בגלל מהירות התגובה הגבוהה. עבור הערכים המצוינים, הוא מסופק אם תבחר RCD סלקטיבי של 100mA כך שעדיין יש עיכוב זמן.
- עקב הזדקנות הבידוד, לא תמיד יש עלייה הדרגתית בזרמי הדליפה.
- עם עלייה מיידית בזרם הדליפה עקב התמוטטות בידוד, כל RCD קונבנציונלי בסדרה במעגל יכול להיכשל. זה קורה עקב עודף מהיר ומשמעותי של ההגדרות בבת אחת במספר שלבי הגנה.
צריך להשתמש ב-RCD סלקטיבי
Selective RCD מבצע את תפקידו של הגנה מפני אש, אם אתה משתמש בשינויים עם השהיית זמן - S או G. הם כפופים לדרישות מוגברות להתנגדות קצר חשמלית, קיבולת מיתוג, התנגדות דינמית ותרמית וכו'.
בדרך כלל, RCD בררני להגנה מפני אש עם זרם דליפה גבוה מותקן בכניסה הראשית.
RCD אין להשתמש במעגלים שאסור לכבותם בפתאומיות, מכיוון שהדבר עלול להוביל למצבי חירום (אזעקת שריפה או פריצה, סכנה לצוות וכו').
בנוסף ל-RCD, מפסקים חייבים להיות בעלי סלקטיביות זרם. צריך להיות הראשוןלפעול קרוב יותר לאזור עומס יתר או קצר חשמלי. במקרה זה, המפסקים פועלים לפני שזרם הקצר מגיע לערך הגבול. זה הכרחי כדי למנוע עומס יתר של הקטעים המחוברים בסדרה, מכיוון שהזרם עובר דרך המגעים של התקני ההגנה שלהם.
סוגי RCD סלקטיביים
עבור RCD סלקטיבי, חשוב להשהות כדי שהמכשיר מהסוג הכללי הממוקם מתחת לתרשים יפעל. במקרה זה, המכשיר עם כיבוי מושהה מעביר זרם דליפה דרכו ולא עובד. מרווח ההשהיה עבור דגמים עשוי להשתנות. עבור מוצרים המסומנים S, זה 0.15-0.5 שניות, לדוגמה, RCD 63a 100mA הוא סלקטיבי, עם יכולת להתאים את ההשהיה. הבחירה תהיה הטובה ביותר אם הם מותקנים בכניסה של כבל החשמל של הדירה. לחלק מהדגמים הזרים יש עיכובים גבוהים אף יותר. הם נועדו לכבות את המעגל במקרה של סכנת שריפה. ככל שההגנה כבויה יותר זמן, כך גדל הסיכוי להצית את הבידוד.
בעת סימון G, המכשיר יופעל תוך 0.06-0.08 שניות. המכשיר מהיר מספיק כדי להגיב לבעיות רשת. זה צריך להיות מותקן מתחת RCD סוג S סלקטיבי. עם הגנה דו-שלבית, ניתן להתקין אותו בכניסה הראשית, מכיוון שמהירות ה-RCD המחובר למטה עדיין גבוהה יותר.
אם קיימות מספר קבוצות עומס ברשת, מול כל אחת מחברים התקן מגן נפרד, ולכניסה מחוברת אחת סלקטיביתהגנה מפני אש RCD. לאחר מכן, אם אחד הקווים נכשל, רק הוא יופסק, והשאר יישארו מחוברים. עם דיאגרמת חיווט דומה, קל יותר לזהות תקלה. אם RCD קונבנציונלי נכשל או לא מגיב לבעיות במעגלים, אז RCD סלקטיבי (300 mA או 100 mA) יכבה ויסבה את כל הרשת.
כדי להבטיח סלקטיביות, יש צורך בהגדרות הכלי הבאות:
- קבע את זמן היציאה של ה-RCD הסלקטיבי, אם הוא מספק אפשרות כזו;
- הגדר את פרמטרי הנסיעה הנדרשים בהתאם לגודל זרם הזליגה.
מאפייני הכשל של RCD סלקטיביים חייבים להיות גדולים לפחות פי 3 מהשאר. רק במקרה זה מובטח שהמכשיר יעבוד.
RCD פרמטרים
שני פרמטרי תזמון RCD מוגדרים לפי תקנים רוסיים:
- זמן שבירה - המרווח מהופעת זרם הפריצה ∆i ועד לרגע כיבוי הקשת;
- מגבלת זמן ניתוק עבור מכשיר מסוג S - מרווח הזמן בין הופעת ∆i לפתיחת המגעים.
הפרמטר האחרון קובע את הסלקטיביות של ה-RCD. ערך הגבול שלו הוא 0.5 שניות. במקרה זה, יש לקחת בחשבון שלמען הגנה על אנשים, הפתיחה צריכה להתרחש תוך 10-30 שניות, כדי למנוע הצתה של הבידוד - עד 500 שניות. RCD סוג S סלקטיבי נמצא בשימוש נרחב כאשר יש צורך להוציא אזעקות שווא מהשפעת הפרעות או נחשולי מתח.
לפי מהירות הניתוק של רשת RCDמופרדים באופן הבא:
- שימוש כללי - ללא עיכוב;
- type G - 10-40ms;
- S סוג - 40-500ms.
זרמי דליפה מתרחשים תמיד במעגלים חשמליים. לסיכום, הם לא יעלו על 1/3 מה- ∆i הנומינלי של המכשיר. הוא האמין כי עבור 1 A של העומס יש 0.4 mA של זרם דליפה לצרכן, ועבור 1 מ' מאורך חוט הפאזה - 10 μA. התקן המגן מותאם בהתאם לזרם הדליפה הטבעי הכולל. אם זה לא נעשה, עלולות להופיע תוצאות שגויות תכופות. במקרה זה, יש לזכור שמכשיר עם ∆i=100 mA לא יגן יותר על אדם מפני התחשמלות.
בעת תכנון רשתות חשמל, לא ניתן לציין את סוג ה-RCD עד שמומחים ידרשו זאת. אבל אתה צריך להצדיק את הבחירה שלך מראש. חשוב שהזרם הנקוב של המכשיר יהיה גבוה מזרם העומס הצפוי. בנוסף, ה-RCD מותקן רק בזוג משותף עם מפסק. אתה יכול להתקין מכונה דיפרנציאלית אחת במקום שני התקנים. זה יעלה פחות, אבל עליך לבחור את הפרמטרים הנכונים.
RCD מגן ברשתות דו-חוטיות שבהן אין מוליך מגן. אבל זה עובד רק לאחר נגיעה במקום מסוכן.
איזה ירי RCD לבחור?
Selective RCD 63A, 300mA מותקן בדרך כלל בכניסה כהגנה מפני אש.
רבים משתמשים בדגמים גנריים קונבנציונליים עם התקני הגנה של 30mA מותקנים בבית. כאן מבוצעת פונקציית הסלקטיביות ה"חלקית" בשל ההבדל הגדולזרמי פעולה. זה חוסך כסף בהפרש המחיר. בנוסף, RCD קונבנציונלי מספק בטיחות טובה יותר הודות לתגובה מהירה יותר בעת קליטת זרמי דליפה. ההבדל בהתנהגות המכשירים הוא שההתקן הסלקטיבי לא יפגע ראשון בזרם דיפרנציאלי השווה או גדול מ-300 mA. מצב כזה כבר יוצא דופן ואין שאלה אם ללכת ללוח הבקרה, שאולי נמצא על עמוד רחוב. עם זרם כה גדול, RCD רגיל כנראה יעבוד אם תתרחש תאונה על הקו. כאן וכך יהיה ברור היכן לחפש תקלה.
לפיכך, ניתן להתקין RCD לשריפה הן סלקטיבית והן קונבנציונלית.
RCD Manufacturers
קבוצת Legrand היא יצרנית בעלת שם עולמי של מערכות חשמל לבניין. העמדות המובילות מובטחות על ידי תרבות הייצור הגבוהה ביותר והשקעות גדולות ביצירת מוצרי חשמל חדשים. עבור רוסיה, הקבוצה מספקת את כל מגוון הציוד החשמלי, החל משקעים ומתגים ועד למערכות הבקרה המורכבות ביותר.
Legrand Selective RCD הוא מסוג אלקטרוני ואלקטרומכני (מצוין בלוח הקדמי). בהתאם לגרסה, הוא מותקן בצד או מתחת למפסקים. השהיית זמן מתכווננת (0-1, 3 שניות) ורגישות. בשילוב עם מקלעים, הם משמשים כאמצעי הגנה רגישים מאוד או בסיסיים.
RCD המחירים עדיין גבוהים, כמו מותגים אחרים.
על ידי ABB, RCDs מיוצגים במלואם על ידי סדרת F 200 - מ-16 A עד 125 A. עבור רשת ביתית, RCD 63A, 100mA סלקטיבי מספיק. עבור זרמי דליפה עבור מכשירי חשמל ביתיים, מכשיר 30 mA משמש בדרך כלל. כהגנה מפני אש בכניסה של בית פרטי, משמש RCD ABB סלקטיבי (63A, 300mA) ארבע קוטבי לרשת תלת פאזית, כאחד האמינים ביותר. הוא אינו נחות באיכותו ממוצרי המותג Legrand. עבור דירה עם כניסה חד פאזי, יהיה התקן דו קוטבי. התמונה למטה מציגה RCD ABB 63A סלקטיבי, 300mA.
הזרם המקסימלי שהמכשיר יכול לעמוד בו הוא בין 3 ל-10 kA (מצוין בלוח הקדמי). זה לטווח קצר, לא עובד זרם. ה-RCD מסוגל להשהות עד שהמכונה מנתקת את המעגל.
החברה היא מהמובילות, אבל המחירים גבוהים מאוד. צרכנים מעדיפים לעתים קרובות דגמי abb כי הבטיחות היא הדבר החשוב ביותר. ABB DDA200 AP-R סוג A ו-AC בלוק דיפרנציאלי זמין. יש לו עיכוב נסיעה של 10ms, למרות שזה לא RCD סלקטיבי של ABB. עקומת המעידה האופיינית שלו ממוקמת בין RCDs סלקטיביים לקונבנציונליים. למכשיר יש התנגדות מוגברת לאזעקות שווא בהשוואה למכשירים לשימוש כללי.
אחוז הדחיות עבור ABB RCD סלקטיבי, כמו גם עבור מוצרים אחרים, הוא רק 2%, בשל כך אין כמעט בעיות בפעולה. מכשירים אלקטרומכניים הם הרבה יותר אמינים מאלה אלקטרוניים ויש להם יתרונות בכל דבר, עבורחריג מחיר. RCDs עם מפעיל אלקטרוני כבר מתחילים להופיע, לא נחותים באמינות מכני.
בשוק ניתן למצוא מוצרים בחצי מחיר, והאיכות אינה נחותה מ-ABB. החברה מייצרת גם את סדרת FH 200, שמחירה מעט נמוך יותר, אך מאבדת משמעותית באיכותה למוצרי F 200. בפרט, אין לה מגעי הידוק מוליכים אמינים כל כך שמתחילים להתנדנד במהירות, מה שמשפיע על האיכות של עבודה.
אם אתה קונה ABB RCD סלקטיבי, אז רק בחנויות מיוחדות, ולא במקומות מפוקפקים. זיוף הוא מסוכן כי הוא אינו מסוגל להגן על אדם כראוי. ציוד מודולרי, הכולל גם RCDs, זוכה לתשומת לב רבה על ידי אגרוף עצמי בגלל העלות הגבוהה.
קבוצת החברות המקומית IEK מייצרת כ-7,000 פריטי מוצרים העומדים בסטנדרטים בינלאומיים ומבטיחים פעולה אמינה של רשתות החשמל.
RCDs כפופים לדרישות גבוהות. מצד אחד, הם חייבים לעבוד בצורה אמינה, להגן על אנשים מפני התחשמלות וחיווט מפני סכנת הצתה. אבל באותו זמן, מכשירים המותקנים בשלבים שונים של מעגלים חשמליים חייבים לפעול באופן סלקטיבי, ולכבות חלקים בודדים. תנאים אלה, כמו גם GOST 51326.1, תואמים ל-RCD IEK סלקטיבי מסוג VD1 63S.
קבוצת המוצרים מיוצגת על ידי זרמים מדורגים של 25-80A, והזרמים השיוריים הם 100mA ו-300mA. מוצרים זולים יותר מאלה של מותגים מפורסמים והם נרחביםמשמש כמכשיר מבוא לכיבוי אש. במקביל, סלקטיביות ההגנה מובטחת על ידי זרמי ניתוק גבוהים ועיכובי זמן לניתוק מעגלים.
מבחר התקני הגנה
כאשר צורכים חשמל בצורה פשוטה, זרם סינוסואיד זורם במעגל. הדליפה תהיה בצורת דומה וניתן להשתמש כאן במכשירים מסוג AC.
במכשירי חשמל ביתיים מודרניים, נעשה יותר ויותר שימוש במעגלי בקרה עם חיתוך פאזה. מכשיר מסוג AC לא יגיב אליהם, וכאן עדיף להשתמש ב-RCD מסוג A, שגם מגיב לזרם סינוסואידי. ניתן להשתמש במכשירים יחד, למשל סוג AC מתאים לתאורה עם מנורות ליבון וסוג A מתאים לשקעים אליהם ניתן לחבר מכשירים עם ויסות דופק, אבל אם צריך לשנות את התאורה למנורות חסכוניות. עם בקרת בהירות על ידי ניתוק פאזה, תצטרך גם להחליף מכשיר מסוג AC ב-A. אחרת, זה לא יעבוד.
על מנת להפריד את הפעולה לפי רמות המעגלים החשמליים, יש צורך להשתמש במכשירים סלקטיביים. סוג S מותקן על הקלט הראשי, G ברמה השנייה, ולאחר מכן התקנים מיידיים.
RCD נבחר שלב אחד גבוה יותר בזרם המדורג מהמפסק המחובר במקביל אליו, שיכול לפעול לאורך זמן כאשר חריגה מהעומס. אם יש מכונת 50 A בכניסה, RCD 63A סלקטיבי יתאים לה.
בהתאם לדרישות התקנים, ערכי המתח הנומינליים מצוינים על הפנלים הקדמיים של המכשירים, וכןגם זרם רציף ושבירה ∆i. אם יש ייעוד של סינוסואיד, זהו סוג AC. נוכחותם של שני חצי מחזורים חיוביים מתחתיו פירושו סוג A. RCDs סלקטיבי מסומנים באותיות S ו-G. זרם הקצר המדורג מצוין בתיבה. המכשיר חייב לעמוד בהתגברות שלו עד למקסימום עד שהמכונה תכבה. בדרך כלל לזרם אין זמן להגיע לערך הגבול. ה-RCD מנתק את המעגל עם פגם מראש, עד שהמוליך התחמם והבידוד לא נדלק.
מסקנה
ברשתות חשמל ביתיות, נעשה שימוש בסלקטיביות זרם וזמן. לשם כך, התקני הגנה מותקנים בסדרה על פי דיאגרמת עץ, כאשר מתג אחד נפוץ. הבסיס לעקרון הפעולה הוא להפחית את זמן זרימת הזרם בגוף עם מגע ישיר או עקיף עם אלמנטים של מתקנים חשמליים תחת מתח. RCD סלקטיבי מותקן בכניסה ומבצע פונקציית כיבוי אש.
