O que é um RCD: dispositivo, princípio de funcionamento, tipos existentes e marcação de RCD

Qualquer rede elétrica deve ter um dispositivo de proteção, mas nem todos sabem o que é um RCD e qual é o princípio de seu funcionamento.A decodificação da abreviatura é semelhante a esta - dispositivo de corrente residual.

Este dispositivo elétrico de baixa tensão foi projetado para desligar a seção protegida do circuito quando uma corrente diferencial excede o valor nominal deste dispositivo.

Em nosso artigo tentaremos analisar detalhadamente o projeto e o princípio de funcionamento dos RCDs, considerar as variedades existentes e entender quais informações contém a marcação dos dispositivos de corrente residual.

Finalidade do dispositivo de proteção

O dispositivo de loop de aterramento RCD é um condutor PE de caixas condutoras neutras ou partes de mecanismos elétricos com resistência não superior a 4 Ohms.

Caso ocorra uma corrente de fuga, estes elementos do equipamento poderão ser energizados, o que representa perigo à vida humana e animal em contato com eles, bem como aos bens em geral.

Salvar de lesões elétricas é a vocação dos dispositivos de pesquisa. Quando uma corrente de fuga é detectada, eles desligam a tensão.

O maior perigo reside no fato de que tais perturbações no circuito são invisíveis e, em casos raros, perceptíveis, quando você pode sentir um leve choque elétrico ao tocar no aparelho.

A principal razão para este fenômeno é uma violação da camada isolante da fiação. Processos não controlados podem causar grandes danos, razão pela qual os equipamentos de proteção estão se tornando cada vez mais populares em ambientes domésticos.

O impacto das redes condutoras no corpo humano pode resultar em consequências desastrosas. Este problema foi resolvido com a ajuda de dispositivos de controle RCD pertencentes ao segmento de proteção. Os requisitos básicos para instalação e uso estão descritos na IEC 60364

O uso de RCDs é mais difundido em redes monofásicas com corrente alternada e aterramento de linha neutra, bem como tensões nominais de até 1 kW no formato de fonte de alimentação doméstica.

Projeto RCD

Os recursos opcionais do mecanismo de proteção ajudarão você a compreender o princípio de operação do RCD, ou seja, a resposta reproduzível do dispositivo à fuga de corrente.

As principais unidades operacionais incluem:

• sensor diferencial do transformador;
• gatilho - um mecanismo que interrompe um circuito elétrico que funciona incorretamente;
• relé eletromagnético;
• bloco de controle.

Os enrolamentos opostos são conectados ao sensor - fase e zero. Durante a operação normal da rede, esses elementos semicondutores formam fluxos magnéticos no núcleo que possuem direção oposta entre si. Devido a isso, o fluxo magnético é zero.

O transformador consiste em um núcleo de aço fechado, sobre o qual são colocadas duas bobinas: a primária é conectada à fonte de corrente alternada, a secundária é conectada à carga. O número de vezes que o transformador aumenta a tensão CA, o mesmo número de vezes que a corrente diminui

Um relé do tipo eletromagnético é conectado ao enrolamento secundário enrolado no núcleo magnético do transformador. Se a rede atender às condições operacionais padrão, ela não será utilizada.

Quando ocorre um vazamento de corrente, toda a operação muda drasticamente. Os condutores fase e neutro começam a passar diferentes quantidades de corrente. Agora, o valor da potência e a direção dos fluxos magnéticos no núcleo do transformador também terão parâmetros diferentes.

Uma corrente aparece nas espiras secundárias e quando os valores especificados são atingidos, o relé eletromagnético é acionado. Está emparelhado com um mecanismo de liberação. Esta conexão reage no momento certo e desconecta a rede elétrica.

De acordo com os requisitos de segurança contra incêndio, as verificações de controle do dispositivo de proteção diferencial são realizadas regularmente, pelo menos uma vez por mês. Para isso, o aparelho possui um botão especial “TEST”.

A unidade de teste é representada por um mecanismo de resistência - uma determinada carga conectada para contornar o sensor diferencial. Este elemento simula fuga de corrente e assim verifica o funcionamento do dispositivo. Conversamos com mais detalhes sobre métodos de verificação Neste artigo.

O princípio de funcionamento do RCD é o seguinte: fornecer corrente da linha de fase para a resistência de controle e depois para o fio neutro, desviando do sensor.

Isso cria condições para diferentes indicadores de corrente na entrada e na saída do dispositivo. Este desequilíbrio deverá levar ao arranque da unidade de encerramento.

Dependendo dos desenvolvedores, o projeto do circuito pode variar, mas o princípio utilizado no funcionamento do RCD será idêntico para todos os modelos.

O princípio de funcionamento do mecanismo de proteção

Considere por que você precisa usar um RCD. O funcionamento do dispositivo de proteção baseia-se num método de medição.

Os parâmetros de entrada e saída das correntes que fluem através do transformador são registrados. Se o primeiro valor for maior que o segundo, significa que há fuga de corrente no circuito elétrico e o aparelho reproduz um desligamento. Se os parâmetros forem idênticos, o dispositivo não funciona.

Em um sistema de dois fios, o dispositivo diferencial não funciona se uma corrente de igual intensidade passar pelos fios fase e neutro. Se houver diferença nesses valores, significa que há quebra de isolamento na rede e o mecanismo de proteção desligará o trecho danificado

Para um melhor entendimento, vamos considerar como funcionará um RCD em um painel de distribuição residencial com sistema bipolar.

O fio de entrada de dois fios (fase e neutro) é conectado aos blocos terminais superiores. A fase e o neutro são conectados aos blocos de terminais inferiores, colocados na área de carga, por exemplo, na tomada de uma caldeira ou chaleira elétrica. O aterramento protetor do dispositivo será realizado por cabo, contornando o RCD.

No modo de operação padrão, o movimento dos elétrons é realizado ao longo da fase da linha, desde o cabo de entrada até o aquecedor elétrico da caldeira/caldeira, fluindo através do dispositivo de proteção diferencial. Eles voltam ao solo novamente através do RCD, mas ao longo da linha neutra.

Se uma pessoa tocar no corpo de um dispositivo condutor de corrente, no qual surgiu um potencial devido a uma avaria, nesta situação a fuga de corrente passará pelo corpo humano, ao qual o dispositivo reage quase instantaneamente desligando o sistema de energia

Por exemplo, o isolamento do elemento de aquecimento do dispositivo foi danificado.Assim, através da água em seu interior, a corrente será parcialmente conduzida pela carcaça, e depois irá para o solo através da fiação do dispositivo de proteção.

A corrente restante retornará ao longo da linha neutra através do RCD. No entanto, sua força diminuirá com a quantidade de vazamento em comparação com o de entrada.

A diferença nos indicadores é calculada por um transformador diferencial. Se o número for maior que o valor permitido, o dispositivo reage instantaneamente e interrompe o circuito.

Em nosso outro artigo fornecemos recomendações para seleção e conexão correta RCD para caldeira.

A viabilidade de usar RCDs

Vamos considerar por que você precisa usar um RCD e de quais fatores de impacto negativo o dispositivo fornece proteção.

Em primeiro lugar, um curto-circuito de fase na caixa do equipamento elétrico. Principalmente, as áreas problemáticas incluem elementos de aquecimento de aquecedores e máquinas de lavar. É importante notar que a quebra ocorre somente quando a parte geradora de calor é aquecida sob a influência da corrente.

Além disso, se os fios estiverem conectados incorretamente. Por exemplo, se forem utilizadas torções sem caixa de terminais, que são posteriormente embutidas na parede e cobertas com uma camada de gesso. Como a superfície tem muita umidade, essa torção será uma quebra que vazará para dentro da parede.

O mecanismo de proteção diferencial, neste caso, desenergizará constantemente a linha até que a área esteja completamente seca ou até que o nó de conexão seja refeito.

A proteção automática é efetivamente utilizada no dia a dia: em grupos elétricos de banheiro, cozinha e tomadas, com grande número de aparelhos alimentados. A opção ideal é quando este tipo de dispositivo é instalado em cada grupo de tomadas

O escopo dos dispositivos de pesquisa é bastante diversificado - desde edifícios públicos até empresas de grande porte. Completam estruturas e circuitos eléctricos destinados à recepção e distribuição: quadros eléctricos em edifícios residenciais, sistemas de alimentação de corrente para consumo individual, etc. O principal neste caso é fazer certo selecione RCD por potência.

Tipos de dispositivos e sua classificação

As empresas desenvolvedoras dotam seus produtos de diversas capacidades, que devem ser levadas em consideração na determinação do tipo de RCD necessário, com base nas condições específicas de funcionamento da rede elétrica.

Para que o consumidor médio possa selecionar o dispositivo de corrente residual necessário entre a variedade de modelos oferecidos, foi criado um sistema de classificação baseado nas seguintes características:

• princípio de funcionamento;
• tipo de corrente diferencial;
• atraso de desconexão da corrente diferencial;
• Número de postes;
• método de instalação.

A seguir, consideraremos cada uma dessas classificações com mais detalhes.

Classificação #1 – por método de inclusão

Existem apenas dois métodos de comutação - eletromecânico e eletrônico. No primeiro caso, a máquina desligará a energia da linha danificada, independente da tensão da rede. O corpo de trabalho principal é um núcleo toroidal com enrolamentos.

Quando se forma um vazamento, é gerada uma tensão no circuito secundário para ativar o relé de polarização, o que leva à ativação do mecanismo de desligamento.

Dispositivos do tipo eletromecânico não requerem tensão externa. A fonte para sua operação é a corrente diferencial na linha de falha

O funcionamento de um dispositivo com enchimento eletrônico depende totalmente de tensão adicional, ou seja, energia externa necessária. Aqui o corpo de trabalho é uma placa eletrônica com amplificador.

Dentro de tal mecanismo não existem fontes adicionais que acumulem energia, portanto o circuito utiliza eletricidade da rede externa para funcionar e, se não houver tensão, o dispositivo não interromperá o circuito.

Determinando o tipo de dispositivo: solde dois fios aos terminais de uma bateria AA. Ligue o RCD e conecte-o à entrada do bloco de proteção e o próximo à saída. As linhas estão conectadas a um pólo. Se o aparelho desligar significa que é apresentado do tipo eletromecânico; caso contrário é eletrônico

Um exemplo de funcionamento de um RCD eletrônico instalado em uma linha com tomada de alimentação de um forno micro-ondas: ocorreu uma quebra na fase zero, além disso, no mesmo período ocorre um mau funcionamento na fiação do micro-ondas e ocorre um curto-circuito de fase na caixa, ou seja, tem potencial perigoso.

Se tocar na estufa, a protecção electrónica não será activada, pois sem fonte de alimentação. É precisamente por causa da falta de confiabilidade em comparação com o seu análogo eletromecânico que este dispositivo se tornou menos difundido.

Classificação #2 – por tipo de corrente de fuga

Todos os modelos de disjuntores de segurança fabricados são divididos adicionalmente pela corrente de carga que passa pelo dispositivo. Eles processam a tensão de um determinado formato de oscilação.

A tensão nominal de operação está indicada na caixa de todos os dispositivos e no passaporte. Este parâmetro deve corresponder à faixa de corrente nominal do equipamento elétrico.

O tipo AC será ativado quando uma tensão de fuga alternada aparecer instantaneamente no circuito controlado ou quando aumentar em ondas. Estes dispositivos são marcados com a inscrição “AC” ou o símbolo “~”.

O formato mais adequado para uso doméstico é o UZO-AS. O modelo é o mais barato dos aparelhos de ação semelhante. No passaporte de engenharia elétrica, os fabricantes costumam indicar um modelo específico de disjuntor adequado para este produto.

O tipo A é desencadeado pela formação instantânea de uma corrente de ruptura alternada ou pulsante no circuito controlado, ou pelo seu aumento lento.

Este mecanismo pode ser utilizado em qualquer uma das situações apresentadas. A abreviatura “A” ou símbolo está marcado no corpo da máquina, conforme imagem gráfica no retângulo .

Na maioria das vezes, o tipo A é conectado a um circuito onde a regulação da carga é reproduzida cortando o topo da senóide, por exemplo, ajustando a velocidade dos movimentos rotacionais do motor com um conversor tiristor.

O custo do modelo A é várias vezes mais caro em comparação ao AC, porque aqui, a tensão CC que surge na tecnologia de conversor de energia é monitorada adicionalmente

Os RCDs do subtipo B são eficazes para reproduzir a reação em um circuito elétrico subordinado de corrente de fuga direta, alternada ou convertida (retificada).

Este é um equipamento caro destinado a instalações industriais. Eles não são usados ​​em condições domésticas.

Os dispositivos de proteção de disparo apresentados dos tipos A, B e AC são projetados para um tempo de ativação de 0,02-0,03 s.

Classificação #3 - por tipo de atraso

Esta classificação envolve uma distinção entre dois tipos: S e G.A proteção automática Tipo S pode ser caracterizada por uma resposta de formato seletivo. O atraso do tempo de resposta corresponde ao intervalo de 0,15-0,5 s. É aconselhável escolhê-lo no caso de conexão em grupo de um RCD.

Esquema de uma placa de apartamento com dois grupos de carga, onde estão conectados dois tipos diferentes de dispositivos de proteção: AC ou A, e S

De acordo com o diagrama, o painel contém dois grupos de carga em forma de tomadas nº 1 e nº 2, aos quais é conectado um RCD tipo A, e um segundo disjuntor - S - é conectado à entrada da sala.

Caso ocorra uma quebra em um feixe, o dispositivo de entrada é acionado somente quando o dispositivo coletivo não cumpre sua função e não desliga a seção defeituosa.

A seletividade da ativação do disjuntor pode ser alcançada usando outro método - por meio de configurações de corrente de fuga. Este método é o mais difundido.

Esquema de uma placa de apartamento com dois grupos de carga, onde estão conectados dois tipos diferentes de dispositivos de proteção: AC com configuração de ruptura e o segundo A, mas com valor superior

Vamos pegar um circuito semelhante ao anterior e modificá-lo desta forma: selecionamos um autômato de grupo do tipo AC apenas com configuração diftoka de 0,03 A, e na entrada haverá um dispositivo semelhante com apenas 0,1 A.

Existem situações em que a corrente diferencial no circuito de falha excede os ajustes nominais dos dois dispositivos de proteção. Para o primeiro circuito a seletividade não será prejudicada, mas no segundo qualquer um dos dispositivos conectados poderá fornecer a corrente de corte.

O dispositivo de fator de forma G também é representado por um princípio de disparo seletivo e possui uma velocidade de obturador de 0,06-0,08 s. Todos os tipos selecionados descritos são projetados para exposição a correntes extremas - até 15 kA.

Alguns modelos de RCD possuem um sistema para ajustar a configuração do diforgan, outros não possuem esse recurso. No entanto, a segunda versão é adequada para uso doméstico.

A corrente limite é um parâmetro de seleção importante porque É exatamente isso que garante a segurança.

Por exemplo, em ambientes com alta umidade, os aparelhos elétricos são alimentados conectando-se dispositivos de desconexão ao circuito com configuração de 0,01 A. Para condições de vida padrão - 0,03 A.

Para organizar a segurança contra incêndio em edifícios - 0,1-0,3 A. Recomendamos que você se familiarize com as dicas sobre escolhendo um RCD de proteção contra incêndio e as sutilezas de sua instalação.

Classificação #4 – por número de polos

Devido ao fato de o dispositivo automático funcionar segundo o princípio de comparar as magnitudes da corrente que passa por ele, o número de pólos da máquina será idêntico ao número de linhas condutoras de corrente.

Um RCD bipolar é designado como 2P. Está incluído num circuito monofásico para garantir a proteção humana e prevenir possíveis causas de incêndio.

A marcação dos RCDs de quatro pólos é 4P. Eles são projetados para funcionar em uma rede trifásica. Uma combinação de instalação também é possível, por exemplo, um dispositivo com quatro pólos é conectado a uma rede de dois fios.

No entanto, isto não irá concretizar todo o potencial do dispositivo, que não é economicamente rentável.

Ao instalar um disjuntor, vale considerar a possibilidade de a corrente de carga ultrapassar os valores máximos de operação do dispositivo. Portanto, é instalado um disjuntor adicional com tensão nominal não superior à corrente de operação do sistema de segurança

Classificação #5 – de acordo com o método de instalação do dispositivo

Como os dispositivos de proteção diferencial vêm em uma variedade de invólucros, eles podem ser usados ​​como estacionários ou portáteis.

No segundo caso, o aparelho está equipado com uma extensão. Dispositivos montados em trilho DIN montado em painel elétrico, que fica no corredor ou no apartamento.

Existem também opções como Soquete RCD e plugue RCD. Tanto no primeiro como no segundo caso, qualquer dispositivo elétrico conectado através de tal mecanismo não representa perigo para os seres humanos se quebrar.

Decodificação completa de valores de marcação

O nome da empresa desenvolvedora deve estar no corpo do dispositivo. Isto é seguido por marcações padronizadas indicando o número de série.

Para decifrar a abreviatura usaremos o seguinte exemplo: [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] - dispositivo de corrente residual;
• [X] – formato de atuação;
• 00 – designações digitais ou alfanuméricas das séries;
• [X] – número de pólos: 2 ou 4;
• [XX] – características por tipo de corrente de fuga: AC, A e B.

Aqui também serão indicados os parâmetros nominais do dispositivo, aos quais você precisa prestar atenção especial na hora de escolher.

Explicação da abreviatura: 1 – marca; 2 – tipo de dispositivo; 3 – espécies seletivas; 4 – conformidade com as normas europeias; 5 – corrente nominal de operação e ajuste; 6 – tensão alternada máxima de operação; 7 – corrente nominal que o dispositivo pode suportar; 8 – capacidade diferencial de fechamento e fechamento; 9 – diagrama elétrico; 10 – verificação manual de desempenho; 11 – marcação da posição do interruptor

Os parâmetros máximos para os quais os dispositivos são projetados incluem: tensão Un, atual Em, valor diferencial da corrente de abertura do circuito Eu não, capacidade de ligar e desligar Eu sou capacidade de comutação durante curtos-circuitos Icn.

As marcações principais devem estar localizadas de forma que permaneçam visíveis após a instalação do dispositivo. Alguns parâmetros podem estar marcados na lateral ou no painel traseiro, visíveis apenas antes da instalação do produto.

As saídas destinadas apenas à conexão do fio neutro são designadas pelo símbolo latino “N" O modo RCD desabilitado é indicado pelo símbolo “SOBRE"(círculo), incluído - barra vertical curta"EU».

Nem todos os produtos estão marcados com indicadores de temperatura ambiente ideais. Nos modelos onde existe um símbolo - isto significa que a faixa de operação é de -25 a + 40 °C; se não houver designações, isso significa indicadores padrão de -5 a +40 °C.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Material de vídeo com uma visão geral detalhada de todos os elementos constituintes dos mecanismos de proteção contra revisão, sua finalidade e o princípio de interação entre si:

Descrição de todos os tipos de disjuntores, bem como dicas de como fazer a escolha certa:

A resposta à velha questão: o que escolher – um disjuntor diferencial ou um RCD + segredos de instalação:

A utilização de um RCD é uma solução rentável e correta não só do ponto de vista económico, mas também do ponto de vista da segurança contra incêndios e da proteção humana.

Recomenda-se aproveitar ao máximo o seu potencial em condições domésticas, instalando-o em todos os grupos de equipamentos elétricos para garantir o isolamento completo dos efeitos da eletricidade..

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