Какво е реле за защита срещу ток на утечка (RCCB)?

Electrical4u

Поле: Основни електротехника

China

Какво е остатъчен токов автомат (RCCB)

Остатъчен токов автомат (RCCB) е електрическо устройство за безопасност, което разпознава и прекъсва електрическата верига, когато има утечка на ток към земята. Той защитава хора и оборудване от електрически удар, пожар и други опасности, причинени от дефектни жици, провал на изолацията или случайно докосване до живи части.

RCCB работи по принципа на закона на Кирхоф за тока, който гласи, че сумата от токовете, влизащи в узел, трябва да е равна на сумата от токовете, излизащи от този узел. В нормална верига токът, протичащ през живия (горещ) проводник и нейтралния проводник, е равен и противоположен. Но ако има дефект в веригата, например повредена изолация или човек, докоснал жив проводник, част от тока ще се отклони към земята през алтернативен път. Това създава несъответствие между токовете в живия и нейтралния проводник, което RCCB разпознава и предизвиква прекъсване (изключване) на веригата в милисекунди.

RCCB се състои от тороидален трансформатор с три обмотки: една за живия проводник, една за нейтралния проводник и една за сензорна обмотка. Живите и нейтралните обмотки произвеждат равни и противоположни магнитни потоци, когато токовете са балансирани. При наличието на несъответствие, се генерира остатъчен магнитен поток, който индуцира напрежение в сензорната обмотка. Това напрежение активира реле, което отваря контактите на RCCB и прекъсва веригата.

принцип на действие на остатъчен токов автомат (RCCB)

RCCB разполага с тестов бутон, който позволява потребителите да проверят функционалността му, като създават малка утечка на ток в веригата. Когато бутонът е натиснат, той свързва живия проводник от страната на потребителя с нейтралния проводник на страната на доставката, прескачайки нейтралната обмотка на RCCB. Това причинява несъответствие в токовете и потоците, което трябва да предизвика RCCB да прекъсне. Ако това не се случи, значи RCCB е дефектен или неверно свързан и трябва да бъде заменен или поправен.

Типове остатъчни токови автомати

Има различни типове RCCB в зависимост от чувствителността им към различни видове утечки на ток:

Тип AC: Този тип реагира само на чисто алтернативен ток (AC). Той е подходящ за общи приложения, където няма електронни устройства или променливи честотни преобразуватели, които произвеждат директен или пулсиращ ток.
Тип A: Този тип реагира както на AC, така и на пулсиращ DC. Той е подходящ за приложения, където има електронни устройства като компютри, телевизори или LED лампи, които генерират ректифициран или разделен ток.
Тип B: Този тип реагира на AC, пулсиращ DC и гладък DC ток. Той е подходящ за приложения, където има устройства като слънчеви инвертори, зарядни устройства за батерии или електромобили, които генерират гладък DC ток.
Тип F: Този тип реагира на AC, пулсиращ DC, гладък DC и високочестотен AC ток до 1 кХц. Той е подходящ за приложения, където има устройства като преобразуватели на честота, индукционни фурни или регулатори на яркост, които генерират високочестотен ток.

Чувствителността на RCCB също се определя от неговото номинално остатъчно рабочо напрежение (I∆n), което е минималната утечка на ток, която ще предизвика прекъсване. Общи стойности на I∆n са 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA и 1 A. По-ниската стойност на I∆n, по-висок е нивото на защита срещу електрически удари. Например 30 mA RCCB може да защити човек от спиране на сърцето, ако получи удар за повече от 0.2 секунди.

Друга класификация на RCCB е основана на броя на полюсите им:

2-полюсен: Този тип има два слота за свързване на един жив проводник и един нейтрален проводник. Използва се за еднофазни вериги.
4-полюсен: Този тип има четири слота за свързване на три живи проводника и един нейтрален проводник. Използва се за трифазни вериги.

Преимущества и недостатъци на остатъчните токови автомати

Някои от преимуществата на използването на RCCB са:

Предоставят защита срещу електрически удари, като разпознават утечки на ток до 10 mA.
Предотвратяват пожари и повреди на оборудването, като бързо прекъсват дефектните вериги.
Лесни за монтаж и управление с прости тестови и рестартови бутони.
Съвместими с различни видове натоварвания и токове (AC, DC, високочестотен).
Могат да действат като главни разединители преди миниатюрните токови автомати (MCB).

Някои от недостатъците на използването на RCCB са:

Не предоставят защита срещу прекомерен ток или краткосрочни замыкания, които могат да причинят прекомерно затопляне и топене на жиците. Следователно те трябва да се използват в серия с MCB или предпазен ключ, който може да обработи номиналния ток на веригата.
Могат да прекъснат ненужно поради външни фактори като гръм, електромагнитно въздействие или емисия на капацитет. Това може да причини неудобства и загуба на производителност.
Могат да не прекъснат поради вътрешни фактори като корозия, износ или механично закъсалище. Това може да компрометира безопасността на веригата и потребителите.
По-скъпи и грамадни от MCB или предпазни ключове.

Как да изберете и инсталирате остатъчен токов автомат

За да изберете правилния RCCB за верига, следва да се вземат предвид следните фактори:

Вид на натоварването и тока: RCCB трябва да отговаря на вида на натоварването (AC, DC, високочестотен) и вида на тока (чист, пулсиращ, гладък), който ще защити. Например тип B RCCB трябва да се използва за слънчев инвертор, който генерира гладък DC ток.
Номинално остатъчно рабочо напрежение (I∆n): RCCB трябва да има достатъчно ниско I∆n, за да предостави адекватна защита срещу електрически удари, но не твърде ниско, за да предизвика ненужно прекъсване. Например 30 mA RCCB се препоръчва за домашни и комерсиални приложения, докато 100 mA RCCB е подходящ за индустриални приложения.
Номинален ток (In): RCCB трябва да има достатъчно висок In, за да обработи нормалния операционен ток на веригата, но не твърде висок, за да надхвърли капацитета на MCB или предпазния ключ, с който е свързан. Например 40 A RCCB трябва да се използва с 32 A MCB за 230 V еднофазна верига.
Брой на полюсите: RCCB трябва да има същия брой полюси, както напрежението на доставката. Например 2-полюсен RCCB трябва да се използва за 230 V еднофазна верига, докато 4-полюсен RCCB трябва да се използва за 400 V трифазна верига.

За да инсталирате RCCB, следва да се следват следните стъпки:

Изключете главната доставка на ток и изолирайте веригата, която трябва да бъде защитена от RCCB.
Свържете живите проводници от страната на доставката с входните терминали на RCCB, маркирани като L1, L2 и L3.
Свържете нейтралния проводник от страната на доставката с входния терминал на RCCB, маркиран като N.
Свържете живите проводници от страната на потребителя с изходните терминали на RCCB, маркирани като L1’, L2’ и L3’.
Свържете нейтралния проводник от страната на потребителя с изходния терминал на RCCB, маркиран като N’.
Убедете се, че всички връзки са здрави и сигурни и че няма свободни или открити жици.
Включете главната доставка на ток и тествайте RCCB, като натиснете тестовия бутон. RCCB трябва да прекъсне и да изключи веригата. Ако това не се случи, проверете за наличие на грешки във връзките или дефектни компоненти и ги поправете, преди да използвате веригата.
Ресетнете RCCB, като натиснете бутона за ресет. RCCB трябва да се затвори и да възстанови веригата. Ако това не се случи, проверете за наличие на грешки във връзките или дефектни компоненти и ги поправете, преди да използвате веригата.

Резюме

RCCB работи по принципа на закона на Кирхоф за тока, който гласи, че сумата от токовете, влизащи в узел, трябва да е равна на сумата от токовете, излизащи от този узел. В нормална верига токът, протичащ през живия и нейтралния проводник, е равен и противоположен. Но ако има дефект в веригата, част от тока ще се отклони към земята през алтернативен път. Това създава несъответствие между токовете в живия и нейтралния проводник, което RCCB разпознава и предизвиква прекъсване (изключване) на веригата в милисекунди.