Mikä on jäännösosavirtakatkaisija (RCCB)?

Jäännössähkövirtaohjauslaitte (RCCB) on sähköinen turvaväline, joka havaitsee ja keskeyttää sähköpiirin, kun maanläheiseen virtaavaa sähköä on havaittavissa. Se suojelee ihmisiä ja laitteita sähköiskuilta, paloilta ja muista vaaroista, jotka johtuvat huonosta johtokappaleesta, eristysvirheestä tai sattumanvaraisesta kosketuksesta levottomiin osiin.

RCCB toimii Kirchhoffin virran lain periaatteella, joka sanoo, että solmun sisään tulevien virtojen summa on sama kuin solmusta ulos lähtevien virtojen summa. Normaalissa piirissä virta, joka kulkee levottomassa (hot) johtossa ja neutraalissa johtossa, on yhtä suuri ja vastakkainen. Jos kuitenkin piirissä on vika, kuten vaurioitunut eristyminen tai ihminen koskettaa levottomaa johtoa, osa virtasta siirtyy maahan vaihtoehtoisella polulla. Tämä luo epätasapainon levottoman ja neutraalin virtojen välillä, jonka RCCB havaitsee ja aiheuttaa sen keskeyttää (poistaa) piiri millisekunnissa.

RCCB koostuu toroidaalisestä muuntajasta kolmella spoolilla: yksi levottomalle johtolle, yksi neutraalille johtolle ja yksi havaintospoolelle. Levottoman ja neutraalin spoolit tuottavat yhtä suuret ja vastakkaiset magneettiset fluksit, kun virrat ovat tasapainossa. Kun on epätasapaino, syntyy jäännösmagneettinen fluksi, joka indusoiva jännite havaintospoolella. Tämä jännite aktivoi releen, joka avaa RCCB:n kontaktit ja katkaisee piirin.

RCCB:llä on myös testipainike, jolla käyttäjät voivat tarkistaa sen toiminnallisuuden luomalla pieni virtahditys piiriin. Painiketta painettaessa se yhdistää levottoman johtoja kuormapuolen puolella toimituksen neutraaliin, ohittaen RCCB:n neutraali spoolin. Tämä aiheuttaa virtojen ja fluksien epätasapainon, mikä pitäisi saada RCCB:n keskeyttymään. Jos se ei tee niin, tarkoittaa se, että RCCB on viallinen tai kytketty väärin ja sitä on korvattava tai paranneltava.

Jäännössähkövirtaohjauslaitteiden tyypit

On olemassa erilaisia RCCB:itä, jotka eroavat herkkyydessään erilaisiin virtahdityksiin:

• Tyyppi AC: Tämä tyyppi reagoi vain vuorovesivirtuihin (AC). Se sopii yleisiin sovelluksiin, joissa ei ole elektroniikkalaitteita tai vaihtelevia taajuusajoneuvoja, jotka tuottavat suora- tai pulssiointivirtaa.

• Tyyppi A: Tämä tyyppi reagoi sekä vuorovesi- että pulssiointisuoraan virtaan (DC). Se sopii sovelluksiin, joissa on elektroniikkalaitteita, kuten tietokoneita, televisioita tai LED-valoja, jotka tuottavat suoran tai katkotun virta.

• Tyyppi B: Tämä tyyppi reagoi vuorovesi-, pulssiointisuora- ja suoraan virtaan (DC). Se sopii sovelluksiin, joissa on laitteita, kuten aurinkoinvertereita, akkulatauksia tai sähköautoja, jotka tuottavat suoran virta.

• Tyyppi F: Tämä tyyppi reagoi vuorovesi-, pulssiointisuora-, suoraan ja korkeataajuiseen vuorovesi virtaan jopa 1 kHz. Se sopii sovelluksiin, joissa on laitteita, kuten taajuusmuuntajia, induktiokiintoja tai dimmeereitä, jotka tuottavat korkeataajuista virtaa.

RCCB:n herkkyyttä määrittää myös sen nimitysjäännösoperaatiovirta (I∆n), joka on pienin virtahditys, joka saa sen keskeytettyä. Yleiset I∆n-arvot ovat 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA ja 1 A. Mitä pienempi I∆n, sitä parempi suoja sähköiskuille. Esimerkiksi 30 mA RCCB voi suojata henkilöä sydänkohtaukselta, jos hän saa isku enemmän kuin 0.2 sekuntia.

Toinen RCCB:n luokitus perustuu sen nappeiden määrään:

• 2-nappeinen: Tämä tyyppi on varustettu kahtena paikana yhden levottoman ja yhden neutraalin johtojen liittämiseksi. Sitä käytetään yksivaiheisissa piireissä.

• 4-nappeinen: Tämä tyyppi on varustettu neljällä paikalla kolmen levottoman ja yhden neutraalin johtojen liittämiseksi. Sitä käytetään kolmivaiheisissa piireissä.

Jäännössähkövirtaohjauslaitteiden etuja ja haittoja

Joitakin RCCB:n käytön etuja ovat:

• Ne tarjoavat suojaa sähköiskuilta havaitsemalla virtahdityksia, jotka ovat alhaisia kuin 10 mA.

• Ne estävät palot ja laitteiden vahingot keskeyttämällä nopeasti vialliset piirit.

• Ne ovat helppoja asentaa ja käyttää yksinkertaisilla testi- ja resettopainikkeilla.

• Ne ovat yhteensopivia eri tavoin kuorman ja virtan (vuorovesi, suora, korkeatajuinen).

• Ne voivat toimia pääkatkaisijoina MCB:n edellä.

Joitakin RCCB:n käytön haittoja ovat:

• Ne eivät tarjoa suojaa ylikuormitukselle tai lyhytkiertollesi, jotka voivat aiheuttaa sähköjohtojen ylipaistumisen ja sulamisen. Siksi ne on käytettävä sarjassa MCB:n tai fuusion kanssa, joka voi hallita piirin nimitysvirtaa.

• Ne voivat keskeyttää turhan usein ulkoisten tekijöiden, kuten salaman, elektromagnetisen häiriön tai kapasitiivisen kytkeytyksen takia. Tämä voi aiheuttaa epämiellyttävyyttä ja tuotannon menetyksiä.

• Ne voivat epäonnistua keskeyttämässä sisäisten tekijöiden, kuten roskien, kulun tai mekaanisen jumittumisen takia. Tämä voi vaarantaa piirin ja käyttäjien turvallisuuden.

• Ne ovat kalliimpia ja valtavampia kuin MCB:t tai fusiit.

Jäännössähkövirtaohjauslaitteen valinta ja asennus

Oikean RCCB:n valitsemiseksi piirille, seuraavia tekijöitä tulisi ottaa huomioon:

• Kuorman ja virtan tyyppi: RCCB:n pitäisi vastata kuorman (vuorovesi, suora, korkeatajuinen) ja virtan (puhdas, pulssiointi, sileä) tyyppiä, jota se suojaa. Esimerkiksi tyyppi B RCCB:n pitäisi käyttää aurinkoinverterille, joka tuottaa sileä suora virta.

• Nimitysjäännösoperaatiovirta (I∆n): RCCB:n pitäisi olla tarpeeksi alhainen I∆n, jotta se tarjoaa riittävää suojaa sähköiskuilta, mutta ei liian alhainen, jotta se aiheuttaa turhia keskeytyksiä. Esimerkiksi 30 mA RCCB on suositeltavaa kotitalous- ja kauppa-alan sovelluksissa, kun taas 100 mA RCCB sopii teollisiin sovelluksiin.

• Nimitysvirta (In): RCCB:n pitäisi olla tarpeeksi korkea In, jotta se voi hallita piirin normaalia toimintavirtaa, mutta ei liian korkea, jotta se ylittää MCB:n tai fuusion, johon se on yhdistetty, kapasiteetin. Esimerkiksi 40 A RCCB:n pitäisi käyttää 32 A MCB:n kanssa 230 V yksivaiheisessa piirissä.

• Nappeiden määrä: RCCB:n pitäisi olla sama määrä nappeja kuin toimituksen jännite. Esimerkiksi 2-nappeinen RCCB:n pitäisi käyttää 230 V yksivaiheisessä piirissä, kun taas 4-nappeinen RCCB:n pitäisi käyttää 400 V kolmivaiheisessa piirissä.

RCCB:n asentamiseksi, seuraavia vaiheita tulisi noudattaa:

• Sammuta päävirta ja erota piiri, jota RCCB:n pitäisi suojata.

• Yhdistä levottomat johtot toimituspäälle RCCB:n L1, L2 ja L3 merkittyihin inputtermiin.

• Yhdistä neutraali johto toimituspäälle RCCB:n N merkittyyn inputteriin.

• Yhdistä levottomat johtot kuormapuolen puolelle RCCB:n L1’, L2’ ja L3’ merkittyihin outputtermiin.

• Yhdistä neutraali johto kuormapuolen puolelle RCCB:n N’ merkittyyn outputteriin.

• Varmista, että kaikki yhteydet ovat tiiviit ja turvalliset, ja että johtoja ei ole löyhkäisiä tai avoimia.

• Käynnistä päävirta ja testaa RCCB painamalla testipainiketta. RCCB:n pitäisi keskeyttää ja katkaista piiri. Jos se ei tee niin, tarkista kaikki yhdistämisperheet tai vialliset komponentit ja korjaa ne ennen kuin käytät piiriä.

• Palauta RCCB painamalla resettipainiketta. RCCB:n pitäisi sulkea ja yhdistää piiri uudelleen. Jos se ei tee niin, tarkista kaikki yhdistämisperheet tai vialliset komponentit ja korjaa ne ennen kuin käytät piiriä.

Yhteenveto

Jäännössähkövirtaohjauslaitte (RCCB) on sähköinen turvaväline, joka havaitsee ja keskeyttää sähköpiirin, kun maanläheiseen virtaavaa sähköä on havaittavissa. Se suojelee ihmisiä ja laitteita sähköiskuilta, paloilta ja muista vaaroista, jotka johtuvat huonosta johtokappaleesta, eristysvirheestä tai sattumanvaraisesta kosketuksesta levottomiin osiin.

RCCB toimii Kirchhoffin virran lain periaatteella, joka sanoo, että solmun sisään tulevien virtojen summa on sama kuin solmusta ulos lähtevien virtojen summa. Normaalissa piirissä virta, joka kulkee levottomassa (hot) johtossa ja neutraalissa johtossa, on yhtä suuri ja vastakkainen. Jos kuitenkin piirissä on vika, kuten vaurioitunut eristyminen tai ihminen koskettaa levottomaa johtoa, osa virtasta siirtyy maahan vaihtoehtoisella polulla. Tämä luo epätasapainon levottoman ja neutraalin virtojen välillä, jonka RCCB havaitsee ja aiheuttaa sen keskeyttää (poistaa) piiri millisekunnissa.

RCCB koostuu toroidaalisesta muuntajasta kolmella spoolilla: yksi levottomalle johtolle, yksi neutraalille johtolle ja yksi havaintospoolelle. Levottoman ja neutraalin spoolit tuottavat yhtä suuret ja vastakkaiset magneettiset fluksit, kun virrat ovat tasapainossa. Kun on epätasapaino, syntyy jäännös magneettinen fluksi, joka indusoiva jännite havaintospoolella. Tämä jännite aktivoi releen, joka avaa RCCB:n kontaktit ja katkaisee piirin.

RCCB:llä on myös testipainike, jolla käyttäjät voivat tarkistaa sen toiminnallisuuden luomalla pieni virtahditys piiriin. Painiketta painettaessa se yhdistää levottoman johtoja kuormapuolen puolella toimituksen neutraaliin, ohittaen RCCB:n neutraali spoolin. Tämä aiheuttaa virtojen ja fluksien epätasapainon, mikä pitäisi saada RCCB:n keskeyttymään. Jos se ei tee niin, tarkoittaa se, että RCCB on viallinen tai kytketty väärin ja sitä on korvattava tai paranneltava.

On olemassa erilaisia RCCB:itä, jotka eroavat herkkyydessään erilaisiin virtahdityksiin: tyyppi AC, tyyppi A, tyyppi B ja tyyppi F. RCCB:n herkkyyttä määrittää myös sen nimitysjäännösoperaatiovirta (I∆n), joka on pienin virtahditys, joka saa sen keskeytettyä. Yleiset I∆n-arvot ovat 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA ja 1 A. Mitä pienempi I∆n, sitä parempi suoja sähköiskuille.

Toinen