RCDの動作原理

略語 RCD は、「残留電流デバイス」という表現から作られました。このデバイスの目的は、偶発的な絶縁不良と回路を通る漏れ電流の形成が発生した場合に、接続されている回路から電圧を除去することにあります。

動作原理

RCDの動作は、各ベクトルの一次値を角度と方向に厳密に比例する二次値に変換する差動変圧器に基づいて、回路の制御部分に入る電流とそこから出る電流を比較する原理を使用します。幾何学模様の集まりに。

比較方法は、単純な貸借対照表または貸借対照表で表すことができます。

バランスが保たれていればすべてが正常に機能しますが、バランスが崩れるとシステム全体の品質状態が変化します。

単相回路では、測定要素に近づく相電流ベクトルと測定要素から離れるゼロが比較されます。信頼性の高い一体型絶縁による通常動作中は、それらは等しく、相互にバランスが取れています。回路に障害が発生し、漏れ電流が発生すると、考慮されているベクトル間のバランスがその値によって乱され、その値は変圧器の巻線の 1 つによって測定され、ロジック ブロックに送信されます。

三相回路の電流の比較は同じ原理に従って実行され、三相からの電流のみが差動変圧器を通過し、それらの比較に基づいて不均衡が生じます。通常の動作では、3 相の電流は等比和でバランスが保たれていますが、各相の絶縁不良が発生すると、各相に漏れ電流が発生します。その値は、トランスフォーマー内のベクトルを合計することによって決定されます。

構造図

残留電流デバイスの単純化された動作は、ブロック図のブロックで表すことができます。

測定デバイスからの電流の不均衡は、リレー原理に基づいて動作するロジック部分に送られます。

1. 電気機械的;

2. または電子。

2 つの違いを理解することが重要です。現在、電子システムはさまざまな理由から急成長しており、ますます人気が高まっています。これらは幅広い機能と優れた能力を備えていますが、ロジックと実行要素を動作させるために電力が必要であり、主回路に接続された特別なブロックによって電力が供給されます。さまざまな理由で電気が停電した場合、そのようなRCDは原則として機能しなくなります。例外は、この機能を備えたまれな電子モデルです。

電気機械式リレーは、充電されたスプリングの機械的エネルギーを使用します。基本的には通常のネズミ捕りのように見えます。リレーが動作するには、作動するアクチュエータに最小限の機械的な力が加えられれば十分です。

用意されたネズミ捕りの餌にネズミが触れると、差動トランスのアンバランスにより発生した漏れ電流によりドライブが作動し、回路の電圧を遮断します。このため、リレーには各相の電源接点とテスター準備用の接点が内蔵されています。

各タイプのリレーには、特定の長所と短所があります。電気機械設計は何十年にもわたって確実に動作しており、十分に実証されています。外部電源は必要なく、電子モデルは外部電源に完全に依存しています。

現在、最大 1000 V の電気設備における感電に対する最も効果的な保護手段は、漏れ電流に対する残留電流装置 (RCD) であることが一般に受け入れられています。

この保護対策の重要性に反対することなく、ほとんどの専門家は、設置電流、応答時間、信頼性など、RCD の主要パラメータの値について長年議論してきました。価格と労働条件に関連して狭いです。

実際、RCD は設定電流が低く、応答時間が短いほど信頼性が高く、価格も高くなります。

さらに、設定電流が小さくなり、RCD の動作時間が短くなるにつれて、保護領域の絶縁要件が厳しくなります。これは、動作条件がわずかに悪化しただけでも、頻繁に、場合によっては長時間にわたって故障が発生する可能性があるためです。電気設備が誤って停止し、通常の作業が不可能になります。

一方、RCD 設定電流が高く、応答時間が長いほど、その保護特性は悪くなります。

RCD設計

単相 RCD のレイアウトを下の写真に示します。

その中で、入力端子に電圧が印加され、出力端子に制御回路が接続されます。

三相残留電流装置も同じ方法で作成されますが、そこではすべての相の電流が観察されます。

示されている図は 4 線式 RCD を示していますが、3 線式設計も市販されています。

RCDの確認方法

機能検証はすべての設計パターンに組み込まれています。このために、自己調整用の開接点スプリング ボタンと電流制限抵抗 R である«Tester» ブロックが使用されます。その値は、漏れを人工的にシミュレートする十分な最小電流を生成するように選択されます。

「テスト」ボタンを押すと、その操作に関連する RCD のスイッチがオフになる必要があります。これが起こらない場合は、その製品を拒否し、損傷がないか確認し、修理または保守可能な状態で交換する必要があります。残留電流装置 (RCD) を毎月テストすると、その動作の信頼性が高まります。

ちなみに、電気機械構造および個々の電子構造の保守性は、購入前に店舗で簡単に確認できます。この目的のためには、リレーがオンになったときに、オプション 1 および 2 に従って任意の接続極性でバッテリーから相または中性回路に電流を一時的に供給するだけで十分です。

電気機械式リレーを備えた正常な RCD は動作しますが、ほとんどの場合、電子製品はチェックできません。ロジックが機能するには電力が必要です。

RCDを負荷に接続する方法

残留電流デバイスは、すべての電気デバイスのハウジングが接続されている配線内の保護中性 PE バスの接続を備えた TN-S または TN-C-S システムを使用する供給回路での使用を目的としています。

この状況で絶縁が破損すると、人体に発生した電位がすぐに PE 導体を通ってグランドに伝わり、コンパレータが故障を計算します。

通常電力モードでは、RCD は負荷を切断しないため、すべての電気製品が最適に動作します。各相の電流はトランスの磁気回路にそれぞれの磁束Fを誘起しますが、大きさが等しく逆方向であるため互いに打ち消し合います。共通の磁束が存在しないため、リレー コイルに EMF を誘導することはできません。

漏電が発生した場合、危険な電位が PE バスを介してアースに流れます。リレーのコイルでは、磁束 (同相および中性電流) の不均衡によって EMF が誘導されます。

残留電流装置はこの方法で故障を即座に計算し、数秒以内に電源接点と回路を切断します。

電気機械式リレーを備えた RCD の特性

場合によっては、論理回路に電力を供給するために特別なブロックを使用するよりも、チャージされたスプリングの機械的エネルギーを使用する方が有利な場合があります。供給ネットワークのゼロが遮断され、位相が発生する場合の例でこれを考えてみましょう。

このような状況では、静電電子リレーには電力が供給されないため、動作できなくなります。同時に、この状況では、三相システムでは相の不均衡が発生し、電圧が増加します。

脆弱な箇所で絶縁不良が発生すると、電位がハウジングに現れ、PE 導体を通って流出します。

電気機械保護用のリレーを備えた RCD では、通常、充電されたスプリングのエネルギーによって動作します。

2 線式回路での RCD の動作方法

RCD を使用することで、TN-S システムに従って製造された電気機器の漏れ電流を保護できるという議論の余地のない利点により、RCD の人気が高まり、個々のアパートの所有者は、RCD を、 PE導体。

この状況では、電気製品のハウジングは地面から絶縁されており、地面と通信しません。絶縁不良が発生した場合、相電位はエンクロージャから排出されるのではなく、エンクロージャ上に現れます。アースに接触している人が誤って装置に触れると、RCD がない場合と同様に漏れ電流の影響を受けます。

ただし、残留電流装置のない回路では、電流が長時間本体を通過する可能性があります。 RCD が取り付けられている場合、故障を感知してセットアップ中に数分の 1 秒以内に電圧をカットし、電圧を削減します。 電流による有害な影響 そして感電の程度。

このようにして、TN-C 方式を備えた建物で電力を供給する際の保護により、人の救助が容易になります。

建て替えを待つ古い家に、TN-C-S方式への切り替えを目指して、自分でRCDを設置しようとする住宅職人も少なくありません。同時に、最良の場合、彼らは自作のアースループを実行するか、単に電化製品のボックスを水道ネットワークに接続し、バッテリーと基礎の鉄部分を加熱します。

このような接続は、誤動作が発生したときに重大な状況を引き起こし、深刻な損傷を引き起こす可能性があります。アース ループを作成する作業は効率的に実行し、電気測定によって制御する必要があります。したがって、それらは訓練を受けた専門家によって実行されます。

設置の種類

ほとんどの RCD は、配電盤に一般的な Din バスを取り付けるための固定設計で作られています。ただし、販売では、通常のコンセントに接続されたポータブル構造を見つけることができ、保護されたデバイスはそれらからさらに電力を供給されます。もう少し費用がかかります。