L’esigenza di una protezione affidabile di una persona dagli effetti dannosi della corrente elettrica è sempre stata in anticipo rispetto alle capacità della scienza e della tecnologia nella creazione di dispositivi di protezione che soddisfano questo obiettivo. Oggi, gli sviluppi innovativi nel settore elettrico soddisfano pienamente tutti i criteri per questo tipo di dispositivo. L’articolo rivela la questione di un dispositivo come un DCR: che cos’è, il suo scopo, il principio di funzionamento, la scelta e l’applicazione.
Mezzi e metodi di protezione elettrica: dispositivi moderni e caratteristiche del loro lavoro
Non appena l’uso della corrente elettrica è entrato nelle nostre vite, è diventato immediatamente necessario proteggersi contro i suoi dannosi effetti sulla salute umana. Prima di tutto, è l’isolamento delle parti conduttive del cablaggio e delle parti dei ricevitori di corrente.
Ma l’isolamento completo è impossibile, come in ogni circuito elettrico ci sono interruzioni tecnologiche e gruppi di contatto. C’è sempre la probabilità di violazione (distruzione) dello strato isolante di elementi conduttivi e il loro danno meccanico, e soprattutto, regolarità statistica in violazione di sicurezza, istruzioni e regole operative per apparecchiature elettriche, sia a livello di produzione che a livello domestico.
Uno dei modi più efficaci per proteggersi dagli effetti dannosi della corrente elettrica è l’organizzazione del circuito di terra. L’anello di messa a terra è un collegamento del conduttore artificiale al "terreno" (il cosiddetto conduttore PE) di involucri conduttivi neutri o parti di elettromeccanismi, con una resistenza non superiore a 4 ohm. Gli articoli elencati di apparecchiature elettriche possono essere eccitati a causa di un cortocircuito sul corpo del conduttore di fase o corrente di fulmine.
Lo scopo principale del dispositivo di loop di terra è quello di escludere la possibilità di una scossa elettrica per una persona o un animale se tocca il corpo o parte del meccanismo dell’apparecchiatura elettrica che è stato energizzato a causa del cortocircuito della corrente elettrica di fase.
Fai attenzione! Nelle reti AC con neutro dotato di messa a terra e con tensione fino a 1 kV (questo è il formato dell’alimentatore dell’alloggiamento), la messa a terra non si applica alla protezione principale contro le scosse elettriche causate dal contatto indiretto, poiché non è efficace.
Il problema della protezione più efficace contro gli effetti dell’elettricità sugli esseri umani è stato deciso dai cosiddetti dispositivi differenziali di corrente (UDT): si tratta di un ampio segmento di dispositivi di controllo e protezione per vari scopi e caratteristiche di progettazione. La classificazione del segmento UDT è piuttosto ampia: dal metodo di controllo, al tipo di installazione e al numero di poli, alla possibilità di regolazione e al ritardo temporale della corrente differenziale di intervento.
Considera cosa è l’RCD. L’acronimo di questa abbreviazione è un dispositivo di sicurezza. I requisiti per l’installazione e l’uso di UDT sono forniti nelle edizioni supplementari di PUE – regole per l’installazione di apparecchiature elettriche e in una serie di norme per gli impianti elettrici degli edifici IEC 60364 e gli effetti della corrente su uomo e animali IEC 60479-1.
L’innovatore nello sviluppo dell’OSU era la Germania. Il primo dispositivo di protezione del campione valido è stato progettato e fabbricato negli anni trenta del secolo scorso. Il sensore di corrente di dispersione utilizzava il trasformatore di corrente differenziale più piccolo possibile e l’elemento di controllo utilizzava un relè magnetico polarizzato con una sensibilità di 100 milliampere (mA) e un tempo di risposta non superiore a 0,1 secondi.
La soglia per il fissaggio della corrente differenziale nel prototipo era di circa 80 mA. Un relè di controllo con una sensibilità inferiore a 80 mA era impossibile da sviluppare in quel momento a causa della mancanza di materiali con le caratteristiche elettromagnetiche richieste. E solo a metà del XX secolo è stata proposta una nuova soluzione costruttiva del DCR. Il progetto ha tenuto conto dei meccanismi per eliminare i falsi positivi dagli scarichi durante un temporale e ha aumentato significativamente la sensibilità della corrente differenziale a 30 mA.
Inoltre, le dimensioni dell’RCD sono cambiate: dalle dimensioni della cassetta dei pacchi al formato moderno che può essere installato su una guida DIN nei moderni quadri elettrici.
Esperti tecnici nel campo degli sviluppi elettrici ed elettronici stanno già facendo previsioni per il futuro. Credono fermamente che presto sistemi come la protezione contro le scosse elettriche saranno responsabili dell’intelligenza artificiale.
Sarà in grado di eseguire non solo le funzioni di misurazione e monitoraggio, ma anche di eseguire il monitoraggio video e audio dell’oggetto a lui assegnato, prendere decisioni immediate su eventuali situazioni casuali e, se necessario, avvisare i servizi di soccorso.
Tra i più diffusi dell’UDT protettivo che funzionano in condizioni di vita, includono dispositivi di disconnessione protettiva (UZO). L’RCD funziona come protezione umana contro le scosse elettriche e come meccanismo preventivo per prevenire l’accensione accidentale dei cavi di cablaggio e dei cavi delle apparecchiature elettriche collegate.
L’idea funzionale del dispositivo in esame si basa sulle leggi dell’ingegneria elettrica, che postulano l’uguaglianza della corrente in entrata e in uscita nei circuiti elettrici chiusi con carichi attivi.
Ciò significa che la corrente che fluisce attraverso il conduttore di fase deve essere uguale alla corrente che fluisce attraverso il conduttore neutro – per i circuiti monofase con cablaggio a due fili e che la corrente nel conduttore neutro deve essere uguale alla somma delle correnti che fluiscono nelle fasi per il circuito trifase a quattro conduttori.
Quando una persona tocca accidentalmente le parti non isolate degli elementi del circuito conduttivo in tale circuito o quando la parte esposta del cablaggio entra in contatto (a causa del danneggiamento) con altri oggetti conduttivi che formano un nuovo circuito elettrico, si verifica la cosiddetta perdita di corrente – l’uguaglianza delle correnti in entrata e in uscita è interrotta .
Questa violazione può essere registrata e utilizzata come comando per disattivare l’intero circuito elettrico. In questo processo, è stato progettato UZO. E nell’ambito dell’ingegneria elettrica, la corrente di "dispersione" è stata chiamata corrente differenziale.
L’RCD può rilevare correnti di "dispersione" molto piccole e agire come un meccanismo di commutazione. Teoricamente, il principio di funzionamento di un DCR è il seguente (dove ioRin – corrente di ingresso del filo neutro, IO – corrente di uscita del filo di fase):
- ioRin = IO (bilanciamento del sistema senza violazione, RCD in stato di attesa);
- ioRin > ioO (il bilanciamento del sistema è interrotto, l’RCD registra l’aspetto di una corrente differenziale e spegne l’alimentazione).
Quando l’RCD è installato nella rete di alimentazione, ciò significa che la protezione è fornita contro:
- il circuito del cavo di fase al corpo dell’apparecchio. In un gran numero di casi, questi sono gli elementi di riscaldamento di lavatrici, scaldabagni e riscaldatori. Inoltre, la rottura può verificarsi solo quando l’elemento termico viene riscaldato sotto l’influenza della corrente;
- cablaggio improprio quando elettricisti senza scrupoli fissano una "torsione" di fili in gesso senza usare una scatola di giunzione. Se il muro è bagnato, la corrente differenziale colerà dalla parete da questa torsione e l’RCD disecciterà la linea tutto il tempo fino a quando l’intonaco asciuga completamente o le connessioni sono riparate correttamente;
- installazione errata nel quadro elettrico, quando modifiche apparentemente piccole ma "utili" apportate al circuito cambiano la distribuzione corrente e portano a una perdita di alta efficienza del dispositivo. Questo sarà discusso più dettagliatamente in seguito.
Il RCD può essere attivato per motivi non evidenti dalla prima ispezione dello schema di connessione degli elettrodomestici. Se si utilizza una stufa a gas con un incendio doloso elettrico, o se la lavatrice è collegata a un rubinetto d’acqua da un tubo flessibile in una custodia metallica, o quando i vicini sono collegati a terra all’impianto idrico o al sistema di riscaldamento, si verificherà nuovamente una perdita elettrica nel circuito, che si innescherà RCD. In questi casi è necessaria una scrupolosa analisi tecnica.
Le regole hanno spesso eccezioni. Questo principio non ha aggirato le qualità universali del dispositivo di protezione considerato.
L’RCD non reagisce quando una persona o un animale è sotto tensione, ma non si verificherà alcuna corrente di dispersione verso terra. Un tale caso è possibile quando si tocca simultaneamente il conduttore di fase e neutro, che è sotto il controllo dell’RCD, o completamente isolato con il pavimento. La protezione dell’RCD in questi casi è completamente assente. Un RCD non può distinguere tra una corrente elettrica che passa attraverso un corpo umano o animale da una corrente che scorre in una cella di carico. In tali casi, la sicurezza può essere fornita da misure per la protezione meccanica (isolamento completo, alloggiamenti dielettrici, ecc.) O completa disenergizzazione dell’apparecchio prima del controllo tecnico.
L’RCD, completamente dipendente dalla tensione di alimentazione adatta per l’oggetto di rete, è in condizione di funzionare solo se la rete specificata è in buone condizioni. La situazione può diventare pericolosa quando "sopra" l’RCD interrompe il filo neutro e il filo di fase rimane eccitato. Quindi nella fase di cablaggio il filo può diventare un fattore di shock elettrico e il RCD a causa della sua stessa incapacità non sarà in grado di spegnere la rete.
L’RCD può "bloccarsi" nello stato di standby se lo stelo principale dei contatti nel solenoide si inceppa o quando l’avvolgimento secondario del dispositivo di controllo si guasta e non funziona al momento giusto. Per verificare lo stato operativo dell’RCD, esiste un meccanismo di prova. Se testate regolarmente il dispositivo (e per farlo, premete semplicemente il pulsante "T" – test), il rischio di rottura del RCD avrà una probabilità minima.
L’uso principale in condizioni domestiche UZO ricevuto quando si utilizza in gruppi elettrici di bagni, cucine e rosette raggruppa un gran numero di apparecchiature e apparecchiature collegate. Ciò non significa che non abbia senso utilizzare gli RCD su una rete in entrata comune. Questo schema di campionamento è dettato solo dalla velocità di gestione e opportunità di marketing, dal momento che i DCR per le piccole correnti sono molto più economici per il prezzo dei dispositivi con più potenza.
Tuttavia, in alcuni casi, se consideriamo ostelli, club, ecc., Sarà più affidabile utilizzare un RCD generale selettivo a causa dell’uso massiccio e simultaneo di praticamente tutti gli elementi delle apparecchiature elettriche. Il tipo di differenziale RCD differisce dalla consueta corrente differenziale di intervento ritardato (ovvero il tempo di risposta) e rappresenta uno dei dispositivi più utilizzati. Quando un RCD locale convenzionale viene attivato in qualsiasi circuito, l’RCD selettivo generale non interrompe tutto il cablaggio contemporaneamente, ma consente di interrompere l’alimentazione solo di un gruppo specifico.
Ad esempio, se l’isolamento dell’apparecchiatura è rotto in discoteca e il case (ad esempio l’amplificatore) è in contatto con il conduttore di fase, quando l’operatore tocca l’amplificatore, l’RCD locale attiva e disconnette solo il gruppo di apparecchiature di amplificazione e l’RCD generale selettivo non scollega tutta la potenza e Gruppi come luci, servizi igienici e caffè comuni funzioneranno in modalità standard.
Il meccanismo di collegamento dell’RCD nella rete esistente è simile alla connessione dell’interruttore con la sola differenza che quando un interruttore automatico monofase richiede due terminali da stringere, allora l’RCD ne ha quattro.
Se, quando una persona tocca una porzione nuda di un filo o un involucro di apparecchiatura sotto tensione di fase, l’elettricità viene immediatamente disattivata, quindi l’RCD è scattato.
È importante! Nei sistemi a corrente alternata, per i gruppi di prese con corrente nominale fino a 20 A (lavatrici, caldaie, stufe, ecc.) E dispositivi mobili (portatili) e utensili elettrici con una corrente nominale fino a 32 A, che viene utilizzata all’aperto, è necessario fornire protezione aggiuntiva tramite RCD.
I processi fisici che si verificano nei meccanismi di funzionamento di molti dispositivi elettromeccanici o elettronici moderni possono essere completamente incomprensibili per noi. Non tutti hanno conoscenza delle discipline tecniche e tecniche e, naturalmente, non sono in grado di comprendere e descrivere le basi fisiche dei principi di funzionamento di un particolare dispositivo. Ma il principio di utilizzo (regole di funzionamento), costruito sugli elementi di sicurezza, rende possibile utilizzare le invenzioni più complesse nella nostra vita quotidiana.
Tuttavia, l’RCD non risponde agli effetti di un cortocircuito nel circuito di cablaggio e ad un eccesso di corrente nel circuito. A questo proposito, è necessario installare il dispositivo in una coppia con un interruttore automatico ("automatico"), che reagisce al cortocircuito e al sovraccarico di potenza.
La cosa più importante è seguire sempre le regole di sicurezza e attenzione quando si lavora con apparecchi e apparecchiature elettriche. Il più spesso possibile, ispezionare visivamente gli elementi di corrente aperti del cablaggio elettrico e gli elementi collegati dei collettori di corrente.
