Selektívny chránič: zariadenie, účel, oblasť použitia + schéma a nuansy pripojenia

Medzi rôznorodosťou ochranných prístrojov existuje selektívny RCD, ktorý odborníci označujú ako praktickú a optimálnu možnosť organizácie ochrany. Čím sa tento typ zariadení odlišuje od ostatných z príbuznej skupiny?

Aké vlastnosti má selektívny prístroj a aká je jeho citlivosť? Skúsme to zistiť pomocou malej recenzie v tomto smere.

Účel a princíp činnosti

Reléové zariadenia pre elektrické siete, určené na ochranu pred priamym dotykom v nebezpečných zónach, ako aj na ochranu zariadení, sú zastúpené rôznorodým konštrukčným prevedením.

Vlastnosti selektívnych prístrojov

Charakteristickým rysom selektívneho prístroja je prítomnosť funkcie časového oneskorenia vypnutia obvodu, ktorý napája záťaž.

Zvyčajne tento parameter presahuje hodnotu 40 ms – to znamená, že selektívne prístroje nie sú určené na ochranu pred úrazom pri priamom dotyku.

Sortiment zariadení používaných na ochranu pri prevádzke elektrických sietí ponúka široký výber. Prakticky všetky typy RCD je možné používať v jednofázových alebo trojfázových sieťach.

Medzi ďalšie vlastnosti selektívnych prístrojov patrí ich dobrá odolnosť voči výkyvom prúdu a napätia. Vďaka tejto vlastnosti je prakticky vylúčené riziko falošných spustení, a teda aj vypnutí obvodu. O tom, čo je selektivita ističov, je podrobne popísané v tomto materiáli.

V praxi sa spravidla používajú prístroje s menovitým prúdom v rozsahu 25–100 A. Pritom veľkosť diferenčného unikajúceho prúdu je v rozmedzí 0,1–0,3 A.

Vyrábajú sa dvojpólové a štvorpólové varianty prístroja. Každý typ sa aktívne používa v zložených kaskádových schémach.

Princíp činnosti a konštrukcia RCD typu S

Charakteristické vlastnosti selektívnych prístrojov sú obmedzené len na tie, ktoré sú uvedené vyššie.

V celom zostávajúcom konštrukčnom funkčnom rozsahu sa selektívne prístroje a zariadenia všeobecného použitia v skutočnosti výrazne nelíšia.

Princíp činnosti modulov sleduje jediný cieľ – zabrániť možným únikom prúdu, ktoré predstavujú potenciálnu hrozbu pre používateľov rôznych elektrických zariadení. Taktiež prúdové chrániče selektívneho typu pôsobia na predchádzanie poškodeniu zariadení.

Princíp činnosti, samozrejme, zostáva štandardný – použiteľný na všetky ochranné prístroje zo skupiny prúdových chráničov:

1. V konštrukcii je diferenciálny transformátor.
2. Vďaka transformátoru sa vykonáva porovnanie kontrolných prúdov.
3. Rozdiel sa prenáša na citlivý prvok.
4. Ak rozdiel presiahne stanovený kontrolný parameter, dôjde k odpojeniu.

To je celý princíp činnosti v jeho všeobecných črtách. Treba však ešte poznamenať jednu zvláštnosť, a to závislosť prístrojov od napájania.

V praxi sa používajú dve konštrukčné varianty prúdových chráničov selektívneho typu (a tiež všeobecných). Jeden variant predpokladá externé napájanie, druhý ho úplne vylučuje.

Štvorpólový modul zabudovaný do siete jednofázového napätia. Zapojenie je vykonané na základe tradičného riešenia, kde sa používa istič, elektromer a potom selektívny prúdový chránič.

Je zrejmé, že konštrukcie ochranného prístroja, kde sa nepoužíva externý napájací obvod, vyzerajú spoľahlivejšie ako tie, ktoré vyžadujú zdroj energie pre efektívnu činnosť.

Keďže diferenciálny transformátor je v podstate hlavným prvkom konštrukcie, na túto súčiastku schémy prúdového chrániča sa kladú osobitné požiadavky.

Magnetické jadro diferenciálneho transformátora musí mať prísnu lineárnu charakteristiku magnetizácie.

Približne takto prebiehajú procesy vnútri magnetického jadra prúdového chrániča selektívneho typu a tok prúdov cez existujúce pracovné vinutia. Vďaka zmene prúdových hodnôt každej linky sa kontroluje faktor úniku.

Teplotné vlastnosti magnetického jadra musia zabezpečovať kvalitnú prácu v širokom rozsahu teplôt. Preto sa na výrobu tohto prvku používa špeciálny materiál – amorfné železo alebo podobný.

Ďalšími časťami konštrukcie selektívneho prúdového chrániča sú citlivé magnetoelektrické relé – prvky priameho pôsobenia, často nazývané prahové orgány.

V niektorých konštrukciách sú relé nahradené elektronikou, ale princíp zostáva rovnaký.

Normálny a núdzový režim

Pri činnosti prúdového chrániča typu S, až do doby, kým sa nezaznamená prítomnosť unikajúceho prúdu (diferenciálneho prúdu), vodiče tvoriace elektrický obvod v magnetickom poli jadra prepúšťajú rovnocenné menovité zaťažovacie prúdy.

Schéma, ktorá názorne zobrazuje vnútorné procesy modulu selektívneho typu pri prevádzke zariadenia v pracovnom režime. Potrebnú úroveň citlivosti zabezpečuje jeho nastavenie podľa vypínacieho prúdu.

Týmito prúdmi, rovnakými čo do veľkosti, sa vnútri jadra indukujú magnetické polia s opačným smerom pôsobenia.

Ich celkový tok je rovný nule, čím sa vysvetľuje neprítomnosť prúdu na sekundárnom vinutí DT. Jeho nulový prúd neovplyvňuje citlivý prvok vypínania. Prúdový chránič ostáva zapnutý.

V opačnom prípade, keď je opísaná schéma porušená, je porušená aj rovnováha prúdov. V dôsledku toho sa na sekundárnom vinutí DT vytvára prúd určitej veľkosti.

Akonáhle táto hodnota prekročí prahovú hodnotu štartovacieho prvku selektívneho ochranného prístroja, tento sa aktivuje. Čo uvedie do činnosti výkonný systém blokovania – vypnutie napájacích obvodov záťaže. Prúdový chránič sa vypne a odpojí obvod záťaže.

Tradičné oblasti použitia prístroja

Ako bolo uvedené vyššie, túto modifikáciu ochranných zariadení nepoužívajú na ochranu pred priamym kontaktom.

Najčastejšie sa zariadenia používajú ako blokátory pre prípad možného vzniku požiaru elektroinštalácie alebo systémových mechanizmov.

Priamy kontakt s technikou, tým skôr domácou, je bežný jav. Avšak v prípade úniku prúdu je taký kontakt spojený s vážnymi následkami. Pred priamym kontaktom v podmienkach úniku prúdový chránič typu S neochráni, ale na to existujú iné typy prístrojov.

Tieto isté prúdové chrániče sa používajú ako ochranné prostriedky proti skratu v napájacích obvodoch cenných drahých zariadení/prístrojov/techniky alebo v napájacích obvodoch dôležitých technologických systémov.

Bežná vec – zavedenie zariadení selektívneho typu pri budovaní zložitých kaskádových elektrických schém, kde na každom odvetvení je zapojená záťaž rôzneho druhu s rôznymi prúdmi.

Kaskádové schémové riešenie rozvodov elektrickej siete s použitím ochranných modulov selektívneho typu. Jeden z rozšírených variantov, ktoré sa používajú pri elektrifikácii obytných budov.

Pri takejto konfigurácii systému rozvetvenia elektriny selektívnymi prístrojmi sa zabezpečuje spoľahlivá ochrana jednotlivých úsekov.

A taktiež každý jednotlivý prúdový chránič v prípade poruchy umožňuje rýchle určenie defektu.

Schémy zapojenia RCD so selektívnym vypínaním

Vlastne, schémové riešenia v tomto prípade teoreticky nemajú žiadne zvláštnosti, ktoré by ich odlišovali od budovania schém s inými typmi prístrojov skupiny.

Iná otázka je, v akom poradí zapojiť, povedzme, selektívne vypínanie a vypínanie pri priamom dotyku?

Typické vyhotovenie prístroja, ktorým sa zabezpečuje blokovanie napájania v prípade úniku prúdu a priameho dotyku. Nastavenie odpojovacieho prúdu je spravidla minimálne 30 mA.

Ak uvažujeme o selektívnom odpojovacom prístroji v jedinom variante, potom je v tomto prípade prvkom najjednoduchšej schémy a montuje sa štandardne:

1. Ako prvý sa inštaluje automatický istič.
2. Ďalej nasleduje prúdový chránič typu S.
3. Potom záťažový obvod.

Medzitým sa ochrana používa v rôznych variantoch používania elektrických sietí.

Napríklad je potrebné zabezpečiť vysokú spoľahlivosť prevádzky trojfázového elektromotora. Ako v tomto prípade zorganizovať ochranu pomocou selektívneho prúdového chrániča?

Ďalší variant vyhotovenia – štvorpólový prístroj – je pohodlnejší z hľadiska možností konfigurácie elektrického rozvodu. Pomocou tohto modulu je ľahšie manipulovať s rozvodom zemniacej zbernice.

Tu sa úspešne uplatní štvorpólový prístroj, pomocou ktorého možno zorganizovať schému ochrany proti skratu vinutí.

Zapojenie sa tiež realizuje pomocou medziľahlej vložky prúdového chrániča. To znamená, že najprv sa zapája istič, druhým číslom nasleduje selektívna ochrana, tretím – elektromotor.

Variant obvodového riešenia s elektrickým motorom. Jednoduché a pomerne účinné riešenie na ochranu motora pred možnými medzifázovými skratmi alebo skratmi na kostru.

Jednofázovú schému na štandardné potreby, ako je osvetlenie a napájanie, možno pomerne jednoducho skonštruovať s použitím dvojpólového prístroja a niekoľkých automatických ističov.

Rozvod jednofázových kanálov do každej jednotlivej miestnosti sa vykonáva cez automatické ističe, ktoré sú napájané fázou vychádzajúcou z ochranného prístroja.

Toto je, možno povedať, klasické schémové riešenie, ktoré vo väčšine prípadov používajú majitelia komunálneho bývania, vlastníci domov, chát.

Klasický schémový variant s jedným prúdovým ochranným odpojovacím prístrojom na rozvod viacerých elektrických okruhov. Bežné riešenie v domoch starých stavieb, kde sa nepočítalo s použitím zemniacej zbernice.

Moderné projekty bývania predpokladajú organizáciu schém s povinnou prítomnosťou zemniacej zbernice. Preto je pre takéto riešenia charakteristická malá zmena/doplnenie schémy rozvodu.

Konkrétne, dodatočným prvkom rozvodu sa stáva zemniaci vodič (PE), ktorý je rovnako neoddeliteľnou súčasťou ako nulová zbernica.

Alternatívne schémové riešenie s rovnakou sektorálnou variáciou rozvodu a s použitím tých istých prístrojov. Iba v tomto variante sa už používa uzemňovacia lišta. Podobný príklad sa javí ako efektívnejší z hľadiska ochrany.

V bytoch, domoch, chatách zariadenia selektívnej ochrany predstavujú povinný doplnok bytového elektrorozvádzača, keď obyvatelia používajú domáce spotrebiče:

• práčkou;
• umývačkou riadu;
• výkonným elektrickým sporákom (rúrou).

Pričom tento typ prístrojov (selektívnych) vystupuje spravidla ako druhý ochranný stupeň, zatiaľ čo na prvom stupni pôsobia prúdové chrániče (RCD) odpojenia pri priamom kontakte.

To znamená, že dochádza k skupinovému zapojeniu zariadení a to je skutočne efektívny variant z hľadiska bezpečnosti prevádzky domácich elektrických sietí.

Nuansy pripojenia modulov typu S

V podstate sú nuansy rovnaké, akými je sprevádzaný proces pripojenia štandardných ochranných prístrojov.

Svorky každého z prístrojov majú určený účel (fázová, nulová) a sú označené príslušným spôsobom.

Svorkovnice na ochrannom prístroji a označenia na pripojenie elektrických vedení. Tiež je zobrazené označenie tlačidla na vykonanie testovacej operácie na kontrolu správneho fungovania RCD.

Pri montáži je neprípustná zmena polôh svoriek vzhľadom na ich určenie vo vzťahu k napájacím obvodom.

Ak namiesto fázy pripojíte nulový vodič – to je prinajmenšom perspektíva zlyhania samotného zariadenia. Zameniť dve miesta je veľmi ťažké, ale v praxi sa to stáva.

Ďalšia nuansa – nastavenie modulu podľa existujúceho elektrického obvodu z hľadiska hraničného odpojenia podľa prúdu.

Ak konštrukcia neumožňuje možnosti nastavenia podľa prúdu, je potrebné správne vybrať zariadenie podľa technicko-prevádzkových charakteristík.

Napokon, povinnou nuansou pripojenia je testovanie zariadenia v režime dodávky elektrického napätia do záťažového obvodu.

Táto funkcia je jednoduchá a vyžaduje len jednu činnosť – aktiváciu špeciálneho tlačidla, ktoré je takto označené na tele/v dokumentácii ako „Test“.

Závery a užitočné video k téme

Dostupné a zrozumiteľné video vysvetlenie selektivity činnosti ochranného prístroja:

Video demonštruje prax zapojenia do obvodu skupiny prístrojov a skutočné pôsobenie zariadení v havarijných situáciách:

Často možno stretnúť úvahy o jednoduchosti zapojenia RCD do elektrickej siete súkromného domu. Spolu s úvahami často odporúčajú robiť túto prácu svojpomocne. Motív je známy – úspora. Avšak šetriť na vlastnej bezpečnosti nie je najlepšia voľba. A preto takéto činnosti pri montáži selektívneho ochranného prístroja by sa mali vždy vykonávať rukami profesionálneho elektrikára.

Máte skúsenosti s používaním alebo pripájaním selektívnych RCD a môžete doplniť náš materiál zaujímavými informáciami k téme článku? Prosím, napíšte svoje komentáre, pýtajte sa otázky v bloku umiestnenom nižšie.