Das Funktionsprinzip und Gerät RCD (Fehlerstromschutzgerät)

Für viele ist es keine Neuigkeit mehr, dass ein modernes Haushaltsnetz unbedingt einen FI-Schutz haben muss. Für diejenigen, die noch nichts über solche Schutzelemente wissen, nehmen wir an, dass dies die Grundlage der menschlichen Sicherheit ist. Das Gerät hilft auch, Brände durch elektrische Verkabelung zu vermeiden. Die Kenntnis dieses Schutz- und Automatisierungselements ist daher nicht überflüssig. Lassen Sie uns im Detail über das Gerät sprechen, woraus besteht es strukturell und was ist das Funktionsprinzip des RCD?

Wie tritt der Leckstrom auf?

Im Folgenden werden wir uns überlegen, wofür ein FI erforderlich ist. Lassen Sie uns jedoch zunächst herausfinden, was ein Stromverlust ist. Der gesamte Betrieb des Geräts ist mit diesem Konzept verbunden.

Mit einfachen Worten wird Stromverlust als Fluss vom Phasenleiter zur Erde entlang eines Pfades bezeichnet, der unerwünscht und dafür völlig unbefugt ist. Dies kann der Körper von elektrischen Geräten oder Haushaltsgeräten, Metallarmaturen oder Wasserleitungen oder feuchten verputzten Wänden sein.

Leckstrom tritt auf, wenn Isolationsfehler auftreten, die aus einer Reihe von Gründen auftreten können:

• Alterung durch lange Lebensdauer;
• mechanischer Schaden;

• thermischer Effekt in dem Fall, in dem elektrische Geräte im Überlastmodus betrieben werden.

Die Gefahr eines Stromverlusts besteht darin, dass bei einem Bruch der Isolierung der elektrischen Verkabelung an den oben beschriebenen Objekten (dem Gerätekörper, der Wasserleitung oder der verputzten feuchten Wand) ein Potenzial auftritt. Wenn eine Person sie berührt, fungiert sie als Leiter, durch den der Strom in den Boden fließt. Die Größe dieses Stroms kann so sein, dass er bis zum Tod die traurigsten Folgen hat.

Videodemonstration des RCD-Betriebs

Wie können Sie feststellen, ob Ihr Haus einen Leckstrom hat? Das erste Anzeichen für dieses Phänomen ist die kaum wahrnehmbare Wirkung von Elektrizität. Wenn Sie also etwas berühren, scheinen Sie einen leichten Stromschlag zu erleiden. Am häufigsten tritt dieses gefährliche Phänomen in Badezimmern auf. Um Ihre Sicherheit in Ihrer eigenen Wohnung zu gewährleisten, muss diese mit Schutzelementen ausgestattet sein.

Zu diesem Zweck werden FI-Schutzschalter (sie werden als Fehlerstromschutzgeräte entschlüsselt) oder Differenzialmaschinen verwendet.

Was ist die Basis der RCD-Auslösung?

Das Funktionsprinzip des RCD basiert auf der Messmethode. Am Ein- und Ausgang werden die Messwerte der durch den Transformator fließenden Ströme aufgezeichnet.

Wenn der Eingangsstrom höher als der Ausgang ist, liegt irgendwo im Stromkreis ein Stromleck vor und die Schutzeinrichtung ist deaktiviert. Wenn diese Messwerte gleich sind, löst der FI nicht aus.

Lassen Sie uns dieses Prinzip für ein Zwei- und Vierleitersystem etwas genauer erläutern. Ein RCD in einem einphasigen Netzwerk funktioniert nicht, wenn Ströme gleicher Größe durch die Phasen- und Neutralleiter fließen. Für ein dreiphasiges Netzwerk sind die gleichen Strommesswerte im Neutralleiter und die Summe der durch die Phasenadern fließenden Ströme erforderlich. Wenn in beiden Versionen des Netzwerks die aktuellen Werte unterschiedlich sind, deutet dies auf einen Isolationsausfall hin. Dies bedeutet, dass ein Stromleck durch diesen Ort fließt und das Fehlerstromschutzgerät funktioniert.

Danach kann der RCD erst eingeschaltet werden, wenn der Ort des Schadens gefunden wurde.

Lassen Sie uns all dieses theoretische Funktionsprinzip eines RCD in ein praktisches Beispiel übersetzen. In der Hauptschalttafel wurde ein zweipoliges Fehlerstromschutzgerät installiert.Ein zweiadriges Eingangskabel (Phase und Null) wird an seine oberen Anschlüsse angeschlossen. Eine Null mit einer Phase ist mit den unteren Klemmen verbunden und wird an eine Last angeschlossen, beispielsweise an einen Auslass, der einen Wasserkocher speist.

Die Schutzerdung des Kesselkörpers erfolgt mit einem Draht, der den FI-Schutzschalter umgeht.

Befindet sich das Stromnetz im Normalbetrieb, erfolgt die Bewegung der Elektronen entlang des Phasendrahtes vom Eingangskabel zum Heizelement des Kessels über den FI. Sie bewegen sich durch den RCD wieder auf den Boden zurück, aber bereits entlang des Neutralleiters.

Die durch das Gerät fließenden Ströme haben die gleiche Größe, aber ihre Richtung ist entgegengesetzt (entgegengesetzt).

Angenommen, die Isolierung des Heizelements ist beschädigt. Jetzt fließt der Strom durch das Wasser teilweise am Kesselkörper und geht dann durch das schützende Erdungskabel in den Boden. Der Rest des Stroms fließt entlang des Neutralleiters durch den FI-Schutzschalter, nur ist er bereits durch den Stromverlustwert geringer als der eingehende. Diese Differenz wird vom FI-Schutzschalter bestimmt. Wenn der Wert höher als die Auslöseeinstellung ist, reagiert das Gerät sofort auf einen offenen Stromkreis.

Das gleiche Funktionsprinzip und Funktionsweise eines FI, wenn eine Person einen bloßen Leiter oder den Körper eines Haushaltsgeräts berührt, auf dem ein Potenzial aufgetreten ist. In einer solchen Situation tritt ein Leckstrom durch den menschlichen Körper auf, das Gerät erkennt dies sofort und stoppt die Stromversorgung durch Ausschalten.

Schwere Verletzungen werden nicht folgen, da der RCD fast sofort reagiert.

Strukturelle Leistung

Das Design des RCD hilft uns herauszufinden, wie er auf Stromlecks reagiert. Die Hauptarbeitseinheiten des RCD sind:

• Differenzstromwandler.
• Der Mechanismus, durch den ein Stromkreis unterbrochen wird.
• Elektromagnetisches Relais.
• Knoten prüfen.

Die gegenüberliegenden Wicklungen sind mit dem Transformator verbunden - Phase und Null. Wenn das Netzwerk im normalen Modus arbeitet, tragen diese Leiter im Transformatorkern zur Induktion von Magnetflüssen bei, die relativ zueinander entgegengesetzte Richtungen haben. Aufgrund der entgegengesetzten Richtung ist der gesamte Magnetfluss gleich Null.

Das Gerät und das Funktionsprinzip des RCD werden im folgenden Video deutlich gezeigt:

In der Sekundärtransformatorwicklung ist ein elektromagnetisches Relais angeschlossen, das sich unter normalen Betriebsbedingungen in Ruhe befindet. Es liegt ein Stromleck vor und das Bild ändert sich sofort. Nun beginnen unterschiedliche Stromwerte durch die Phasen- und Neutralleiter zu fließen. Dementsprechend gibt es keine gleichen magnetischen Flüsse mehr auf dem Transformatorkern (sie unterscheiden sich sowohl in der Größe als auch in der Richtung).

In der Sekundärwicklung tritt ein Strom auf, und wenn sein Wert den eingestellten Wert erreicht, arbeitet ein elektromagnetisches Relais. Die Verbindung wird in Verbindung mit dem Freigabemechanismus hergestellt. Er reagiert sofort und unterbricht den Stromkreis.

Ein gewöhnlicher Widerstand dient als Testeinheit (eine Art Last, deren Verbindung unter Umgehung des Transformators hergestellt wird). Mit diesem Mechanismus wird ein Leckstrom simuliert und der Betriebszustand des Gerätes überprüft. Wie funktioniert diese Prüfung?

Auf dem RCD befindet sich eine spezielle Taste "TEST". Sein Hauptzweck besteht darin, Strom vom Phasendraht zum Testwiderstand und dann zum Neutralleiter unter Umgehung des Transformators zu liefern. Aufgrund des Widerstands ist der Strom am Eingang und am Ausgang unterschiedlich und die erzeugte Unwucht löst den Abschaltmechanismus aus. Wenn sich der RCD während der Überprüfung nicht ausschalten ließ, müssen Sie die Installation abbrechen.

Das interne Design der verschiedenen RCD-Hersteller kann unterschiedlich sein, das allgemeine Funktionsprinzip bleibt jedoch unverändert.

Alle Geräte unterscheiden sich im Funktionsprinzip. Sie sind elektronisch und elektromechanisch.Elektronische FI-Schutzschalter zeichnen sich durch eine komplexe Schaltung aus und benötigen für den Betrieb zusätzliche Leistung. Elektromechanische Geräte benötigen keine externe Spannung.

Wie ist der FI-Schutzschalter im Diagramm angegeben?

Für angeschlossene RCDs gibt es zwei allgemein akzeptierte Symbole in den Diagrammen.

Trotz der strukturellen Komplexität haben wir versucht, die Bezeichnung des Geräts so einfach wie möglich zu gestalten. Es gibt nichts Überflüssiges, nur die folgenden Elemente:

1. Ein Differenzstromwandler, der schematisch als abgeflachter Ring dargestellt ist.
2. Pole (zwei für ein einphasiges Netzwerk, vier für ein dreiphasiges Netzwerk).
3. Schalter wirkt auf brechende Kontakte.

Darüber hinaus sind es die Pole, die zwei Arten von Bezeichnungen haben:

• Manchmal werden sie je nach Anzahl (zwei oder vier) in geraden vertikalen Linien gezeichnet.
• In anderen Fällen wird aus Gründen der Kompaktheit eine vertikale gerade Linie gezeichnet und die Anzahl der Pole in Form kleiner schiefer Linien darauf aufgebracht.

Grundlegende Leistungsmerkmale von FI-Schutzschaltern

Damit das Gerät zum richtigen Zeitpunkt funktioniert, muss es entsprechend seinen Leistungsmerkmalen richtig ausgewählt und angeschlossen werden.

• Der Hauptparameter ist der Wert des Nennstroms. Dies ist der maximale Strom, dem dieses Gerät während einer langen Betriebsdauer standhalten kann, während es im Betriebszustand bleibt und seine Schutzeigenschaften beibehält. Sie finden diese Nummer auf der Vorderseite des Geräts. Sie muss einem der Messwerte in der Standardzeile entsprechen - 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 A. Dieser RCD-Parameter hängt von der Belastung der geschützten Leitung und dem Querschnitt der Leiter ab.

Der RCD-Anschlussplan sieht die gemeinsame Installation dieses Geräts mit Leistungsschaltern vor.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, da der FI nur gegen Stromlecks schützt und die Maschine im Kurzschluss- und Überlastmodus auf eine Unterbrechung des Stromkreises reagiert.

Das Video zeigt, ob es möglich ist, einen FI anzuschließen, wenn in der Wohnung keine Erdung vorhanden ist:

Entsprechend dem Nennstrom muss der FI-Schutzschalter um eine Größenordnung höher gewählt werden als das automatische Gerät, mit dem er paarweise installiert ist.

• Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Nennreststrom. Dies ist der erforderliche Wert der Stromleckage, um den FI-Schutzschalter zu deaktivieren. Differenzströme haben ebenfalls einen Standardbereich, dessen Werte in Milliampere normalisiert sind - 6, 10, 30, 100, 300, 500 mA. Auf dem FI-Schutzschalter wird diese Zahl jedoch in Ampere angegeben - jeweils 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 A. Diesen Parameter finden Sie auch im Gerätegehäuse.

Zum Schutz von Personen am FI-Schutzschalter muss der Leckstrom auf 30 mA eingestellt werden, da höhere Werte zu Verletzungen, elektrischen Verletzungen und sogar zum Tod führen können. Da die gefährlichste Umgebung in feuchten Räumen liegt, wird auf den RCDs, die sie schützen, eine Einstellung von 10 mA gewählt.

Wir hoffen, dass Sie durch das Verständnis des Hauptzwecks des GGM und des Funktionsprinzips dieses wichtige Schutzelement nicht vernachlässigen und Ihr Leben sicherer machen.