Provavelmente, não existe mais uma pessoa que não tenha ouvido falar do RCD (ou na decodificação da abreviação - um dispositivo de corrente residual). Na verdade, o próprio termo define a finalidade deste dispositivo. Em outras palavras, sua função é remover a tensão da rede elétrica conectada a ela em caso de emergência.
Isso pode evitar incêndios, que geralmente são causados por incêndios na fiação. Mas que tipos de RCDs existem e qual é o princípio de funcionamento deste dispositivo de proteção?
Corrente de fuga
A funcionalidade de um RCD está de alguma forma relacionada a esta definição, mas o que significa corrente de fuga? Em palavras simples, este é o fluxo de um condutor com uma fase para o solo ao longo de um caminho que não é destinado a isso. Por exemplo, a caixa de metal de qualquer aparelho elétrico, canos de água, barras de metalferragens, paredes rebocadas úmidas.
Pode haver várias razões para a fuga de corrente:
- Envelhecimento dos fios, que é inevitável durante a operação a longo prazo.
- Dano mecânico.
- Efeito térmico na fiação quando o equipamento elétrico está operando em modo de sobrecarga.
O perigo de fuga de corrente não deve ser subestimado. Na ausência de um dispositivo de corrente residual VD1-63 (por exemplo) e se o isolamento dos fios estiver quebrado nos objetos acima (a caixa de metal do dispositivo etc.), um potencial aparece. Assim que uma pessoa os toca, ele se torna um condutor, e a corrente vai para o solo através de seu corpo. Ao mesmo tempo, seu valor pode ser diferente, o que causa certas consequências, até a morte.
Para garantir a segurança pessoal, sua casa deve estar equipada com equipamentos de proteção adequados. Em particular, estamos falando de RCDs ou, alternativamente, autômatos diferenciais são adequados.
Como funciona um RCD?
Esses dispositivos, além dos RCDs, também possuem outros nomes:
- autômatos diferenciais;
- disjuntores de corrente residual.
Estas definições caracterizam com mais precisão esses aparelhos elétricos em termos de funcionalidade e princípio de operação. O funcionamento do RCD é o seguinte: o dispositivo é capaz de perceber a diferença de corrente na entrada (ou então é chamada de fase) e na saída (ou seja, zero).
Você pode traçar alguns paralelos e comparar o princípio de operação de um dispositivo de corrente residual (RCD) combalança ou balança. Desde que o equilíbrio seja mantido, tudo funciona normalmente. Ou seja, o valor de entrada da corrente é igual ao valor de saída. Se o equilíbrio mudar, isso afetará a qualidade do estado de todo o sistema. Em outras palavras, se houver uma discrepância nas leituras, o RCD interrompe o circuito.
Tal diferença na entrada e na saída, na qual o RCD é acionado, é selecionada uma ordem de magnitude menor do que o valor que pode causar sérios danos físicos a uma pessoa. Como regra, é 15-40 mA. Os RCDs podem abrir o circuito elétrico em caso de avaria no próprio gabinete e antes do impacto em uma pessoa.
Circuito monofásico
Em um circuito monofásico, a comparação dos valores de correnteé realizada em relação a fase e zero, como, aliás, foi descrito acima. O equilíbrio mencionado é alcançado apenas no caso de uma bainha isolante completa da fiação. Um desequilíbrio pode ocorrer se estiver danificado, o que causa fuga de corrente.
Circuito trifásico
Em uma rede trifásica, o princípio de funcionamento do dispositivo de corrente residual leva em consideração os valores do condutor neutro e a soma das três fases. Na verdade, com base nisso, a presença de um desequilíbrio é determinada. Neste caso, em qualquer caso, se houver alguma diferença entre a corrente de entrada e a de saída, isso pode indicar uma quebra de isolamento. Ou seja, o fato da presença de fuga de corrente está presente, o que significa que o dispositivo funcionará imediatamente.
Da teoria à prática
Agora vamos dar uma olhada em alguns exemplos específicos das informações recebidas. Na caixa de distribuição elétrica domésticaum RCD bipolar instalado. Um cabo introdutório de dois núcleos (fase com zero) é conectado aos contatos superiores e, dos terminais inferiores, a fiação (também fase e zero) vai para algum tipo de carga. Seja esta a saída à qual o aquecedor de água está conectado. O aterramento de proteção da caixa do equipamento é realizado contornando diretamente o RCD.
No funcionamento normal do equipamento, os elétrons, partindo do cabo de entrada, passam pelo RCD, deslocam-se ao longo do condutor de fase até o elemento de aquecimento da caldeira. A partir daí, as partículas se movem ao longo do fio neutro em direção ao dispositivo de corrente residual e são enviadas para o solo. Neste caso, o valor da corrente na entrada e na saída é o mesmo, apenas as direções são diferentes.
Se o isolamento da fiação estiver danificado, parte da corrente através do refrigerante (água) começou a fluir para a caixa do dispositivo e depois disso vai para o solo através do solo. O restante também correrá para o RCD ao longo do fio neutro, mas neste caso seu valor será menor que o indicador de entrada e por um valor igual ao valor da corrente de fuga. Esta diferença será detectada pelo dispositivo de proteção e se o valor for maior que o ajuste de trip, ele abrirá o circuito.
O RCD funcionará de maneira semelhante quando uma pessoa tocar uma caixa com potencial ou um fio desencapado. O vazamento de corrente ocorrerá através do corpo humano, o dispositivo é capaz de detectar isso instantaneamente e cortar a fonte de alimentação.
Mais detalhes sobre o dispositivo RCD e o princípio de operação
Design do dispositivo de proteçãopermitirá que você imagine com mais precisão o princípio de operação do RCD e como exatamente ele é capaz de responder em tempo hábil a um vazamento de corrente. Normalmente, o próprio dispositivo consiste nos seguintes elementos principais:
- transformador de corrente residual;
- mecanismo de interrupção de circuito elétrico;
- relé eletromagnético;
- verificar nó.
O transformador é conectado a dois enrolamentos opostos (fase e zero). Durante a operação normal da rede elétrica, esses condutores criam fluxos magnéticos na direção oposta no núcleo do transformador. Devido a isso, seu valor total é igual a zero, pois eles se compensam mutuamente - o equilíbrio é mantido.
O enrolamento secundário do transformador está conectado a um relé eletromagnético e ainda está em repouso. A ocorrência de uma fuga de corrente muda imediatamente a situação. Diferentes valores de corrente começam a fluir ao longo da “fase” e “zero”. Com base nisso, o valor dos fluxos magnéticos no núcleo do transformador já será diferente de zero, ou seja, o equilíbrio é perturbado - os fluxos se tornam diferentes não apenas na direção, mas também no valor.
Isso resulta em uma corrente no enrolamento secundário, e quando sua leitura atinge o valor definido, o relé eletromagnético é acionado. Este, por sua vez, está conectado a um mecanismo de liberação que interrompe imediatamente o circuito.
Cheque nó
Já nos familiarizamos com o princípio de funcionamento e a finalidade do dispositivo (RCD), mas qual é o papel do nó de teste? Em essência, este é o habitualresistência (carga conectada ignorando o transformador). Um mecanismo semelhante simula uma fuga de corrente, com a qual é verificada a operacionalidade do RCD.
E como funciona essa verificação? Existe um botão especial “TEST” no dispositivo elétrico de proteção, projetado para fornecer corrente da fase para a resistência de teste e depois para o neutro, ignorando o transformador. Devido a isso, o valor da corrente na entrada e na saída será diferente, o desequilíbrio criado acionará o mecanismo de disparo.
Se durante o teste o RCD não desligou, você deve abster-se de instalá-lo. Este procedimento deve ser realizado regularmente - pelo menos uma vez por mês. Este é um requisito básico de segurança contra incêndio que não deve ser negligenciado!
Tipos de dispositivos de corrente residual
A classificação RCD envolve vários tipos de dispositivos de proteção. Neste caso, vários indicadores atuam como critério:
- método de montagem;
- número de pólos;
- tipo de corrente na rede;
- tempo de atraso;
- método de ativação;
- valores de corrente nominal.
Vamos considerar cada um deles separadamente.
Método de montagem
De acordo com esta classificação, os dispositivos de proteção podem ser do tipo fixo, que normalmente são destinados à instalação em quadros de distribuição elétrica. Além disso, existem dispositivos portáteis, além de adaptadores para instalação em tomadas.
Número de pólos
Dependendo do número de polos, os dispositivos de proteção podem ser bipolares ouquatro pólos. A primeira opção é usada em circuitos elétricos monofásicos para proteger uma pessoa contra choques elétricos ou para evitar um incêndio. Tais dispositivos têm apenas dois pólos - para fase (L) e zero (N).
RCDs de quatro pólos não são mais dois, mas 4 terminais - três fases (L) e um zero (N). Em outras palavras, eles são projetados para uso em um circuito trifásico.
Tipo de corrente de rede
De acordo com este critério, os RCDs, por sua vez, são divididos em várias subespécies.
Tipo A é, na verdade, uma variação do tipo AC, só leva em consideração os valores de corrente pulsante. Com base nisso, o tipo RCD-A possui um design mais complexo e, devido a isso, é fornecida uma melhor proteção. Assim, para tais dispositivos de desligamento de proteção, o preço é visivelmente mais alto do que o tipo RCD-AS.
Tipo B - capaz de lidar com correntes diferenciais DC e AC. Como regra, tais dispositivos de proteção são relevantes para instalações industriais.
O tipo de CA corresponde a uma corrente alternada senoidal, que aumenta gradativamente ou repentinamente. Se necessário, o dispositivo reage instantaneamente.
Tempo de atraso
Quanto ao tempo de atraso, o RCD tipo S tem um valor de 0,1-0,5 segundos. Recomenda-se instalá-lo se houver vários dispositivos de proteção. Os instrumentos do tipo G possuem função de seleção e o tempo de retardo varia de 0,05 a 0,09 s. Mas também existe um RCD sem atraso de disparo.
Dispositivo de corrente residual tipo Smuitas vezes instalado na entrada de eletricidade de um edifício residencial ou propriedade privada para fins de proteção contra incêndio.
Método de ativação
Aqui há uma divisão em subespécies - dispositivos de proteção eletromecânicos e elétricos. O primeiro tipo não depende do valor da tensão da rede. Sua principal indicação de funcionamento é a indicação de corrente diferencial na zona danificada.
Quanto aos dispositivos elétricos de segurança, é importante que haja tensão na rede. Eles exigem uma fonte externa para funcionar. Comparados aos RCDs eletromecânicos, esses dispositivos são mais confiáveis em uso.
Valores nominais atuais
Aqui a divisão é a seguinte. Dependendo dos valores da corrente de carga nominal, estes são 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, 80 A, 100 A (Amps). Com base na corrente de interrupção residual nominal, são 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA (miliamperes).
Conectando um RCD
Os dispositivos de corrente residual 25 A e outros semelhantes são especialmente projetados para circuitos de alimentação de acordo com o sistema TN-S ou TN-C-S com a conexão de um barramento PE neutro de proteção, que é conectado às caixas de todos dispositivos elétricos por meio de fios.
Vale ress altar que o RCD não é capaz de proteger a fiação elétrica de curtos-circuitos e sobrecargas. A este respeito, é necessário ter um interruptor automático e deve estar localizado na frente do medidor elétrico. Esta é a única maneira de garantirmáxima proteção em sua casa.
Deve-se entender que RCD e disjuntor não são a mesma coisa. Mais sobre isso mais tarde. Quanto à instalação de RCDs, as salas com zona de alto risco são:
- banheiro;
- cozinha;
- cellar;
- garagem.
Para proteger a fiação elétrica dessas salas, é aconselhável usar dispositivos de proteção.
Conexão no apartamento
Os edifícios residenciais modernos usam principalmente circuitos trifásicos e, às vezes, até mesmo de cinco fases. No entanto, em casas construídas na era da URSS, a fiação geralmente é monofásica e, além disso, os condutores neutro e de proteção são combinados em um. Em outras palavras, não há elemento de aterramento em tal sistema.
O diagrama de conexão com o RCD no apartamento ficará assim:
- Máquina introdutória.
- Medidor de eletricidade.
- RCD 30 mA.
- Fiação elétrica.
Se o apartamento tiver consumidores de energia elétrica, que, por exemplo, podem ser um forno elétrico ou uma máquina de lavar, será necessário instalar um RCD adicional.
Conexão em casa particular
A sequência de conexão para imóveis particulares pode ser um pouco diferente:
- Máquina introdutória.
- Medidor de eletricidade.
- RCD na faixa de 100-300 mA, com base na quantidade de eletricidade consumida por todos os equipamentos disponíveis.
- Dispositivos de proteção para consumo individual de corrente. Normalmente, neste caso, o intervalo já estámenos de 10-30mA.
Você pode fazer a conexão, se necessário, sozinho ou usar os serviços de eletricistas profissionais.
A diferença entre um RCD e um disjuntor
Agora deve ficar claro qual é a diferença entre um dispositivo de corrente residual e um disjuntor. A principal característica é o princípio diferente de operação de ambos os dispositivos. O papel dos autômatos é reduzido principalmente para salvar aparelhos elétricos conectados de valores excessivos de corrente. Ao mesmo tempo, eles são capazes de suportar cargas “muito duras” para RCDs. O que pode ser dito sobre a segurança da vida humana?!
Para uma melhor compreensão, vale a pena dar um exemplo. Existe um dispositivo elétrico no qual o corpo está aterrado. Em um bom momento, ocorre um curto-circuito, ao qual a máquina reage rapidamente e desenergiza todo o circuito.
Mas caso contrário, a camada de isolamento do fio pode ser danificada. Isso pode ocorrer devido a danos mecânicos, desgaste durante uma longa vida útil, entrada de umidade. Ou o caso do dispositivo simplesmente não está aterrado. Então, inevitavelmente, ocorrerá um vazamento de corrente, embora pequeno. Neste caso, a máquina não funcionará, pois não foi projetada para tal trabalho.
Visualmente, o vazamento também é impossível de detectar, mas basta tocar no corpo do dispositivo, pois uma pessoa pode receber uma descarga grave de corrente. Isso pode ser evitado se um RCD estiver presente no circuito. O disjuntor de corrente residual é capaz de detectar até mesmo pequenos vazamentos e para imediatamentefonte de alimentação.
