In dit artikel zullen we het doel en het principe van de werking van een aardlekschakelaar bespreken. Laten we uitzoeken hoe verschillende soorten apparaten verschillen, we zullen bepalen in welke omstandigheden ze worden gebruikt. Laten we het apart hebben over het aansluiten van deze beschermende apparaten..
Een aardlekschakelaar is een schakel- (uitschakel-) apparaat dat, wanneer de verschilstroom (lekstroom) de ingestelde waarde bereikt of overschrijdt, de contacten opent en het netwerk of zijn sectie loskoppelt van de voeding. Dit product heeft verschillende namen: “aardlekschakelaar”, “aardlekschakelaar”, “beveiligingsschakelaar”. Op de een of andere manier, maar honderden miljoenen aardlekschakelaars die in de wereld worden gebruikt, vervullen twee taken: ze beschermen een persoon tegen elektrische schokken tijdens direct en indirect contact en voorkomen dat een brand de bedrading doet ontsteken. In veel ontwikkelde landen is het gebruik van differentiaalschakelaars verplicht.
Aardlekschakelaars zijn ontworpen om stroom te neutraliseren in geval van allerlei soorten schade aan elektrische installaties. Ondanks dat dit slechts een onderdeel is van uitgebreide maatregelen, blijft in sommige gevallen de aardlekschakelaar het enige beschermingsmiddel, bijvoorbeeld bij: het verlagen van het isolatieniveau, het breken van de neutrale beschermingsgeleider of bij lage waarden van de foutstroom. Dus zekeringen (stroomonderbrekers) verbreken het circuit bij stroomwaarden (kortsluiting of overstroom) die meerdere keren hoger zijn dan de kritische drempel voor een persoon, waarbij een storing van de hartspier optreedt, terwijl aardlekschakelaars in milliseconden worden geactiveerd en zelfs op de kleinste stroom reageren.
Het kan dodelijk zijn om de spanningvoerende elementen in het elektrische paneel of de behuizingen van elektrische apparaten die onder spanning staan aan te raken, bijvoorbeeld als de isolatie beschadigd is, bestaat er altijd een risico op beschadiging van de omhulsels van de verborgen bedradingskabels met een gereedschap. Een persoon voelt al een stroom van 5 mA, bij 10 mA trekken de spieren samen, en de drempel van “niet loslaten” treedt in, 30 mA veroorzaakt ademhalingsfalen, 50 mA veroorzaakt hartritmestoornissen, 100 mA – een dodelijke afloop is mogelijk. Dat is de reden waarom, volgens Amerikaanse normen, een aardlekschakelaar die is ontworpen om mensen te beschermen, moet werken met stromen van 4-5 mA, in Europa – 10 mA. In Rusland zijn er geen strikte normen – aardlekschakelaars moeten volgens de staatseisen worden gebruikt in metalen constructies of gebouwen met een metalen frame. Na de publicatie van de zevende editie van de PUE is de houding ten opzichte van aardlekschakelaars in ons land echter drastisch ten goede veranderd.
Opgemerkt moet worden dat de aardlekschakelaar de stroomonderbrekers die de bedrading beschermen niet kan vervangen, aangezien het storingen “niet opmerkt” die niet gepaard gaan met lekstromen, bijvoorbeeld in het geval van een kortsluiting tussen de lijn en de nulleider..
Het werkingsprincipe van de RCD
De werking van elke aardlekschakelaar is gebaseerd op het bewaken van de balans van stromen tussen de geleiders die deze bevat. Mogelijke stroomverschillen worden gedetecteerd en vergeleken met de opgegeven waarden. Schending van het saldo is een indicatie voor de bediening van het uitvoerende deel (breker).
De belangrijkste “volg” -eenheid van de aardlekschakelaar is een differentiële transformator met drie wikkelingen van de ferromagnetische kern: inlaat, uitlaat en besturing. De stroom die door het apparaat stroomt (van de fasegeleider die naar de voeding van de consument gaat naar de nulgeleider die van de consument komt) wekt magnetische fluxen op met tegengestelde polen op de wikkelingen. Als huishoudelijke apparaten, bedradingsaccessoires in goede staat verkeren, de bedrading in het beschermde gebied niet beschadigd is en er geen lekken naar de grond zijn, dan is de som van de stromen nul. Als bijvoorbeeld een persoon die op een natte vloer staat een kale draad aanraakt, zal een deel van de stroom door zijn lichaam naar de grond gaan, de som van de stromen in het apparaat zal groter zijn dan nul (de stroom stroomt meer in de aardlekschakelaar dan dat hij er uit komt). Het verschijnen van een positieve som van stromen betekent dat de stroom ook door de aardlekschakelaar gaat, dat wil zeggen, er is een lekkage, schade in het circuit. In dit geval is de balans in de stuurwikkeling van de transformator verstoord, ontstaat er een kracht die wordt overgebracht naar het EMF-relais, waardoor het contact tussen de lijn en de nulleider wordt verbroken. De elektromotorische kracht kan worden gedetecteerd door de tracker, die een signaal wordt om de solenoïde (vermogensactuator) die de contacten vasthoudt uit te schakelen – het circuit wordt geopend.
Aardlekschakelaars
Aardlekschakelaars (RCD’s) kunnen in veel kenmerken verschillen, van de manier waarop ze zijn geïnstalleerd tot hun algemene doel. De classificatie omvat honderden soorten aardlekschakelaars met hun eigen kenmerken. We stellen voor om de belangrijkste te overwegen om het juiste apparaat te kiezen dat onder bepaalde omstandigheden correct zal werken..
Door de aard van de lekstroom
Volgens dit criterium worden aardlekschakelaars onderverdeeld in apparaten van het type AC, A en B. AC-apparaten breken het circuit met AC-lekken als ze plotseling of soepel groeien. Deze aardlekschakelaars zijn goedkoop, komen het meest voor en worden voor de meeste bedrijfsomstandigheden als acceptabel beschouwd..
Aardlekschakelaars van het type A worden niet alleen geactiveerd door wisselstroom, maar ook door pulserende gelijkstroom, die plotseling geleidelijk toeneemt of stijgt. Dergelijke apparaten hebben meer de voorkeur voor woongebouwen, omdat sommige huishoudelijke apparaten precies de bron zijn van een constante pulserende stroom, bijvoorbeeld computers, dimmers, televisies, sommige wasmachines (alles met halfgeleiderstroomvoorzieningen). Overigens geven de instructies voor sommige van deze verbruikers aan dat ze alleen via een aardlekschakelaar van het type A moeten worden aangesloten.Deze beveiligingsinrichtingen zijn aanzienlijk duurder dan de AC-klasse.
Type B wordt gebruikt voor gelijkstroom, wisselstroom en gelijkstroom, voornamelijk dergelijke aardlekschakelaars worden gebruikt in industriële faciliteiten.
Door technologie te activeren
Afhankelijk van het principe waarop het circuit wordt verbroken, wordt een aardlekschakelaar onderscheiden:
- elektronisch
- elektromechanisch
Elektromechanische differentiaalbeveiligingen hebben geen volledige stroomtoevoer van het lichtnet nodig. Ze worden alleen geactiveerd door een lekstroom die een zeer nauwkeurige mechanische actuator aandrijft. Deze apparaten zijn relatief duur, weinig fabrikanten produceren ze, maar ze worden als de meest betrouwbare beschouwd, omdat ze onder alle omstandigheden werken en niet afhankelijk zijn van vermogensparameters..
Elektronische aardlekschakelaars zijn meerdere keren goedkoper dan elektromechanische aardlekschakelaars, dus ze vormen het leeuwendeel van onze markt. Om deze apparaten te laten functioneren, is externe voeding nodig, die de elektronica met een versterker “bezielt”. Het grootste probleem is dat bij spanningsdalingen in het netwerk de efficiëntie van de elektronische aardlekschakelaar (er is een afhankelijkheid van het triggermoment) merkbaar wordt verminderd. Bovendien is er altijd een gevaar dat direct of indirect contact met een onder spanning staand element (draad, klem of apparaatbehuizing) zal optreden wanneer de neutrale geleider beschadigd is en, dienovereenkomstig, de aardlekschakelaar niet wordt bekrachtigd – en niet zal werken. Elektronische aardlekschakelaars beschermen niet tegen alle risico’s, maar tegen de meeste, dus als u geld wilt besparen, is dit ook een goede optie. Het is ook logisch om geen geld uit te geven aan een elektromechanisch apparaat als het interne netwerk een ononderbroken stroomvoorziening of spanningsstabilisator bevat.
Door reactiesnelheid (vertraging)
De letter S geeft aardlekschakelaars aan, die werken met een ingestelde vertraging van maximaal 0,5 seconden – “selectief”. Met dit type apparaat kunt u “cascade” -beveiligingssystemen met meerdere niveaus creëren met verschillende beschermde circuits. Elk noodgedeelte van het netwerk wordt, afhankelijk van de taken en de uitvoering van het schema, afzonderlijk losgekoppeld, terwijl de algemene stroomtoevoer naar de kamer blijft bestaan. Aardlekschakelaars met index G hebben ook een vertraging, maar die is veel minder.
1 – invoerkabel; 2 – inleidende machine; 3 – teller; 4 – aardlekschakelaar type S; 5 – machines; 6 – nulbus; 7 en 8 – RCD-type AC; 9 – drie-aderige elektrische bedrading; 10 – aardingsbus
Selectieve aardlekschakelaars worden meestal bovenaan de cascade geïnstalleerd, daarom werken in geval van lekken eerst niet-selectieve apparaten, zonder alle circuits die beschermd zijn spanningsloos te maken.
Moderne niet-selectieve aardlekschakelaars van hoge kwaliteit werken in minder dan 0,1 seconde.
Door het aantal polen
Voor een driefasig netwerk worden aardlekschakelaars met vier polen gebruikt. Ze beveiligen meerdere enkelfasige netwerken of afzonderlijke driefasige verbruikers (elektrische motor, kookplaat …). Samen met dit type aardlekschakelaar zou een vierpolig automatisch apparaat moeten werken.
Voor een enkelfasig netwerk van woongebouwen worden meestal apparaten met twee polen (lijn en neutraal) gebruikt.
Lekstroom
De lekstroom (nominale aardlekstroom of “setpoint”) onder gespecificeerde bedrijfsomstandigheden is een van de belangrijkste parameters die de functionele kenmerken van de aardlekschakelaar kenmerken. De grensbarrière voor classificatie is een stroom van 30 mA. Aardlekschakelaars die op lagere kruipunten werken, worden geacht een persoon te beschermen tegen elektrische schokken. Apparaten waarvan de bedrijfsstroom hoger is dan 30 mA, worden als brandbestrijding beschouwd, omdat er een vrij grote belasting op kan worden aangesloten, maar de differentiële stromen die ze toestaan, zijn gevaarlijk voor mensen. Soms worden 30 mA aardlekschakelaars als universeel beschouwd, ze komen het meest voor.
Brandwerende aardlekschakelaars zijn de eerste beschermingsfase in het schakelbord, ze worden meestal op het hele interne netwerk geïnstalleerd, maar ze kunnen ook worden gebruikt om individuele zware en gevaarlijke verbruikers te beschermen tegen ontsteking (bijvoorbeeld een luchtverhitter met een open spiraal). De lekstroom van aardlekschakelaars voor brandbestrijding wordt meestal genomen op 100-300 mA, soms worden 500 mA-apparaten ook gebruikt als brandblusapparatuur. Aardlekschakelaars met een lagere stroom kunnen in deze posities niet normaal werken, aangezien er valse alarmen optreden door het overschrijden van de toegestane belastingen.
Aardlekschakelaars met een lekstroom van 10 mA worden meestal gebruikt in de tweede of derde beschermingsfase, ze worden gebruikt om verlichtingselementen aan te sluiten of voor individuele elektrische apparaten die zich in gevaarlijke gebieden bevinden, bijvoorbeeld in een badkamer, douche, zwembad … Maar een boiler of wasmachine kracht door hen heen zal hoogstwaarschijnlijk niet lukken, aangezien de werklast beperkt zal zijn tot 1,8 kilowatt.
Merk op dat de stroomsterkte alleen de onderste uitschakellimiet toont, dus een 30 mA aardlekschakelaar zal het circuit niet loskoppelen met een lekkage van 25 mA, maar zal uitschakelen bij stromen die de 30 mA-drempel overschrijden..
Met welke lekstroom is het nodig om in een bepaald geval een aardlekschakelaar toe te passen? Eerst wordt de lekstroom van de schakeling of het apparaat bepaald, dit kan door middel van meting of volgens de huidige regelgeving. Volgens SP 31-110-2003 wordt de lekstroom van het apparaat gelijk gesteld aan 0,4 mA voor elke 1 A van zijn vermogen. Dit voegt ook 10 μA toe voor elke meter fasegeleider. Voor een elektrisch apparaat met een vermogen van 16 A, gevoed door een draad van twintig meter, moet de verwachte lekstroom gelijk worden gesteld aan 4,2 mA. Nu kunt u een aardlekschakelaar oppakken, maar dit gebeurt zo dat de lekstroom van het apparaat niet meer dan 33% van de bedrijfsstroom van het aardlekapparaat bedraagt. In ons geval is dit 12,6 mA. Een 10 ampère apparaat is niet meer geschikt, waardoor het nodig is om een aardlekschakelaar te voorzien van een activeringsstroom van 16 mA.
Bedrijfsstroom
De bedrijfsstroom van de aardlekschakelaar (of de maximaal toelaatbare belasting) bepaalt hoeveel en welke stroomverbruikers door dit apparaat kunnen worden gevoed. Dit kenmerk toont de stroom die lange tijd door de aardlekschakelaar kan gaan zonder deze te vernietigen..
De berekening van de vereiste aardlekschakelaar wordt gemaakt op basis van de kenmerken van de verbruikers die erop zijn aangesloten. In de elektrische netwerken van woongebouwen worden vaak aardlekschakelaars met laag vermogen gebruikt met een bedrijfsstroom van 10 A. Differentiële beveiligingsinrichtingen met een toegestane belasting van 16-32 A worden als middelhoog vermogen beschouwd. Apparaten voor 40 A en meer worden krachtig genoemd.
Opvallend is dat er in de praktijk een duidelijke relatie bestaat tussen de uitschakelstroom en de bedrijfsstroom. Fabrikanten produceren aardlekschakelaars, waarbij de ene indicator hoger, de andere hoger..
Het is niet moeilijk om de vereiste bedrijfsstroom van de aardlekschakelaar te berekenen, deze moet in elk geval gelijk zijn aan of groter zijn dan het nominale vermogen van de stroomonderbreker van het beveiligde circuit.
Indien mogelijk is de regeling van de nominale lekstroom van de RCD:
- ongereguleerde
- instelbaar (traploze aanpassing, stapsgewijze aanpassing)
Door de aanwezigheid van kortsluitbeveiliging is er een aardlekschakelaar:
- met overstroombeveiliging (aardlekschakelaars)
- met oververhittingsbeveiliging
- zonder overstroombeveiliging
Volgens de installatiemethode is de RCD onderverdeeld in:
- stationair in de vorm van een automatische machine, die op een rail in een montagepaneel is gemonteerd;
- draagbaar – gemonteerd op een verlengsnoer of in een breuk in het netsnoer;
- RCD in het stopcontact (veel gebruikt in de VS).
Installatie en aansluiting van RCD
Verder zullen we het alleen hebben over de beveiligingsapparaten die in het schild zijn geïnstalleerd, omdat ze in ons land het actiefst worden gebruikt.
In een huishoudelijk netwerk worden meestal tweepolige aardlekschakelaars gebruikt, die twee plaatsen (36 mm) op een din-rail innemen. Ze bevinden zich meestal in de buurt van de lijnen van beschermde circuits, met uitzondering van brandblusapparaten met een uitschakelstroom van 100-500 A, die in de buurt van de invoermachine zijn geïnstalleerd. Aardlekschakelaars kunnen ook worden geplaatst in groep ASU’s van appartementsgebouwen en vloerpanelen van een privéwoning.
Als de bedrading in groepen is verdeeld, wordt aanbevolen om één aardlekschakelaar aan de ingang en meerdere apparaten in verschillende groepen te installeren, waarbij de selectiviteit moet worden gewaarborgd – cascade-uitschakeling. Om dit te doen, wordt een aardlekschakelaar met een lagere uitschakelstroomwaarde of een hogere uitschakelsnelheid geïnstalleerd op elke volgende laag hieronder.
Een aardlekschakelaar is aangesloten in overeenstemming met een vooraf ontwikkeld lekstroombeveiligingsschema. Het beveiligingssysteem is ontworpen afhankelijk van de functies die door het apparaat worden uitgevoerd en de specifieke kenmerken van het netwerk. Hieronder vindt u een eenvoudig schema voor het aansluiten van een aardlekschakelaar op een elektrische installatie met aarding, deze kan worden gebruikt om afzonderlijke circuits te beschermen in cascadesystemen met meerdere niveaus:
1 – invoerkabel; 2 – inleidende machine; 3 – teller; 4 – RCD; 5 – machines; 6 – nulbus; 7 – drie-aderige elektrische bedrading; 8 – aardingsbus; 9 – aardedraad
Zoals u kunt zien, is er niets ingewikkelds, laten we uw aandacht vestigen op enkele punten:
- Voor de juiste werking van de aardlekschakelaar mag er in de beveiligde circuits geen contact zijn van de werkende neutrale geleider met geaarde elementen of de beschermende PE-geleider. Voor elk van hen wordt een eigen bus gebruikt in het schild (GOST R 50571.3-94).
- De aardgeleider “neemt niet deel” aan de aansluiting van de aardlekschakelaar.
- De voeding voor de RCD is aangesloten op de bovenste klemmen. Connectoren voor fase-ingang op de aardlekschakelaar worden meestal aangeduid met “1”, voor de uitgang – “2”.
- De nulleider van de voeding (nul, draad met blauwe isolatie) moet worden aangesloten op de connector gemarkeerd met “N”. Deze regel moet worden nageleefd voor aardlekschakelaars van elk merk, elke classificatie en elk doel..
- Het belangrijkste punt! De nominale bedrijfsstroom van de RCD moet gelijk zijn aan of groter zijn dan de bedrijfsstroom van de stroomonderbrekers. Alleen dan kunnen de machines dure aardlekschakelaars tegen overbelasting beschermen..
- De geïnstalleerde aardlekschakelaar moet worden gecontroleerd op werking.
De aardlekschakelaar controleren
Nadat alle circuits zijn geschakeld, moet het interne netwerk worden gevoed. Als de stroomonderbrekers of aardlekschakelaars niet zijn geactiveerd, is er geen kortsluiting en maakt de neutrale geleider geen contact met aarde.
Druk vervolgens op de “TEST” – of “T” -knop op het voorpaneel van het apparaat. Op deze manier simuleren we met geweld het optreden van een lekstroom. Een bruikbare aardlekschakelaar moet onmiddellijk werken en het beschermde gebied spanningsloos maken. Als dit niet gebeurt, helpt het apparaat in geval van nood niet om het probleem op te lossen..
De laatste fase van de controle kan worden beschouwd als het leveren van een belasting aan de aardlekschakelaar. Het is noodzakelijk om een voor een alle apparaten in te schakelen die in een bepaald circuit en het netwerk als geheel zullen werken. In het geval van mogelijke storingen, is het noodzakelijk om wijzigingen aan het beveiligingscircuit aan te brengen of de nominale waarden van de aardlekschakelaars te wijzigen.
Aardlekschakelaars zijn niet de enige manier om een persoon te beschermen tegen elektrische schokken en overbelasting van het netwerk, wat kan leiden tot brand. Maar vaak zijn het deze apparaten die levens redden en de veiligheid van de eigendommen van de burgers waarborgen..
Hoe kan ik het beste een aardlekschakelaar kiezen en op de juiste manier aansluiten? Ik wil er zeker van zijn dat ik de juiste keuze maak en dat de aardlekschakelaar correct werkt om mijn elektrische installatie te beschermen tegen stroomlekken. Welke factoren moet ik overwegen bij het maken van mijn keuze en zijn er specifieke instructies voor het aansluiten ervan? Bij voorbaat dank voor uw hulp!