Valse uitschakelingen van aardlekschakelaars zijn meestal het gevolg van bedradingsfouten. Er zijn verschillende soorten aardlekschakelaars met verschillende werkingsprincipes en kleine verschillen in het aansluitschema, die u moet kennen voor de juiste organisatie van elektriciteitsnetten.
Soorten aardlekschakelaars
De huidige lekbeveiligingsinrichtingen, bekend onder de afkortingen RCD, ADZ, VDT, RCBO, hebben de belangrijkste functie: het beschermen van levende organismen tegen elektrische verwondingen en het voorkomen van parasitaire diëlektrische verliezen die tot brand kunnen leiden. Het volledige assortiment apparaten dat in deze recensie wordt beschreven, heeft verschillen in werkingsprincipe, doel, gevoeligheid, type stroom in het gecontroleerde circuit, het vermogen om de belasting te weerstaan, evenals een aantal andere factoren. Om een duidelijk en duidelijk idee te hebben van de mogelijkheden van een bepaald apparaat, moet men de details van de werking ervan begrijpen..
Volgens het werkingsmechanisme kan de RCD elektromechanisch en elektronisch zijn. In het eerste geval is het belangrijkste functionele element een differentiële transformator op een ringkern. De transformator heeft twee primaire wikkelingen waar de hoofdbelasting doorheen gaat, evenals een derde stuurstroom. Bij normaal bedrijf vloeien tegengesteld gerichte stromen van gelijke waarde door de primaire wikkelingen, waardoor hun elektromagnetische inductie wederzijds wordt gecompenseerd. Als er ergens in het circuit dat na de aardlekschakelaar is aangesloten een lek optreedt, verliezen de stromen in de primaire wikkelingen hun equivalentie, respectievelijk verschijnt er een opnemer in de secundaire wikkeling. Wanneer de geïnduceerde stroom de ingestelde waarde overschrijdt, schakelt de release uit, waardoor de hoofdgroep contacten wordt verbroken.
Het werkingsprincipe van een elektromechanische aardlekschakelaar
Elektronische aardlekschakelaars hebben een ander werkingsprincipe, hun werk is gebaseerd op halfgeleiderapparaten. De eerste schakel van het elektronische circuit is een stroomverdeler, wiens taak het is om de belasting die op de hoofdcontacten van het apparaat werkt om te zetten in een belasting die is toegestaan tijdens de werking van halfgeleiderelementen. Een proportionele maar kleinere stroom vloeit naar de comparator (vergelijkende halfgeleiderinrichting), die, met een aanzienlijk verschil aan de ingangen, een uitgangssignaal genereert dat de openingsinrichting van het hoofdcircuit activeert.
Schema van een elektronische aardlekschakelaar: A – comparator; K – relais; Т – “Test” -knop; R – weerstand
Het praktische verschil tussen aardlekschakelaars met elektronische en elektromechanische actie is als volgt:
- Elektromechanische aardlekschakelaars kunnen ten onrechte worden geactiveerd bij componenten met een hoge reactieve en inductieve belasting. Met andere woorden, de vertraging of voortgang van de stroomcurve in de ene wikkeling ten opzichte van de andere wekt interferentie op voor het regelcircuit.
- Elektronische aardlekschakelaars hebben geen voldoende hoge nauwkeurigheid vanwege nominale fouten die inherent zijn aan alle elektronische radiocomponenten. Ook wordt de efficiëntie van elektronische aardlekschakelaars aanzienlijk beïnvloed door de spanningswaarde die in het geregelde circuit werkt..
Links: elektromechanische aardlekschakelaar. Rechts: elektronische aardlekschakelaar
Overeenkomstig het doel is het gebruikelijk om aardlekschakelaars te classificeren in apparaten voor bescherming tegen elektrische schokken en apparaten die beschermen tegen brandgevaarlijke stroomlekken door isolatie. Naast kleine verschillen in het apparaat, hebben deze apparaten eenvoudigweg verschillende classificaties van differentiële stromen waarop het beveiligingsmechanisme wordt geactiveerd.
Brandwerende aardlekschakelaar type S (selectief)
Het laadvermogen van de RCD geeft allereerst de geleidbaarheid van de elementen van de hoofdcontactgroep aan. Er zijn ook verschillen in:
- Enorme magnetische kern die bestand is tegen verwarming met wederzijdse compensatie van inductieve invloeden.
- Vermogensklasse van elektronische componenten.
In de categorie van andere RCD-functies is het meest opmerkelijke de mogelijkheid om het stroomcircuit uit te schakelen wanneer de stroom wordt overschreden. In feite combineren dergelijke aardlekschakelaars, differentiële stroomonderbrekers genaamd, een stroomonderbreker en een stroomlekbeveiliging..
Differentiële automaat
Neutrale en beschermende geleiders
We hebben de werkingsprincipes van de RCD ontdekt, het blijft alleen om een correlatie uit te voeren met de bestaande AC-voedingscircuits. De meeste incidenten die verband houden met een onjuiste werking van differentiaalbeveiligingsapparatuur, worden juist veroorzaakt door een onjuiste toepassing in verschillende voedingsschema’s..
AC-circuits onderscheiden zich voornamelijk door de aanwezigheid en het verbindingsschema van de neutrale en beschermende geleiders. Het is dus mogelijk om voedingscircuits te onderscheiden met een stevig geaarde en geïsoleerde nulleider. In de praktijk zit het verschil in de plaats waar de nulwerkende en nulbeschermende geleiders worden gecombineerd. Om de aardlekschakelaar correct te laten werken, moet het gemeenschappelijke nulpunt volgens het diagram eerder worden gelokaliseerd dan de installatieplaats van het apparaat.
RCD-gestuurde circuits mogen niet het potentieel hebben om een deel van de stroom naar aarde te laten vallen, anders zijn valse trips gegarandeerd. Daarom is de lekbeveiliging voornamelijk uitgerust met netwerken met een geïsoleerde nulleider (IT en TT), dat wil zeggen dat ze geen verbinding hebben met de beschermende nulgeleider over de gehele lengte van het netwerk na de ASU. Dezelfde categorie omvat systemen met TN-S en TN-C-S geaarde nulleider, hoewel de installatie van differentiaalbeveiliging daarin extra zorg vereist..
Aardlekschakelaars kunnen echter nog steeds correct functioneren in TN-C-systemen. Hun verbinding wordt uitgevoerd volgens een 3- of 5-draads schema, dat wil zeggen, de beschermende geleider strekt zich uit naar de distributie-eenheid om te combineren met een werkende nul naar de plaats waar de RCD is ingebracht. In dit geval is de bescherming tegen differentiële stroom beperkt in selectiviteit: het is moeilijk om hele groepen geleiders te beschermen, apparaten kunnen alleen op de uiterste takken worden geïnstalleerd, dat wil zeggen direct voor pantografen. Een bijzonder voorbeeld – stopcontacten met ingebouwde lekbescherming.
Selectie van nominale parameters
De omvang en het doel van de aardlekschakelaar worden bepaald door twee belangrijke parameters: het laadvermogen en de hoeveelheid lekkage waarbij het circuit breekt. Als differentiële bescherming is ontworpen om de ernst van de gevolgen van elektrisch letsel te verminderen, wordt de classificatie ervan geselecteerd op basis van de toegestane waarden van de stroom die op het lichaam inwerkt.
De eerste graad van elektrisch trauma wordt gekenmerkt door aanvallen zonder bewustzijnsverlies en veroorzaakt geen onherstelbare schade. Zo’n laesie is typisch wanneer er kleine stroompjes door het lichaam stromen: ongeveer 10 mA voor kinderen en tot 30 mA voor volwassenen. Daarom wordt een aardlekschakelaar met een lekinstelling van dergelijke waarden gebruikt om de hoofduitgangsgroepen te beschermen. In dit geval worden de meest gevoelige aardlekschakelaars gebruikt voor stopcontacten in de buurt van de vloer, waar kinderen toegang toe hebben, en voor groepen die zijn aangesloten in een tweedraads circuit. Stopcontacten voor huishoudelijke apparaten met een geaard contact worden aangesloten via een RCD met een gevoeligheid van 30 mA. Ter bescherming tegen elektrische schokken is het gebruikelijk om elektromechanische apparaten als meest betrouwbare te gebruiken.
De belangrijkste kenmerken van de RCD
Algemene bescherming van kabelstroomleidingen tegen lekkage door isolatie wordt geboden door brandbestrijdings-aardlekschakelaars met een verschilstroominstelling van 100, 200 of 500 mA. Een nauwkeurigere waarde wordt bepaald door de kenmerken van het kabelproduct en de kabellengte. Hoe slechter de diëlektrische eigenschappen en hoe hoger de lengte, hoe groter de totale lekwaarde. Hoge intrinsieke capaciteit van de kabel veroorzaakt geen vals alarm, aangezien de accumulatie van lading gepaard gaat met een evenredige werking van de stroom in beide geleiders.
Het laadvermogen van de aardlekschakelaar is ingesteld met een veiligheidsmarge van ongeveer 10-20%, afhankelijk van de bedrijfsmodus van de beveiligde lijn. De keuze van de classificatie precies volgens de waarden van de effectieve stroom is beladen met oververhitting van het apparaat, maar als de marge aanzienlijk groter is, is een afname van de gevoeligheid mogelijk. Voor differentiële stroomonderbrekers zijn op hun beurt de maximale stroominstelling en de uitschakelkarakteristiek van cruciaal belang en worden ze bepaald door de vereisten voor de bescherming van de lijn tegen overbelasting..
Eenfasige en driefasige aansluiting
De belangrijkste regel voor het aansluiten van differentiaalbeveiligingsapparatuur is dat alle geleiders waarlangs de elektrische lading beweegt, erop moeten zijn aangesloten. Voor enkelfasige netwerken worden tweepolige apparaten gebruikt: de linker groep contacten is bedoeld voor de fasegeleider, de rechter voor de werkende nul. De conventionele stroomrichting doet er niet toe voor elektromechanische aardlekschakelaars, terwijl elektronische apparaten vereisen dat de belasting uitsluitend van de onderkant met voeding naar de bovenste klemmen wordt aangesloten.
Aansluitschema driefasige aardlekschakelaar: 1 – automatisch invoerapparaat; 2 – driefasige meter; 3 – vierpolige aardlekschakelaar; 4 – automatisch apparaat voor het aansluiten van een driefasige belasting; 5 – automatische apparaten met tweefasige belasting
De aansluiting van driefasige aardlekschakelaars vindt ook zonder fouten plaats met de geleiding van een werkende nul door het apparaat. Uiteindelijk heeft zelfs een asynchrone motor drie lineaire geleiders die geen strikte belastingverdeling hebben, dus hun verbinding in het “ster” -schema wordt uitgevoerd via een balun. Als tegelijkertijd de motor zelf via het beschermende aardingssysteem op nul wordt gezet, werkt de aardlekschakelaar gegarandeerd niet correct..
Correcte bedrading
De meeste aardlekschakelaars behoren tot de categorie van modulaire technologie voor installatie op een 35 mm DIN-rail. De hoogte van de module en de maat van de hals komen overeen met de standaard afmetingen, dus er zijn geen problemen met de plaatsing van de diffuser in gewone rijboxen.
Bij het monteren van paneelbedrading zijn er subtiliteiten. De aansluiting van de nul werkende ingang op de gemeenschappelijke bus of cross-module moet onmiddellijk na de uitgang van de RCD worden uitgevoerd met een geleider zonder aftakkingen. In dit geval mogen alleen die lijnen op deze bus worden aangesloten, waarvan de bescherming wordt geregeld door het apparaat waarvan de werkende nul wordt genomen. Zo werkt het volgende aansluitschema in het standaardpaneel:
- De ingangsfase en neutrale draad van de ingangskabel zijn rechtstreeks verbonden met de RCD-aansluitingen. Aan de andere kant worden de werkende nul en fasen verwijderd, elke geleider op een afzonderlijke bus.
- De volgende zijn aangesloten op de gemeenschappelijke nulbus:
- neutrale geleiders van het verlichtingsnetwerk rechtstreeks;
- nulverbinding van RCD 1-groep op 10 mA;
- nulverbinding van RCD 2 groepen op 30 mA.
- De gehele belasting is aangesloten op de fasebus, inclusief aardlekschakelaars van groep 1 en 2.
RCD-aansluitschema: 1 – inleidende machine; 2 – teller; 3 – algemene selectieve aardlekschakelaar; 4 – cross-module; 5 – stroomonderbrekers voor verlichting; 6 – stroomonderbreker voor RCD-bescherming; 7 – RCD van de eerste groep 10 mA; 8 – RCD van de tweede groep 30 mA; 9 – nulbus; 10 – aardingsbus
Omdat het nulcontact van de differentiaalbeveiligingen zich aan de rechterkant bevindt, worden de apparaten zelf aan de rechterkant van de rij geplaatst om vervolgens de fasen met een kam over de stroomonderbrekers te verdelen. Na aardlekschakelaars 1 en 2 van groepen worden extra bussen of kruismodules geïnstalleerd, waarop alle lijnen van de overeenkomstige beveiligingsgroep worden aangesloten. Als er een aardlekschakelaar of differentieelschakelaar in de lokale groepsboxen wordt geïnstalleerd, volgen deze altijd eerst het schema. De uitzondering zijn verlichtingslijnen, die worden gevoed vanaf de ingangsklemmen van de beveiligingsapparaten. Om de contactweerstand te verminderen, moeten gevlochten geleiders worden gekrompen met adereindhulzen. Aanhaalmomentregeling voor modulaire apparaten is niet kritisch, maar het is vereist om de contacten 48-72 uur na voltooiing van de installatie opnieuw vast te zetten.
Controle en probleemoplossing
Door een aardlekschakelaar in bijna elk voedingssysteem te installeren, kunt u apparaten en leidingen die op het netwerk zijn aangesloten nauwkeurig controleren op isolatieproblemen en defecten aan de behuizing. Om dit te doen, proberen ze de RCD zo dicht mogelijk bij de ingangsschakelaar te plaatsen: het beschermingsgebied wordt alleen maar groter, terwijl het probleempunt gemakkelijk kan worden gedetecteerd door opeenvolgende opsomming van de aangesloten lijnen.
Een verkeerde werking van een aardlekschakelaar is bijna altijd het gevolg van menselijk ingrijpen: het aanraken van de behuizing van de apparatuur, de stekker in het stopcontact steken, enz. In de meeste gevallen kan de plaats van het lek dus vrij snel worden gelokaliseerd. Als een inleidende aardlekschakelaar wordt geactiveerd die meerdere groepen aanstuurt, wordt een lijn met zwakke isolatie bepaald door opeenvolgend de uitgangsgroepen los te koppelen en de prestaties van het elektrische netwerk te bewaken. Het gedetecteerde netwerk kan overschakelen op stroom waarbij de aardlekschakelaar wordt omzeild, maar alleen met het opnieuw aansluiten van beide geleiders en alleen als een dergelijke verandering in het circuit toelaatbaar is vanuit het oogpunt van elektrische veiligheid. In andere gevallen ofwel de installatie van een diffusor voor een hogere lekstroomwaarde, ofwel het herstel van de leidingisolatie.
Periodiek moet u de prestaties van het mechanisme testen. Hiervoor heeft elk apparaat een testknop die een uitgangspool met de tegenoverliggende ingangspool via een stroombegrenzende weerstand sluit. Zo wordt een lek gesimuleerd waarvan de waarde met hoge nauwkeurigheid dicht bij de reactiedrempel ligt. Het uitblijven van een reactie op het indrukken van de testknop kan dienen als een storing van het apparaat en een te lage bedrijfsspanning.
Hoe sluit je een aardlekschakelaar correct aan bij het aansluiten van machines in het dashboard?