Collegamento di macchine nel cruscotto: come collegare correttamente un RCD

Sezioni dell’articolo

• Tipi di RCD
• Conduttori neutri e protettivi
• Selezione dei parametri nominali
• Collegamento monofase e trifase
• Cablaggio corretto
• Verifica e risoluzione dei problemi

I falsi viaggi dei dispositivi a corrente residua sono generalmente il risultato di errori di cablaggio. Esistono diversi tipi di interruttori differenziali con diversi principi di funzionamento e differenze minori nello schema di connessione, che è necessario conoscere per la corretta organizzazione delle reti elettriche.

Tipi di RCD

Gli attuali dispositivi di protezione contro le perdite, noti con le abbreviazioni RCD, ADZ, VDT, RCBO, hanno la funzione principale: proteggere gli organismi viventi da lesioni elettriche e prevenire perdite dielettriche parassite che possono provocare un incendio. L’intera gamma di dispositivi descritta in questa recensione presenta differenze di principio di funzionamento, scopo, sensibilità, tipo di corrente nel circuito controllato, capacità di sopportare il carico, nonché una serie di altri fattori. Per avere un’idea chiara e chiara delle capacità di un particolare dispositivo, è necessario comprendere le specifiche del suo funzionamento..

Secondo il meccanismo d’azione, l’RCD può essere elettromeccanico ed elettronico. Nel primo caso, l’elemento funzionale principale è un trasformatore differenziale su un nucleo ad anello. Il trasformatore ha due avvolgimenti primari, attraverso i quali passa il carico principale, oltre a un terzo controllo. Durante il normale funzionamento, correnti opposte di uguale valore scorrono attraverso gli avvolgimenti primari, quindi la loro induzione elettromagnetica viene reciprocamente compensata. Se si verifica una perdita in qualsiasi punto del circuito collegato dopo l’RCD, le correnti negli avvolgimenti primari perdono la loro equivalenza, rispettivamente, un avvolgimento appare nell’avvolgimento secondario. Quando la corrente indotta supera il valore impostato, il rilascio scatta e interrompe il gruppo principale di contatti.

Il principio di funzionamento di un RCD elettromeccanico

Gli RCD elettronici hanno un diverso principio di funzionamento, il loro lavoro si basa su dispositivi a semiconduttore. Il primo collegamento del circuito elettronico è un divisore di corrente, il cui compito è convertire il carico che agisce sui contatti principali del dispositivo in uno che è consentito durante il funzionamento di elementi a semiconduttore. Una corrente proporzionale ma più piccola fluisce verso il comparatore (confronto di un dispositivo a semiconduttore) che, con una differenza significativa sugli ingressi, genera un segnale di uscita che attiva il dispositivo di apertura del circuito principale.

Schema di un interruttore differenziale elettronico: A – comparatore; K – relè; Т – pulsante “Test”; R – resistenza

La differenza pratica tra RCD di azione elettronica ed elettromeccanica è la seguente:

1. Gli interruttori differenziali elettromeccanici possono innescare erroneamente ad alti carichi reattivi e induttivi. In altre parole, il ritardo o l’avanzamento della curva corrente in un avvolgimento rispetto all’altro genera interferenze al circuito di controllo.
2. Gli interruttori differenziali elettronici non hanno una precisione sufficientemente elevata a causa di errori nominali inerenti a tutti i componenti radioelettronici. Inoltre, l’efficienza degli interruttori differenziali elettronici è significativamente influenzata dal valore di tensione che agisce nel circuito controllato..

Sinistra: RCD elettromeccanico. A destra: RCD elettronico

Secondo il suo scopo, è consuetudine classificare gli interruttori differenziali in dispositivi per la protezione contro le scosse elettriche e dispositivi che proteggono dalle perdite di corrente a rischio di incendio attraverso l’isolamento. Oltre alle differenze minori nel dispositivo, questi dispositivi hanno semplicemente valori diversi di correnti differenziali a cui viene attivato il meccanismo di protezione.

RCD ignifugo tipo S (selettivo)

La capacità di carico dell’RCD indica innanzitutto la conducibilità degli elementi del gruppo di contatto principale. Ci sono anche differenze in:

1. Massiccio nucleo magnetico in grado di resistere al riscaldamento con compensazione reciproca delle influenze induttive.
2. Classe di potenza dei componenti elettronici.

Nella categoria di altre funzioni RCD, la più degna di nota è la capacità di spegnere il circuito di alimentazione quando viene superata la corrente. In effetti, tali interruttori differenziali, chiamati interruttori differenziali, combinano un interruttore automatico e un dispositivo di protezione da dispersione di corrente..

Automa differenziale

Conduttori neutri e protettivi

Abbiamo capito i principi di funzionamento dell’RCD, resta solo da eseguire una correlazione con i circuiti di alimentazione CA esistenti. La maggior parte degli incidenti associati al funzionamento improprio dei dispositivi di protezione differenziale sono causati precisamente da un’applicazione errata in vari schemi di alimentazione..

Principalmente, i circuiti CA si distinguono per la presenza e lo schema di collegamento dei conduttori neutri e di protezione. Pertanto, è possibile distinguere i circuiti di alimentazione con un neutro con messa a terra e isolato. In pratica, la differenza sta nel punto in cui si combinano zero conduttori di lavoro e zero di protezione. Affinché l’RCD funzioni correttamente, il punto zero comune deve essere posizionato secondo lo schema prima del sito di installazione del dispositivo.

I circuiti controllati da RCD non devono avere la possibilità di scaricare a terra parte della corrente, altrimenti sono garantiti falsi viaggi. Pertanto, la protezione dalle perdite è principalmente dotata di reti con neutro isolato (IT e TT), ovvero non hanno alcun collegamento con il conduttore di neutro di protezione lungo l’intera lunghezza della rete dopo l’ASU. La stessa categoria comprende sistemi con neutro messo a terra TN-S e TN-C-S, sebbene l’installazione della protezione differenziale in essi richieda ulteriore cura..

Tuttavia, gli interruttori automatici di corrente residua possono ancora funzionare correttamente nei sistemi TN-C. La loro connessione viene eseguita secondo uno schema a 3 o 5 fili, cioè il conduttore di protezione si estende verso l’unità di distribuzione per combinarsi con uno zero di lavoro nel punto in cui è inserito l’RCD. In questo caso, la protezione contro la corrente differenziale è limitata nella selettività: è difficile proteggere interi gruppi di conduttori, i dispositivi possono essere installati solo sui rami estremi, cioè immediatamente davanti ai pantografi. Un esempio particolare: prese con protezione integrata contro le perdite.

Selezione dei parametri nominali

L’ambito e lo scopo dell’RCD sono determinati da due parametri chiave: la capacità di carico e la quantità di perdita a cui si interrompe il circuito. Se la protezione differenziale è progettata per ridurre la gravità delle conseguenze di lesioni elettriche, la sua classificazione viene selezionata in base ai valori consentiti della corrente che agisce sul corpo.

Il primo grado di trauma elettrico è caratterizzato da convulsioni senza perdita di coscienza e non provoca danni irreparabili. Tale lesione è tipica quando piccole correnti fluiscono attraverso il corpo: circa 10 mA per i bambini e fino a 30 mA per gli adulti. Pertanto, un RCD con un’impostazione di perdita di tali valori viene utilizzato per proteggere i principali gruppi di prese. In questo caso, gli interruttori differenziali più sensibili vengono utilizzati per le prese situate vicino al pavimento, dove i bambini possono accedervi, nonché per i gruppi collegati in un circuito a due fili. Le prese per elettrodomestici con un contatto di terra di protezione sono collegate tramite un interruttore differenziale con una sensibilità di 30 mA. Per proteggere dalle scosse elettriche, è consuetudine utilizzare i dispositivi elettromeccanici come i più affidabili.

Le principali caratteristiche dell’RCD

La protezione generale delle linee di alimentazione dei cavi contro le perdite attraverso l’isolamento è fornita da RCD antincendio con un’impostazione di corrente differenziale di 100, 200 o 500 mA. Un valore più accurato è determinato dalle caratteristiche del prodotto cavo e dalla lunghezza della linea. Peggiore sono le proprietà dielettriche e maggiore è la lunghezza, maggiore è il valore di dispersione totale. L’elevata capacità intrinseca del cavo non provoca falsi allarmi, poiché l’accumulo di carica è accompagnato da un lavoro proporzionale della corrente in entrambi i conduttori.

La capacità di carico dell’RCD viene stabilita con un margine di sicurezza di circa il 10-20%, a seconda della modalità operativa della linea protetta. La scelta del valore nominale esattamente in base ai valori della corrente effettiva è irta di surriscaldamento del dispositivo, ma se il margine è significativamente maggiore, è possibile una riduzione della sensibilità. A sua volta, per i dispositivi automatici differenziali, l’impostazione della corrente massima e la caratteristica di intervento sono di fondamentale importanza e sono determinati dai requisiti per la protezione della linea da sovraccarichi..

Collegamento monofase e trifase

La regola più importante per il collegamento dei dispositivi di protezione differenziale è che tutti i conduttori lungo i quali si muove la carica elettrica devono essere collegati ad essi. Per le reti monofase vengono utilizzati dispositivi bipolari: il gruppo di contatti sinistro è destinato al conduttore di fase, quello destro per lo zero di lavoro. La direzione convenzionale del flusso di corrente non ha importanza per gli interruttori differenziali elettromeccanici, mentre i dispositivi elettronici richiedono che il carico sia collegato esclusivamente dal basso con l’alimentazione ai terminali superiori.

Schema di collegamento RCD trifase: 1 – dispositivo automatico di ingresso; 2 – contatore trifase; 3 – RCD a quattro poli; 4 – dispositivo automatico per il collegamento di un carico trifase; 5 – dispositivi automatici di carico bifase

La connessione di interruttori differenziali trifase anche a colpo sicuro avviene con la conduzione di uno zero di lavoro attraverso il dispositivo. Alla fine, anche un motore asincrono ha tre conduttori lineari che non hanno un rigoroso bilanciamento del carico, quindi sono collegati in un circuito “a stella” attraverso un balun. Se allo stesso tempo il motore stesso viene azzerato attraverso il sistema di messa a terra di protezione, l’RCD è garantito per non funzionare correttamente.

Cablaggio corretto

La maggior parte degli interruttori differenziali appartiene alla categoria della tecnologia modulare per l’installazione su una guida DIN da 35 mm. L’altezza del modulo e la dimensione del collo corrispondono alle dimensioni standard, quindi non ci sono problemi con il posizionamento del diffusore in scatole ordinarie.

In termini di assemblaggio del cablaggio del pannello, ci sono sottigliezze. Il collegamento dell’ingresso che lavora zero sul bus comune o sul modulo incrociato deve essere eseguito immediatamente dopo l’uscita dall’RCD con un conduttore senza derivazioni. In questo caso, solo quelle linee dovrebbero essere collegate a questo bus, la cui protezione è controllata dal dispositivo dal quale viene prelevato lo zero di lavoro. Pertanto, il seguente diagramma di connessione è valido nel pannello standard:

1. La fase di ingresso e il filo neutro dal cavo di ingresso sono collegati direttamente ai terminali RCD. Sul retro, lo zero di lavoro e le fasi vengono rimossi, ogni conduttore su un bus separato.
2. Sono collegati al bus zero comune:
   • conduttori neutri della rete di illuminazione direttamente;
   • zero connessione del gruppo RCD 1 a 10 mA;
   • zero connessione di gruppi RCD 2 a 30 mA.
3. L’intero carico è collegato al bus di fase, compresi gli interruttori differenziali dei gruppi 1 e 2.

Schema di collegamento RCD: 1 – macchina introduttiva; 2 – contatore; 3 – RCD selettivo generale; 4 – modulo incrociato; 5 – interruttori di illuminazione; 6 – interruttore automatico per protezione RCD; 7 – RCD del primo gruppo 10 mA; 8 – RCD del secondo gruppo 30 mA; 9 – bus zero; 10 – bus di terra

Poiché il contatto zero dei dispositivi di protezione differenziale si trova sulla destra, i dispositivi stessi si trovano sul lato destro della fila, al fine di distribuire successivamente le fasi agli interruttori con un pettine. Dopo gli interruttori differenziali 1 e 2 di gruppi, vengono installati ulteriori bus o moduli incrociati, a cui sono collegate tutte le linee incluse nel gruppo di protezione corrispondente. Se un dispositivo di corrente residua o un interruttore differenziale è installato in gruppi locali, seguono sempre prima lo schema. L’eccezione sono le linee di illuminazione, che sono alimentate dai terminali di ingresso dei dispositivi di protezione. Per ridurre la resistenza di trasferimento, i conduttori a trefoli devono essere aggraffati con puntali. Il serraggio del controllo di coppia per dispositivi modulari non è fondamentale, tuttavia è necessario serrare nuovamente i contatti 48-72 ore dopo il completamento dell’installazione.

Verifica e risoluzione dei problemi

L’installazione di un interruttore differenziale in quasi tutti i sistemi di alimentazione consente di controllare accuratamente i dispositivi e le linee collegate alla rete per problemi di isolamento e guasti al case. Per fare ciò, provano a spostare l’RCD il più vicino possibile all’interruttore automatico di ingresso: l’area di protezione diventa solo più ampia, mentre il punto problematico viene facilmente rilevato dall’enumerazione sequenziale delle linee collegate.

Il falso funzionamento di un interruttore differenziale è quasi sempre il risultato di qualsiasi azione umana: toccare il corpo dell’apparecchiatura, collegare il dispositivo a una presa, ecc. Pertanto, nella maggior parte dei casi, il luogo della perdita può essere localizzato abbastanza rapidamente. Se viene attivato un RCD introduttivo, che controlla diversi gruppi, viene determinata una linea con isolamento debole scollegando sequenzialmente i gruppi di prese e monitorando le prestazioni della rete elettrica. La rete rilevata può passare all’alimentazione bypassando l’RCD, ma solo con la riconnessione di entrambi i conduttori e solo se tale cambiamento nel circuito è consentito dal punto di vista della sicurezza elettrica. In altri casi, è necessario installare un diffusore per un valore di corrente di dispersione più elevato o ripristinare l’isolamento della linea.

Periodicamente, è necessario testare le prestazioni del meccanismo. Per questo, ogni dispositivo ha un pulsante di prova che chiude un polo di uscita con il polo di ingresso opposto attraverso una resistenza di limitazione della corrente. Pertanto, viene simulata una perdita, il cui valore è vicino alla soglia di risposta con elevata precisione. La mancanza di risposta alla pressione del pulsante di test può essere un malfunzionamento del dispositivo e una tensione di funzionamento troppo bassa.

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