Schéma zapojení třífázového RCD a jističů: instalační vlastnosti

Třífázová síť se skládá ze tří fázových vodičů a jednoho neutrálního vodiče. Napěťová sinusoida každého z fázových vodičů je vůči sobě posunuta o 120°. Napětí mezi každou dvojicí fází (které se nazývá lineární) je 380 V, mezi fází a nulovým vodičem – 220 V. K ochraně uživatelů takových sítí před úrazem elektrickým proudem v důsledku úniků proudu se používá třífázový RCD – proudový chránič. V případě potřeby lze takové zařízení použít i v jednofázovém obvodu.

Jaký je rozdíl mezi RCD a difavtomatem?

Přes určitou vnější podobnost mezi proudovým chráničem a jističem se jedná o dvě různá zařízení. RCD chrání osobu před účinky elektrického proudu při dotyku živých částí. Zařízení navíc chrání izolaci elektrických rozvodů a zabraňuje požárům. Difavtomat kombinuje RCD a jistič, to znamená, že při plnění funkcí proudového chrániče navíc chrání obvod před přetížením a zkratem.

Jak funguje třífázový proudový chránič?

Konstrukce 3fázového RCD poskytuje proudový transformátor, jehož primární vinutí je tvořeno čtyřmi vodiči: třemi fázovými a jedním neutrálním. Při absenci netěsností je celkový magnetický tok nulový a v sekundárním vinutí transformátoru neprotéká žádný proud. Pokud dojde k netěsnosti na uzemněném tělese elektrického zařízení, získá celkový magnetický tok určitou hodnotu jinou než nulovou. Indukuje proud v sekundárním vinutí, který vede k činnosti elektromagnetického relé. Působením na vypínací mechanismus RCD relé odpojí zátěžový obvod od napájecí sítě.

Vlastnosti instalace třífázového RCD

Ve 3fázových sítích se používají 4pólové proudové chrániče (v jednofázových sítích 2pólové). Schéma připojení pro třífázový RCD naleznete v pasu produktu. Pro usnadnění je stejný diagram zobrazen na těle zařízení. Instalace zařízení nezpůsobuje potíže ani začínajícím elektrikářům: na čtyři vstupní svorky zařízení jsou připojeny 3 fáze napájecí sítě 380 V a nulový vodič. Vodiče ze čtyř výstupních svorek se připojují do distribuční sítě domu, bytu, chaty, garáže nebo např. průmyslového objektu. Obvod je sestaven s ohledem na skutečnost, že tři fáze dodávají 380 V do elektrického zařízení určeného pro takové napětí. Může to být elektromotor čerpadla, kompresoru, míchačky betonu nebo jiného zařízení. Každá jednotlivá fáze v kombinaci s nulovým vodičem dodává energii skupině jednofázových spotřebičů navržených pro napětí 220 V.

Schémata zapojení

Protipožární RCD pro soukromý dům. Pro ochranu vstupního kabelu nebo vedení ke spotřebitelům, které nemají samostatné proudové chrániče, lze u vchodu do budovy nainstalovat třífázový proudový chránič. Navíc lze hasicí zařízení použít jako zálohu pro případ poruchy skupinového modulu. Důležitou podmínkou pro správné připojení RCD k napájecímu obvodu obytného domu nebo jiného zařízení je dodržení selektivity. Toho je dosaženo dvěma nastaveními: trojnásobnou rezervou nastavení diferenčního proudu (ve srovnání s jakoukoli skupinou nebo jednotlivým zařízením nainstalovaným níže) a zpožděním doby odezvy nejméně 3krát. Vypínací nastavení pro požární proudové chrániče je obvykle 100, 300 nebo 500 mA. Hodnota stejného parametru pro moduly ochrany lidského zbytkového proudu může být 30, 10 nebo 6 mA.

4pólový obvod pomocí neutrálu. Při použití takového obvodu je na výstupu pracovní nuly čtyřpólového RCD instalována přípojnice pro distribuci nulového vodiče N k připojeným spotřebitelům. Pokud je použit jeden společný neutrál, RCD poskytuje ochranu třem různým jednofázovým obvodům současně. S tímto připojením mohou být spotřebiče napájeny ze všech tří fází nebo pouze z jedné. Pokud má obvod tři jednofázové obvody, snaží se zařízení uspořádat tak, aby zatížení fází bylo rovnoměrné. RCD se instaluje za úvodní třípólový jistič nebo za elektroměr (který následuje za jističem). Elektroměr má 8 pinů určených pro připojení tří fází a nuly (vstupní a výstupní kontakty).

4pólový obvod bez neutrálu. V některých případech lze RCD použít bez připojení neutrálního vodiče. Tento obvod se používá např. k ochraně třífázového asynchronního motoru. Statorová vinutí elektromotoru mohou být zapojena do hvězdy nebo trojúhelníku. Provozní nulový potenciál je přiveden na vstupní kontakt 4-pólového proudového chrániče a k výstupu není nic připojeno: výstupní svorka N zůstává prázdná – pro připojení motoru jsou zapotřebí tři fázové vodiče. Když dojde k úniku proudu z jedné z fází do pouzdra, spustí se proudový chránič a otevře obvod. Je důležité si pamatovat, že proudový chránič bude fungovat pouze v případě, že je kryt motoru uzemněn pomocí vodiče PE.

Schéma pro jednofázovou síť. Použití třífázového proudového chrániče v jednofázové síti není typickým případem. To se může hodit, pokud máte po ruce další 3-fázový modul. Nebo když se například v blízké budoucnosti plánuje přestavba 1fázové sítě na třífázovou. Někdy se 3-fázový modul používá jako nouzová náhrada za vadné zařízení určené pro jednu fázi. V každém z těchto tří případů je fázový vodič připojen ke svorkám, ke kterým je připojeno tlačítko „test“. Jinak to při ručních kontrolách nebude fungovat.

Citlivost proudových chráničů

Hlavním parametrem proudového chrániče je jeho citlivost, tedy jmenovitý rozdílový proud nebo nastavení vypnutí. K ochraně osob v elektrických sítích obytných nebo obchodních prostor před úrazem elektrickým proudem se používají proudové chrániče s citlivostí 10 a 30 mA. Pokud se například pokládá elektroinstalace soukromého domu, pak pro vlhké místnosti a dětské pokoje je lepší zvolit proudový chránič s nastavením 10 mA, pro obecné podmínky – 0,03 A. Pro ochranu před možným požáru se používá proudový chránič s citlivostí 100 nebo 300 mA. Pokud je elektroinstalace nerozvětvená s malým počtem skupin spotřebičů, můžete použít jedno společné zařízení s nastavením 0,03 A jak pro požární ochranu, tak pro ochranu před úrazem elektrickým proudem. Aby byla osoba chráněna, musí RCD fungovat do 0,025 sekundy.

Klasifikace zařízení

Na základě způsobu provozu jsou proudové chrániče rozděleny na modely s přídavným zdrojem energie a bez něj. V prvním případě je mechanismus vypnutí zařízení řízen takovým zdrojem energie. Ve druhém se RCD spouští pod vlivem diferenciálního magnetického pole. Existuje také klasifikace ochranných vypínacích zařízení podle jejich odolnosti vůči impulzním proudovým rázům: existují zařízení, která na takové pulsy nereagují, a jsou zařízení, která se při takových rázech vypínají.

Značení třífázových proudových chráničů

Na předním panelu RCD naleznete základní informace o zařízení. Zde se zpravidla uvádí výrobce, série, jmenovitý proud, napětí, nastavení, podmíněný zkratový proud, typ zařízení, teplotní rozsah a schéma zapojení. Podle typu RCD můžete určit, pro jaké provozní podmínky je tento model určen. Pokud je například v odpovídajícím poli na těle výrobku zobrazena sinusoida, znamená to, že zařízení je navrženo pro sinusový střídavý proud (typ AC). Existují také moduly následujících typů:

• A – pro střídavý nebo stejnosměrný (pulzující) svodový proud v řízeném obvodu s plynulým nárůstem;
• B – reagující na střídavý, stejnosměrný a usměrněný rozdílový proud;
• S – s určitým časovým zpožděním vypnutí (pro zajištění selektivity);
• G – fungující na stejném principu jako S, ale s kratším časovým odstupem.

Jak zkontrolovat RCD

Kontrola funkce proudového chrániče je poměrně jednoduchá, protože tato zařízení jsou vybavena speciálním „testovacím“ tlačítkem. Když stisknete toto tlačítko, aktivuje se obvod, který simuluje výskyt rozdílu diferenciálního proudu. V okamžiku stisknutí by zařízení mělo okamžitě fungovat a odpojit kontakty. Pravidla elektrické bezpečnosti vyžadují, aby taková kontrola byla provedena alespoň jednou měsíčně.

• CHINT RCD NXL-63 6kA 3P+N 25A 30mA AC (R) 280789
• CHINT RCD NXL-63 6kA 3P+N 63A 30mA AC (R) 280792
• CHINT RCD NXL-63 6kA 3P+N 40A 30mA AC (R) 280791

V současné době se typy připojení liší počtem fází: jedna, dvě nebo tři. Odtud názvy typů připojení:

jednofázový;
dvoufázový;
třífázový.

Jednofázové připojení poskytuje nejjednodušší způsob připojení ohřívače ke zdroji energie: jeden ze dvou vodičů vycházejících z jádra ohřívače je napájen fází, druhý vodič je dodáván s nulou nebo, jak se říká, „nula“. “ (obr. 1).

Obrázek 1. Jednofázové zapojení.

Jednofázový typ připojení je široce používán v typické elektrické síti, kde je napětí 220 – 240 voltů, a v jiných sítích, které mají následující hodnoty napětí: 12, 24, 36, 48, 60 a 110 voltů.

Obrázek 2 ukazuje schéma připojení k jednofázovému napájecímu zdroji.

Obrázek 2. Schéma jednofázového zapojení.

Vzhledem k tomu, že ohřívač nemá vlastní polaritu, může být fáze přivedena na kterýkoli z vodičů. Tato skutečnost poukazuje na výhody použití tohoto typu připojení: jednoduchost a univerzálnost.

Používá se také dvoufázové připojení pomocí dvou vodičů vycházejících z ohřívače. Avšak tam, kde je „nula“ napájena v jednofázovém zapojení, je druhá fáze napájena ve dvoufázovém zapojení (obr. 3). Tento typ připojení tedy nevyžaduje nulový vodič.

Obrázek 3. Dvoufázové připojení.

Dvoufázové připojení se používá v energetických sítích, jejichž napětí se pohybuje mezi 380 – 400 volty.

Obrázek 4 ukazuje schéma připojení k dvoufázovému napájecímu zdroji. Jak již bylo řečeno dříve, tento typ zapojení nemá oproti jednofázovému žádné vizuální a designové změny.

Obrázek 4. Schéma dvoufázového zapojení.

Výhodou tohoto typu zapojení je možnost získat větší výkon z topného tělesa. Zvyšování výkonu má negativní dopad na spolehlivost a životnost ohřívače – to je jediná nevýhoda použití dvoufázového zapojení

Třífázové zapojení lze realizovat dvěma způsoby. Obrázek 5 ukazuje dvě schémata třífázového zapojení: hvězda a trojúhelník.

Obrázek 5. Schémata třífázového zapojení.

Rozdíl mezi těmito obvody spočívá pouze v charakteristickém napájecím napětí, které bude přiváděno do ohřívače: buď fázové 220 voltů nebo lineární 380 voltů do zdroje energie. Fáze budou mít stejný proud, bez ohledu na to, jaký obvod je zvolen.

Třífázové zapojení do hvězdy je znázorněno na obrázku 6.

Obrázek 6. Třífázové zapojení do hvězdy.

Zapojení do hvězdy vyžaduje přítomnost nulového vodiče, který je pro vizuální rozdíl modrý. Je možné nepoužívat nulový vodič, pokud jeho přítomnost v obvodu nezajistil klient. Důrazně však nedoporučujeme používat zapojení do hvězdy bez použití neutrálního kontaktu.

Obrázek 7 ukazuje princip zapojení do hvězdy.

Obrázek 7. Princip hvězdicového zapojení.

Pokud má ohřívač kontakty místo vodičů pro připojení, pak výrobce označí nulové kontakty modře, jak je znázorněno na obrázku 8, 9.

Obrázek 8. Hvězdicové zapojení bez vodičů v ohřívači.

Obrázek 9. Připojení suchého topného tělesa podle hvězdicového okruhu.

Výhodou třífázového zapojení do hvězdy je, že zvyšuje spolehlivost a životnost použitého ohřívače. Tato skutečnost se vysvětluje použitím fázového napětí, které je 220 -240 voltů, a také použitím rezistoru v obvodu s vyšším průřezem. Nevýhodou tohoto schématu je druhá strana výhody – při použití fázového napětí nejsou indikátory napájení tak vysoké jako při použití jiného schématu připojení – trojúhelníkového.

Třífázové trojúhelníkové zapojení je znázorněno na obrázku 10.

Obrázek 10. Třífázové zapojení do trojúhelníku.

Zapojení do trojúhelníku se používá při práci se síťovým napětím asi 380 voltů. Proto každá sekce topného okruhu přijímá dvě fáze, což se liší od zapojení do hvězdy, kde je pouze jedna fáze pro každou sekci okruhu.

Trojúhelníkové zapojení, které je považováno za klasické, má 3 vodiče, ke kterým jsou napájeny tři fáze. Toto schéma zapojení nezajišťuje přítomnost nulového vodiče. Obrázky 11 a 12 znázorňují principy připojení topného tělesa a suchého topného tělesa podle trojúhelníkového diagramu.

Obrázek 11. Princip trojúhelníkového spojení.

Obrázek 12. Připojení suchého topného tělesa podle trojúhelníkového schématu.

Výhodou tohoto schématu zapojení jsou vyšší hodnoty výkonu ve srovnání s hvězdicovým schématem a také pohodlnější zapojení bez použití zbytečných vodičů. Jedinou nevýhodou tohoto schématu je nevýhoda použití vysokého napětí, které sníží životnost ohřívače.

Uzemnění má zabránit pracovním úrazům a uzemnění je určeno k vyrovnání potenciálů v obvodu – tyto pojmy by neměly být považovány za synonyma.

Zařízení musí být zpočátku uzemněno, což vyžadují bezpečnostní předpisy, tím menší je riziko nehody (obr. 13). Výjimkou jsou ohřívače bez kovového pláště, které nevyžadují uzemnění.

Obrázek 13. Vliv uzemnění na lidskou bezpečnost.

Obrázky 14 – 16 znázorňují různá schémata připojení pomocí zemnícího vodiče.