RCD er en separat type beskyttende elektriske enheder sammen med automatiske afbrydere (AB). Selvom deres formål netop er elektrisk beskyttelse, ligesom AB, er deres driftsprincipper anderledes.
Hvorfor har vi brug for en RCD, hvis der er en AV?
Over tid ældes den elektriske isolering af strømførende dele af elektriske apparater, herunder varmeelementer, ledninger, netledninger og kabler, uundgåeligt. Og så begynder såkaldte lækstrømme, der spænder fra flere titusvis af mikroampere til flere milliampere, at strømme fra dem gennem de ledende huse af forskellige elektriske apparater ned i jorden.
Konventionelle AV'er reagerer ikke på nogen måde på udseendet af lækstrømme - trods alt udgør de ubetydelige brøkdele af elektriske forbrugeres mærkestrømme. Imidlertid er deres udseende (mere præcist, strømmen, der overstiger en vis tilladt grænse) et alarmsignal. Dette er en advarsel om, at en nødsituation nærmer sig, og for at forhindre det har du brug for en speciel beskyttende elektrisk enhed - en RCD.
Derudover er den ikke-afgivende (konvulsive) strøm, som udgør en dødelig fare for en person (med en vis eksponeringstid), kun 10 mA. Derfor føltes behovet for at skabe beskyttelsesanordninger, der reagerer på lækstrømme i denne række af værdier, lige fra begyndelsen af den udbredte indtrængning af elektricitet i hverdagen.
Forklaring af enhedens betjening
Lad os prøve at forklare princippet om drift af en RCD ved hjælp af en hydraulisk analogi. Lad os antage, at der strømmer vand igennem lukket sløjfe vandopvarmning på samme måde som elektrisk strøm gennem ledninger. Hvis et sted i varmerør Når et hul dukker op, siver der vand gennem det. Derfor vil dens strømningshastighed (analog af elektrisk strøm) gennem to sektioner af rør, hvoraf den ene er ved indgangen til kredsløbet, og den anden ved dens udgang, være anderledes. Det samme er tilfældet med lækstrømme i et elektrisk apparat. Du kan sammenligne, hvor meget strøm der går ind i et elektrisk apparat, og hvor meget der går ud. I et enfaset elektrisk apparat kommer strøm ind gennem fasetråden og udgår gennem den neutrale ledning, så det er nok at sammenligne strømmene i disse to ledninger. Dette er princippet om drift af en RCD i enkeltfaset netværk. Hvis strømværdierne ved input og output af en elektrisk enhed ikke er de samme, afbryder den den fra netværket i løbet af et par millisekunder. En så kort responstid er nødvendig, fordi lækstrømme, der overstiger udløsningsstrømværdien for RCD'en, kan forårsages præcist af en person, der rører ved enhedens ledende krop.
Driftsstrøm
Men for RCD at blive effektiv i levevilkår, det tog meget tid. Først og fremmest var det nødvendigt nøjagtigt at bestemme mængden af lækstrøm, der ville være sikker for mennesker under driften af enheden. Forsøg på at designe RCD'er til lækstrømme mindre end 10 mA førte til skabelsen af store, komplekse og dyre enheder, der desuden var tilbøjelige til falske alarmer fra forskellige elektromagnetiske interferenser. 
I begyndelsen af 80'erne af det tyvende århundrede. deres driftsstrøm, baseret på forsøg med frivillige, blev valgt til at være 30 mA, og der blev skabt små transformere med ferritringkerner (de kaldes differentielle), som blev til lækstrømssensorer. Elektromekanisk differential RCD-DM med en responsstrøm på 20 til 30 mA, som er de mest populære i hverdagen i dag, er kommet til salg. Normalt udelades bogstaverne DM, og enheden kaldes blot en RCD.
Driftsprincip for RCD og tilslutningsdiagram
Strømme, der strømmer gennem fase- og nullederne i forskellige retninger exciterer to magnetiske fluxer F1 og F2 af samme størrelse i ringkernen af enhedstransformatoren, men de magnetiske induktionsvektorer, der svarer til disse fluxer, er rettet modsat i kernen og indbyrdes kompensere hinanden. Derfor er den samlede magnetiske flux i kernen nul, ligesom EMF i transformatorens sekundære vikling. 
Hvis der på grund af en isolationsfejl forekommer en lækstrøm tæt på udløsningsstrømmen, så F1 ≠ F2, opstår der en magnetisk flux i kernen, der inducerer en EMF i udgangsviklingen, der er i stand til at skabe en strøm, der er tilstrækkelig til at udløse tærskelelementet af RCD. Derefter trækkes låsen på strømkontaktgruppen tilbage, og dens kontakter åbnes. Dette er driftsprincippet for alle typer fejlstrømsafbrydere.
Alle typer af sådanne enheder har en "Test" -knap, når der trykkes på, skabes en aktuel lækagesituation kunstigt for at kontrollere enhedens funktion. Et flag eller en selvlåsende knap bruges til at genaktivere fejlstrømsafbryderen efter en testoperation.
Typer af RCD
Kendt elektromekaniske og elektroniske typer sådanne beskyttelsesanordninger. Driftsprincippet for RCD og tilslutningsdiagrammet for begge typer er det samme, men enheder af den første type kræver ikke strømforsyning og er enkle og pålideligt design. For at udløse dem er der nok lækstrøm i det beskyttede elektriske apparat.
En elektronisk RCD kræver forsyningsspænding, der skal leveres til den, da tærskelelementet i den er lavet i form elektronisk kredsløb, som forstærker den lille strøm i udgangsviklingen af sin transformer og skaber en impuls til executive-relæet. 
I denne henseende er selve den elektroniske RCD-transformer mindre i størrelse, dimensioner og effekt. Tærskelelementmodulet med en forstærker drives af et kontrolleret kredsløb, og hvis en leder bryder i sit strømforsyningskredsløb, vil en sådan enhed miste sin funktionalitet. Der er andre risici ved betjening af elektroniske fejlstrømsafbrydere. For eksempel svigt af dets elektroniske komponenter på grund af pulsoverspændinger i forsyningsnettet.
Da pålideligheden af elektroniske RCD'er er lavere end for elektromekaniske, er deres omkostninger også lavere.
Trefaset RCD
En trefaset enhed har, i modsætning til en enfaset, fire poler i stedet for to, da nullederen passerer gennem begge typer enheder. Driftsprincippet for en trefaset RCD er det samme som for en enkeltfaset. 
Kernen i dens transformator dækker fire ledere - trefaset og en neutral. Den samlede strøm i trefasede ledninger (den såkaldte nul-sekvensstrøm) er altid lig med strømmen i neutral ledning og modsat den i retning (inde i RCD). I dette tilfælde er transformatorkernen ikke magnetiseret, og der er ingen strøm i dens udgangsvikling. Hvis der vises en lækstrøm i den beskyttede enhed, vises en vekslende magnetisk flux i kernen, hvilket inducerer en EMF i transformatorens udgangsvikling. En strøm, der er proportional med lækstrømmen, begynder at strømme gennem den, og hvis lækstrømmen overstiger driftsstrømmen, slukker RCD for det elektriske apparat. Strømbalancen i RCD'ens kontrollegeme er forstyrret, og den tripper.
Trefaset RCD uden nulleder
For at beskytte mod lækstrømme af asynkrone elektriske motorer, hvis viklinger er forbundet i en trekant eller i en stjerne med en ikke-tilsluttet neutral, er en 4-polet RCD med en ubesat nulterminal tilsluttet. I mangel af lækstrømme i den elektriske motors faser er summen af strømmene i fasetrådene meget lille og kan ikke udløse beskyttelsen. Udseendet af lækstrøm fra fase ledninger gennem motorhuset til jorden forårsager cirkulation gennem RCD-transformeren af nul-sekvensstrøm, som det elektriske apparat reagerer på. Generelt princip Funktionen af RCD ændres heller ikke i dette tilfælde.
Funktioner ved brugen af enkelt- og trefasede RCD'er
Trefasede 4-polede enheder har ret høje driftsstrømme, hvilket tillader dem kun at blive brugt til brandbeskyttelse, som AV'er med termiske udløsninger. Beskyttelse af gruppeledninger til stikkontakter i værelser, køkkener og badeværelser eller beskyttelse af individuelle elledninger af kraftige elektriske apparater (vask og opvaskemaskiner, elektriske komfurer, elektriske vandvarmere) bør udføres på 2-polede enfasede RCD'er med lækstrømsklassificeringer indstillet fra 20 mA til 30 mA. 
For at driften af en fejlstrømsafbryder i et enkeltfaset netværk skal være sikker, skal den selv være beskyttet mod overstrøm (under langvarig kontinuerlig drift af et fungerende elektrisk apparat) af en AV installeret foran den med en termisk udløsning .
RCD-drift uden jording
Som du ved, i gamle sovjetbyggede huse lejligheds elektriske ledninger havde ikke et separat nul beskyttelsesleder, forbundet til jordsløjfen. Det blev antaget, at dens funktion blev udført af den neutrale arbejdsleder (det såkaldte TN-C strømforsyningssystem med fælles neutrale arbejds- og beskyttelsesledere). Og da der i alle udgaver af PUE er forbud mod at installere beskyttelsesanordninger i beskyttelsesledere, er 2-polede RCD'er, der samtidig bryder både fase og neutral, også forbudt. Selv den seneste 7. aktuelle udgave af PUE i paragraf 7.1.80 bekræftede, at det ikke er tilladt at installere fejlstrømsafbrydere i netværk iht. TN-C system. Faktum er, at tilfælde af elektrisk stød under deres drift er blevet registreret.
Årsagen til dette var forskellen i timingen af enhedskontakterne, der beløber sig til et par millisekunder. Men hvis kontakten i den neutrale ledning blev afbrudt først, så når isoleringen brød sammen på kroppen af et elektrisk husholdningsapparat, ville forbrugeren være under fuldfasespænding, så disse få millisekunder var ganske nok til en dødelig skade.
For lejligheder uden neutrale beskyttelsesledere er det uacceptabelt at installere en generel lejligheds-RCD, men individuelle sådanne enheder kan installeres i gruppestikledninger med en fælles beskyttelsesleder eller i strømledningerne til individuelle elektriske apparater, hvis beskyttelseslederne i stikkontakter eller stikkontakter er forbundet til deres input neutrale terminaler langs den korteste vej. 
I dette tilfælde fører et brud inde i RCD'en af den neutrale arbejdsledning før fasetråden ikke til et brud i den elektriske enheds beskyttelsesleder, da sektionen af beskyttelseslederen fra den neutrale indgangsterminal gennem stikkontakten og strømforsyningen ledningen til den elektriske enhed forbliver intakt.
09.10.2014Enfaset og trefaset elektrisk netværk
Elektricitet når slutforbrugeren gennem elledninger, og da de har højspænding, kan denne energi ikke bruges uden transformation. For at reducere spændingen bruges specielle systemer - transformerstationer; de konverterer højspændingsspænding til den optimale værdi.
For at forsyne et hjem med strøm, kan et trefaset eller enkeltfaset netværkskredsløb blive diskuteret nedenfor.
Transformatorstation
Transformatorstationen er designet til at modtage elektricitet fra elledninger, omdanne den og distribuere den. Transformerstationen omfatter følgende udstyr: en step-down transformer, en eldistributionsenhed (ED) og en styreenhed.
Uden for byen er pæle- og mastestationer mest udbredte. Hovedenheden i understationen er en enkelt- eller trefaset transformer, der reducerer spændingen. Oftest i landdistrikter der anvendes et enkeltfaset netværkskredsløb, der fungerer i forbindelse med trefasede transformere.
Spændingen reduceres til det nominelle niveau og kan efter konvertering være enten 380 V (lineær) eller 220 V (fase). Følgelig kaldes den strømforsyning, som forbrugerne modtager, trefaset eller enkeltfaset.
Enfaset strømforsyning
For at forsyne objekter med strømforsyning bruger et enkeltfaset netværkskredsløb to linjer: fase- og neutrale arbejdsledninger. Sammen danner de et enfaset elektrisk netværk. Nominel spænding det er lig med 220 V.
Tilslutning til et enfaset netværk ved hjælp af denne ordning giver ikke mulighed for jording. I dag bruges den meget sjældnere - den findes hovedsageligt i bygninger, der er en del af den gamle boligmasse.
Enkeltfaset to-leder netværk
Et enkeltfaset netværk kan være to- eller treleder. Et af tegnene på et to-leder elektrisk netværk er brugen af aluminiumsledere. I tretrådsnetværk er der ud over standardledningerne (fase og neutral) også en beskyttelsesledning, der udfører jordingsfunktionen.
Brugen af et enfaset netværkskredsløb af denne type giver mulighed for yderligere beskyttelse af beboere i hjemmet mod stød elektrisk stød og undgå udbrændthed elektriske apparater. Jordledning (PE) er forbundet til husene husholdningsapparater, så snart en fase er kortsluttet til huset, slukker udstyret.
Ved konstruktion af moderne bygninger bruges hovedsageligt en forbindelse til et enfaset netværk med tre ledere, meget sjældnere - med en.
Trefaset strømforsyning
Trefaset strøm involverer indførelse af tre forsyningsfaser i bygningen, betegnet L1, L2, L3 og neutral leder N. Den nominelle driftsspænding mellem ethvert par fasetråde er 380 V, og mellem "nul"-ledningen og hver af fasetrådene er 220 V. Ved hjælp af et trefaset netværkskredsløb kan du forsyne udstyr med elektricitet ved en spænding på 220 eller 380 volt. Ledningerne, der kommer fra el-tavlen, er lagt i hele boligen i overensstemmelse med designet.
En af de mest vigtige opgaver ved tilslutning til et trefaset netværk skal du omhyggeligt beregne belastningen på hver af de tre faser, da dens ujævne fordeling kan forårsage faseubalance. En betydelig ubalance fører ofte til nødsituationer, herunder kritiske, når en af faserne brænder ud. Fire- eller femlederkabler bruges til at distribuere trefaset elektricitet gennem et anlæg.
Trefaset netværk med fire-leder kabel
For at levere elektricitet til enhederne bruges trefasede ledninger og et fungerende nul.
Fra omstillingsbord to ledninger lægges til stikkontakter og belysningsudstyr: en neutral ledning i kombination med hver faseledning. Som et resultat er enhederne forsynet med elektricitet med en spænding på 220 V.
Følgende fasebetegnelser bruges i strømforsyningsdiagrammet: A, B, C.
Femtråds trefaset elektrisk netværk
Den grundlæggende forskel mellem en fire-leder strømforsyning og en fem-leder strømforsyning er tilstedeværelsen af en jordledning, betegnet PE. Tilslutning til et trefaset netværk med fem ledere giver naturligvis mere høj sikkerhed end ved brug af fire ledere.
Den største vanskelighed ved at designe trefasede elektriske netværk er at fordele belastningen jævnt mellem faserne. Når du udfører beregninger, bør du ikke stole på Ohms lov - i sådanne tilfælde er det nødvendigt at bruge effektfaktoren (angivet med cosph) og efterspørgselsfaktoren - Kdemand. Traditionelt tages cosф for boligejendomme til 0,9-0,93, og efterspørgselskoefficienten for lejligheder (hvis antallet af forbrugere overstiger 5) tages til 0,8.
Strømkilderne til moderne elektriske installationer er normalt trefasede elektriske netværk, som er en kombination af tre spændingskilder AC med en frekvens på 50 Hz (step-down transformatorer eller generatorer), hvis viklinger er forbundet i henhold til et elektrisk stjernekredsløb (fig. 4.2, a), og strømledninger.
Fælles viklingsudgang ( fælles punkt elektrisk stjerne), kaldet neutral (N) elektrisk netværk, og de andre tre terminaler, som strømledningslederne er forbundet til, kaldes faser (A, B, C). Vekselstrømspændingerne genereret af hver kilde i et trefaset netværk kaldes fasespændinger (UA, UB, UC). De er ude af fase med hinanden med 120 elektriske grader
Ris. 4.2 Spændingssystem i et trefaset elektrisk netværk
Ris. 4.3 Generelt diagram over et trefaset netværk
(Fig. 4.2, b).
Spændingerne, der virker mellem ethvert par af faser i det elektriske netværk, kaldes lineære (UAB, UBC, UCA). Hvis modulerne er ens fasespændinger(|UA| = |UB| = |UC| = Uф) vil modulerne også være ens linjespændinger: |UAB|= |UBC| = |UCA| = Ul = Uф. Typisk Ul = 380 V, Uph = 220 V.
Elledninger i trefasede netværk kan være overhead- eller kabeltype. I begge tilfælde har lederne af det elektriske netværk en vis aktiv isolationsmodstand og kapacitans i forhold til jorden: RA, RB, RC, RN og CA, CB, CC, CN (fig. 4.3). I fremtiden vil vi for at forenkle beregningerne antage, at RA = RB = RC = Riz, CA = CB = CC = Cph.
Kapacitansen af faselederen i forhold til jorden afhænger af de geometriske forhold (ophængshøjde, tværsnit, dimensioner) og dielektriske egenskaber af isoleringen.
Den komplekse isolationsmodstand for hver fase af det elektriske netværk i forhold til jord bestemmes som resultatet parallel forbindelse aktive (Riz) og kapacitive (Xph = 1/jwCph) komponenter: Zfra = Rfra || Xf = Riz / (1 + jw RizCf). Modstanden ZN for neutralen bestemmes på samme måde.
Modulet for den komplekse isolationsmodstand af faselederen i det elektriske netværk i forhold til jorden bestemmes af formlen: 
, hvor w = 2p f - cirkulær frekvens af det elektriske netværk;
f = 50 Hz – lineær frekvens af det elektriske netværk.
Ved nuværende standarder i et netværk med en spænding på op til 1000 V skal den aktive faseisolationsmodstand i forhold til jord i området mellem tilstødende sikringer eller bagved den sidste have en værdi på mindst 500 kOhm, når forbrugerne er afbrudt. I et forgrenet elektrisk netværk kan antallet af sådanne parallelforbundne sektioner være ret stort.
Kapacitansen af faserne i forhold til jorden bestemmes af typen af ledning (antenne, ledning, kabel), dens geometriske parametre og kan ikke reduceres. Særligt stor fasekapacitans kan være i kabel linjer over en lang længde, og størrelsen af faseisoleringens komplekse modstandsmodul falder tilsvarende, og dens beskyttende virkning svækkes.
Afhængigt af den neutrale tilstand er der to mest almindelige typer elektriske netværk:
trefaset netværk med isoleret neutral (INS);
trefaset netværk med en solidt jordet neutral (SZN).
Neutralen i SIN er godt isoleret fra jorden, så for af denne type netværk kan vi antage, at ZN = | ZN| -> uendelig.
Neutralen i SZN er forbundet til en speciel jordingsenhed. Ifølge PUE krav trawlets grundstødningsmodstand R0 på noget tidspunkt af året bør ikke overstige 4 ohm for fasespændinger på 220 V eller for lineære spændinger på 380 V.
Således, almindelig ordning et trefaset elektrisk netværk kan repræsenteres som vist i fig. 4.3, hvor man skal antage ZN-> uendelig i tilfælde af SIN Og ZN » R0 for SZNs tilfælde .
I et trefaset netværk er der normal(NR) og nødsituation(AR) driftstilstande. Normal tilstand kendetegner god stand elektrisk netværk. På nødtilstand en af faserne er kortsluttet til jord gennem en relativt lav fejlmodstand ( Rzm), som karakteriserer processen med at sprede fejlstrømmen i jorden ved punktet med maksimalt potentiale (dvs. direkte i kontaktpunktet for de strømførende elementer med jorden). Typisk er kortslutningsmodstanden titusinder eller hundredvis af ohm og sjældnere - enheder af ohm, for eksempel, når ledningen er kortsluttet til jordet metal struktur eller falder i et vandbassin.
Resumé af livssikkerhed