RCD je ločena vrsta zaščitnih električnih naprav skupaj z avtomatskimi odklopniki (AB). Čeprav je njihov namen prav električna zaščita, je tako kot AB njihov princip delovanja drugačen.
Zakaj potrebujemo RCD, če obstaja AV?
Sčasoma se električna izolacija delov električnih naprav pod napetostjo, vključno z grelnimi elementi, žicami, napajalnimi kabli in kabli, neizogibno stara. In potem začnejo iz njih skozi prevodna ohišja različnih električnih naprav v zemljo teči tako imenovani uhajajoči tokovi v razponu od nekaj deset mikroamperov do nekaj miliamperov.
Običajni AV-ji nikakor ne reagirajo na pojav uhajajočih tokov - navsezadnje predstavljajo nepomembne deleže nazivnih tokov električnih porabnikov. Vendar je njihov videz (natančneje, tok, ki presega določeno dovoljeno mejo) znak za alarm. To je opozorilo, da se bližajo izredne razmere in da jih preprečite, potrebujete posebno zaščitno električno napravo - RCD.
Poleg tega, kot je znano, je nesproščeni (konvulzivni) tok, ki predstavlja smrtno nevarnost za človeka (z določenim časom izpostavljenosti), le 10 mA. Zato se je potreba po ustvarjanju zaščitnih naprav, ki se odzivajo na uhajajoče tokove v tem območju vrednosti, čutila že od samega začetka širokega prodora električne energije v vsakdanje življenje.
Razlaga delovanja naprave
Poskusimo razložiti načelo delovanja RCD z uporabo hidravlične analogije. Predpostavimo, da voda teče skozi zaprta zanka segrevanje vode na enak način kot električni tok po žicah. Če nekje v grelna cev Ko se pojavi luknja, skozi njo teče voda. Zato bo njegov pretok (analog električnega toka) skozi dva odseka cevi, od katerih je eden na vhodu vezja, drugi pa na njegovem izhodu, drugačen. Enako velja za uhajajoče tokove v električni napravi. Lahko primerjate, koliko toka gre v električno napravo in koliko gre ven. V enofazni električni napravi tok vstopa skozi fazno žico in izstopa skozi ničelno žico, zato je dovolj, da primerjamo tokove v teh dveh žicah. To je načelo delovanja RCD v enofazno omrežje. Če vrednosti toka na vhodu in izhodu električne naprave niso enake, jo ta izklopi iz omrežja v času približno nekaj milisekund. Tako kratek odzivni čas je potreben, ker lahko tokove uhajanja, ki presegajo vrednost sprožilnega toka RCD, povzroči prav oseba, ki se dotakne prevodnega telesa naprave.
Delovni tok
Toda da bi RCD postal učinkovit v življenjske razmere, trajalo je veliko časa. Najprej je bilo treba natančno določiti količino toka uhajanja, ki bi bila varna za ljudi med delovanjem naprave. Poskusi zasnove RCD za tokove uhajanja manj kot 10 mA so privedli do ustvarjanja velikih, zapletenih in dragih naprav, ki so poleg tega nagnjene k lažnim alarmom zaradi različnih elektromagnetnih motenj. 
Do začetka 80. let 20. stoletja. njihov delovni tok je bil na podlagi poskusov s prostovoljci izbran na 30 mA in nastali so majhni transformatorji s feritnimi obročnimi jedri (imenujejo se diferencialni), ki so postali senzorji uhajalnega toka. Elektromehanski diferencialni RCD-DM z odzivnim tokom od 20 do 30 mA, ki so danes najbolj priljubljeni v vsakdanjem življenju, so šli v prodajo. Običajno so črke DM izpuščene, naprava pa se preprosto imenuje RCD.
Načelo delovanja RCD in povezovalna shema
Tokovi, ki tečejo skozi fazne in nevtralne vodnike v različnih smereh, vzbujajo dva magnetna toka F1 in F2 enake velikosti v obročnem jedru transformatorja naprave, vendar so vektorji magnetne indukcije, ki ustrezajo tem tokovom, usmerjeni v nasprotni smeri v jedru in medsebojno kompenzirajo drug drugega. Zato je skupni magnetni pretok v jedru enak nič, prav tako EMF v sekundarnem navitju transformatorja. 
Če se zaradi okvare izolacije pojavi uhajajoči tok blizu prožilnega toka, potem F1 ≠ F2, se v jedru pojavi magnetni tok, ki inducira EMF v izhodnem navitju, ki lahko ustvari tok, ki zadostuje za sprožitev elementa praga RCD. Nato se zapah skupine močnostnih kontaktov potegne nazaj in njeni kontakti se odprejo. To je načelo delovanja vseh vrst RCD.
Vse vrste takšnih naprav imajo gumb »Test«, ko ga pritisnete, se umetno ustvari trenutna situacija uhajanja, da se preveri delovanje naprave. Za ponovno vklop RCD po preskusnem delovanju se uporablja zastavica ali samozaskočni gumb.
Vrste RCD
Znani elektromehanski in elektronske vrste takšne zaščitne naprave. Načelo delovanja RCD in povezovalna shema obeh vrst sta enaka, vendar naprave prve vrste ne potrebujejo napajanja in so preproste in zanesljiv dizajn. Za njihovo sprožitev je v zaščiteni električni napravi dovolj toka uhajanja.
Elektronski RCD zahteva napajalno napetost, saj je pragovni element v njem izdelan v obliki elektronsko vezje, ki ojača majhen tok v izhodnem navitju svojega transformatorja in ustvari impulz za izvršilni rele. 
V zvezi s tem je sam elektronski transformator RCD manjši po velikosti, dimenzijah in moči. Modul pragovnega elementa z ojačevalnikom se napaja iz krmiljenega vezja in če se prevodnik prekine v njegovem napajalnem vezju, bo taka naprava izgubila svojo funkcionalnost. Obstajajo tudi druga tveganja pri delovanju elektronskih RCD. Na primer odpoved njegovih elektronskih komponent zaradi impulznih prenapetosti v napajalnem omrežju.
Ker je zanesljivost elektronskih RCD nižja od zanesljivosti elektromehanskih, so tudi njihovi stroški nižji.
Trifazni RCD
Trifazna naprava, za razliko od enofazne, ima štiri poli namesto dveh, saj nevtralni vodnik poteka skozi obe vrsti naprav. Načelo delovanja trifaznega RCD je enako kot pri enofaznem. 
Jedro njegovega transformatorja pokriva štiri vodnike - tri fazne in enega ničelnega. Skupni tok v trifaznih žicah (tako imenovani tok ničelnega zaporedja) je po velikosti vedno enak toku v nevtralna žica in nasprotno od njega v smeri (znotraj RCD). V tem primeru jedro transformatorja ni magnetizirano in v njegovem izhodnem navitju ni toka. Če se v zaščiteni napravi pojavi tok uhajanja, se v jedru pojavi izmenični magnetni tok, ki inducira EMF v izhodnem navitju transformatorja. Skozi tok začne teči tok, ki je sorazmeren uhajalnemu toku, in če uhajajoči tok preseže delovni tok, RCD izklopi električni aparat. Ravnovesje tokov v krmilnem telesu RCD je moteno in sproži.
Trifazni RCD brez nevtralnega vodnika
Za zaščito pred uhajalnimi tokovi asinhronih elektromotorjev, katerih navitja so povezana v trikotnik ali zvezdo z nepovezanim nevtralnim, je priključen 4-polni RCD z nezasedenim ničelnim priključkom. V odsotnosti uhajalnih tokov v fazah elektromotorja je vsota tokov v faznih žicah zelo majhna in ne more sprožiti zaščite. Pojav uhajanja toka iz fazne žice skozi ohišje motorja na tla povzroči kroženje toka ničelnega zaporedja skozi RCD transformator, na katerega se odzove električni aparat. Splošno načelo Tudi v tem primeru se delovanje RCD ne spremeni.
Značilnosti uporabe enofaznih in trifaznih RCD
Trifazne 4-polne naprave imajo precej visoke obratovalne tokove, kar jim omogoča uporabo samo za požarno zaščito, kot so AV s toplotnimi sprostitvami. Zaščita skupinskih vodov do vtičnic v sobah, kuhinjah in kopalnicah ali zaščita posameznih električnih vodov močnejših električnih naprav (pralnih in pomivalni stroji, električni štedilniki, električni grelniki vode) je treba izvajati na 2-polnih enofaznih RCD z nazivnimi vrednostmi toka uhajanja, nastavljenimi od 20 mA do 30 mA. 
Da bi bilo delovanje RCD v enofaznem omrežju varno, mora biti sam zaščiten pred prekomernim tokom (med dolgotrajnim neprekinjenim delovanjem delujoče električne naprave) z AV, nameščenim pred njim, s toplotnim sprožilcem .
Delovanje RCD brez ozemljitve
Kot veste, v starih sovjetskih hišah stanovanjska električna napeljava ni imel ločene ničle zaščitni vodnik, priključen na ozemljitveno zanko. Predpostavljeno je bilo, da njegovo funkcijo opravlja ničelni delovni vodnik (tako imenovani napajalni sistem TN-C s skupnim ničelnim delovnim in zaščitnim vodnikom). In ker v vseh izdajah PUE obstaja prepoved vgradnje zaščitnih naprav v zaščitne vodnike, so prepovedani tudi 2-polni RCD-ji, ki hkrati prekinejo fazo in nevtralnost. Tudi zadnja 7. veljavna izdaja PUE v klavzuli 7.1.80 je potrdila nesprejemljivost namestitve RCD v omrežjih v skladu z TN-C sistem. Dejstvo je, da so bili zabeleženi primeri električnega udara med njihovim delovanjem.
Razlog za to je bila razlika v času stikov naprave, ki je znašala nekaj milisekund. A če bi najprej odklopili kontakt v nevtralni žici, bi bil potem ob razpadu izolacije na ohišju gospodinjskega električnega aparata porabnik pod polno fazno napetostjo, tako da je bilo teh nekaj milisekund povsem dovolj za smrtno poškodbo.
Za stanovanja brez nevtralnih zaščitnih vodnikov je nesprejemljivo namestiti splošno stanovanjsko RCD, vendar se lahko posamezne takšne naprave namestijo v skupinske vtičnice s skupnim zaščitnim vodnikom ali v napajalne vode posameznih električnih naprav, če so zaščitni vodniki skupin vtičnic. ali so vtičnice priključene na njihove vhodne nevtralne sponke po najkrajši poti. 
V tem primeru prekinitev znotraj RCD nevtralne delovne žice pred fazno žico ne povzroči prekinitve zaščitnega vodnika električne naprave, saj odsek zaščitnega vodnika od vhodne nevtralne sponke skozi vtičnico in moč bo kabel električne naprave ostal nedotaknjen.
09.10.2014Enofazno in trifazno električno omrežje
Elektrika pride do končnega porabnika preko daljnovodov in ker imajo visoko napetost, te energije ni mogoče uporabiti brez transformacije. Za zmanjšanje napetosti se uporabljajo posebni sistemi - transformatorske postaje; pretvorijo visokonapetostno napetost v optimalno vrednost.
Da bi zagotovili dom z močjo, se lahko uporabi trifazno ali enofazno omrežno vezje, njihove značilnosti pa bodo obravnavane spodaj.
Transformatorska postaja
Transformatorska postaja je zasnovana za sprejem električne energije, ki prihaja iz daljnovodov, njeno pretvorbo in distribucijo. Postaja vključuje naslednjo opremo: padajoči transformator, razdelilno napravo (ED) in krmilno enoto.
Zunaj mesta so najbolj razširjene transformatorske postaje s stebri in drogovi. Glavna naprava transformatorske postaje je eno- ali trifazni transformator, ki zmanjšuje napetost. Najpogosteje v podeželska območja uporablja se enofazno omrežno vezje, ki deluje v povezavi s trifaznimi transformatorji.
Napetost se zmanjša na nazivno raven in po pretvorbi je lahko 380 V (linearna) ali 220 V (fazna). V skladu s tem se napajanje, ki ga prejmejo potrošniki, imenuje trifazno ali enofazno.
Enofazno napajanje
Za oskrbo predmetov z električno energijo enofazno omrežno vezje uporablja dve liniji: fazno in ničelno delovno žico. Skupaj tvorijo enofazno električno omrežje. Nazivna napetost je enako 220 V.
Priključitev na enofazno omrežje s to shemo ne predvideva ozemljitve. Danes se uporablja precej redkeje - najdemo ga predvsem v stavbah, ki so del starega stanovanjskega sklada.
Enofazno dvožilno omrežje
Enofazno omrežje je lahko dvo- ali trižično. Eden od znakov dvožilnega električnega omrežja je uporaba aluminijastih vodnikov. V trižilnih omrežjih poleg standardnih žic (faza in nevtralnost) obstaja tudi zaščitna žica, ki opravlja ozemljitveno funkcijo.
Uporaba enofaznega omrežnega vezja te vrste omogoča dodatno zaščito domačih prebivalcev pred udarci električni udar in se izognili izgorelosti električne naprave. Ozemljitvena žica (PE) je povezana z ohišji gospodinjski aparati, takoj ko je faza v kratkem stiku z ohišjem, se oprema izklopi.
Pri gradnji sodobnih stavb se v glavnem uporablja povezava z enofaznim omrežjem s tremi vodniki, veliko manj pogosto - z enim.
Trifazno napajanje
Trifazno napajanje vključuje uvedbo treh napajalnih faz v stavbo, označenih z L1, L2, L3 in nevtralni vodnik N. Nazivna delovna napetost med katerim koli parom faznih žic je 380 V, med "ničelno" žico in vsako od faznih žic pa 220 V. Uporaba trifaznega omrežnega vezja vam omogoča, da opremo oskrbujete z električno energijo pri napetosti 220 ali 380 voltov. Ožičenje, ki prihaja iz električnega panela, je položeno po celotnem domu v skladu z zasnovo.
Eden najbolj pomembne naloge pri priključitvi na trifazno omrežje natančno izračunajte obremenitev vsake od treh faz, saj lahko njena neenakomerna porazdelitev povzroči fazno neravnovesje. Znatno neravnovesje pogosto vodi do izrednih razmer, vključno s kritičnimi, ko ena od faz izgori. Štiri- ali petžilni kabli se uporabljajo za distribucijo trifazne električne energije po objektu.
Trifazno omrežje s štirižilnim kablom
Za napajanje naprav z električno energijo se uporabljajo trifazne žice in delovna ničla.
Od stikalna plošča dve žici sta položeni do vtičnic in svetlobne opreme: ničelna žica v kombinaciji z vsako fazno žico. Zaradi tega so naprave opremljene z električno energijo z napetostjo 220 V.
V diagramu napajanja so uporabljene naslednje oznake faz: A, B, C.
Petžično trifazno električno omrežje
Temeljna razlika med štirižilnim napajalnikom in petžičnim napajalnikom je prisotnost ozemljitvene žice, imenovane PE. Priključitev na trifazno omrežje s petimi vodniki seveda zagotavlja več visoka varnost kot pri uporabi štirih vodnikov.
Največja težava pri načrtovanju trifaznih električnih omrežij je enakomerna porazdelitev obremenitve med fazami. Pri izračunih se ne smete zanašati na Ohmov zakon - v takih primerih je treba uporabiti faktor moči (označen s cosph) in faktor povpraševanja - Kdemand. Tradicionalno se za stanovanjske nepremičnine cosf šteje za 0,9-0,93, za koeficient povpraševanja po stanovanjih (če število potrošnikov presega 5) pa 0,8.
Viri napajanja sodobnih električnih inštalacij so običajno trifazna električna omrežja, ki so kombinacija treh napetostnih virov. AC s frekvenco 50 Hz (stopenjski transformatorji ali generatorji), katerih navitja so povezana v skladu z električnim zvezdnim vezjem (slika 4.2, a), in daljnovodi.
Skupni izhod navitja ( skupna točka električna zvezda), imenovana nevtralna (N) električno omrežje, ostale tri sponke, na katere so priključeni vodniki daljnovoda, pa imenujemo faze (A, B, C). Napetosti izmeničnega toka, ki jih ustvari vsak vir trifaznega omrežja, imenujemo fazne napetosti (UA, UB, UC). Med seboj sta izven faze za 120 električnih stopinj
riž. 4.2 Napetostni sistem trifaznega električnega omrežja
riž. 4.3 Splošni diagram trifaznega omrežja
(Sl. 4.2, b).
Napetosti, ki delujejo med katerim koli parom faz električnega omrežja, se imenujejo linearne (UAB, UBC, UCA). Če sta modula enaka fazne napetosti(|UA| = |UB| = |UC| = Uф) bodo tudi moduli enaki linijske napetosti: |UAB|= |UBC| = |UCA| = Ul = Uф. Običajno Ul = 380 V, Uph = 220 V.
Električni vodi v trifaznih omrežjih so lahko nadzemni ali kabelski. V obeh primerih imajo vodniki električnega omrežja določeno aktivno izolacijsko upornost in kapacitivnost glede na tla: RA, RB, RC, RN in CA, CB, CC, CN (slika 4.3). V prihodnje bomo za poenostavitev izračunov predpostavili, da je RA = RB = RC = Riz, CA = CB = CC = Cph.
Kapacitivnost faznega vodnika glede na tla je odvisna od geometrijskih razmerij (višina obešanja, presek, dimenzije) in dielektričnih lastnosti izolacije.
Kot rezultat se določi kompleksna izolacijska upornost vsake faze električnega omrežja glede na tla vzporedna povezava aktivne (Riz) in kapacitivne (Xph = 1/jwCph) komponente: Zfrom = Rfrom || Xf = Riz / (1 + jw RizCf). Podobno se določi upor ZN za nevtralno.
Modul kompleksne izolacijske upornosti faznega vodnika električnega omrežja glede na tla je določen s formulo: 
, kjer je w = 2p f – krožna frekvenca električnega omrežja;
f = 50 Hz – linearna frekvenca električnega omrežja.
Avtor: trenutni standardi v omrežju z napetostjo do 1000 V mora imeti izolacijski upor aktivne faze glede na tla v območju med sosednjimi varovalkami ali za zadnjo, ko so porabniki odklopljeni, vrednost najmanj 500 kOhm. V razvejanem električnem omrežju je lahko število takih vzporedno povezanih odsekov precej veliko.
Kapacitivnost faz glede na tla je določena z vrsto voda (antena, žica, kabel), geometrijski parametri in je ni mogoče zmanjšati. Fazna kapacitivnost je lahko še posebej velika kabelske linije na dolgi dolžini, zato se velikost kompleksnega upornega modula fazne izolacije ustrezno zmanjša in njen zaščitni učinek je oslabljen.
Glede na nevtralni način obstajata dve najpogostejši vrsti električnih omrežij:
trifazno omrežje z izoliranim nevtralnim (INS);
trifazno omrežje s trdno ozemljeno ničlo (SZN).
Nevtralni v SIN je dobro izoliran od tal, tako za te vrste omrežja lahko predpostavimo, da je ZN = | ZN| -> neskončnost.
Nevtralnost v SZN je povezana s posebno ozemljitveno napravo. Glede na Zahteve PUE odpornost na ozemljitev vlečne mreže R0 kadar koli v letu ne sme preseči 4 ohmov za fazne napetosti 220 V ali za linearne napetosti 380 V.
torej splošna shema trifazno električno omrežje je mogoče predstaviti, kot je prikazano na sl. 4.3, kje predpostaviti ZN-> neskončnost za primer SIN in ZN » R0 za primer SZN .
V trifaznem omrežju so normalno(NR) in nujnost(AR) načini delovanja. Normalni način označuje dobro stanje električno omrežje. pri zasilni način ena od faz je v kratkem stiku z ozemljitvijo zaradi relativno nizke odpornosti na napako ( Rzm), ki označuje proces širjenja okvarjenega toka v tleh na mestu največjega potenciala (tj. neposredno na mestu stika tokovnih elementov s tlemi). Običajno je upornost kratkega stika desetine ali stotine ohmov in manj pogosto - enote ohmov, na primer, ko je žica v kratkem stiku z ozemljeno kovinska konstrukcija ali pade v vodni bazen.
Povzetek življenjske varnosti