Falsche Auslösungen von Fehlerstromschutzgeräten sind normalerweise das Ergebnis von Verdrahtungsfehlern. Es gibt verschiedene Arten von FI-Schutzschaltern mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien und geringfügigen Unterschieden im Anschlussdiagramm, die Sie für die korrekte Organisation von Stromnetzen kennen müssen.
Arten von RCDs
Aktuelle Leckageschutzvorrichtungen, die unter den Abkürzungen RCD, ADZ, VDT, RCBO bekannt sind, haben die Hauptfunktion, lebende Organismen vor elektrischen Verletzungen zu schützen und parasitäre dielektrische Verluste zu verhindern, die zu einem Brand führen können. Die gesamte in dieser Übersicht beschriebene Gerätepalette weist Unterschiede in Funktionsprinzip, Zweck, Empfindlichkeit, Stromart im Regelkreis, Belastbarkeit sowie einer Reihe anderer Faktoren auf. Um eine klare Vorstellung von den Fähigkeiten eines bestimmten Geräts zu haben, sollte man die Besonderheiten seines Betriebs verstehen..
Entsprechend dem Wirkungsmechanismus kann der RCD elektromechanisch und elektronisch sein. Im ersten Fall ist das Hauptfunktionselement ein Differentialtransformator auf einem Ringkern. Der Transformator hat zwei Primärwicklungen, durch die die Hauptlast fließt, sowie eine dritte Steuerwicklung. Im Normalbetrieb fließen entgegengesetzt gerichtete gleichwertige Ströme durch die Primärwicklungen, so dass ihre elektromagnetische Induktion gegenseitig kompensiert wird. Wenn an einem Punkt in der nach dem FI-Anschluss angeschlossenen Schaltung ein Leck auftritt, verlieren die Ströme in den Primärwicklungen ihre Äquivalenz, und in der Sekundärwicklung erscheint ein Aufnehmer. Wenn der induzierte Strom den eingestellten Wert überschreitet, löst die Freigabe aus, wodurch die Hauptkontaktgruppe unterbrochen wird.
Das Funktionsprinzip eines elektromechanischen FI
Elektronische FI-Schutzschalter haben ein anderes Funktionsprinzip. Ihre Arbeit basiert auf Halbleiterbauelementen. Die erste Verbindung der elektronischen Schaltung ist ein Stromteiler, dessen Aufgabe es ist, die auf die Hauptkontakte der Vorrichtung wirkende Last in eine Last umzuwandeln, die während des Betriebs von Halbleiterelementen zulässig ist. Ein proportionaler, aber kleinerer Strom fließt zum Komparator (Vergleich der Halbleitervorrichtung), der mit einem signifikanten Unterschied an den Eingängen ein Ausgangssignal erzeugt, das die Hauptschaltungsöffnungsvorrichtung aktiviert.
Diagramm eines elektronischen FI: A – Komparator; K – Relais; Т – Schaltfläche „Test“; R – Widerstand
Der praktische Unterschied zwischen RCDs mit elektronischer und elektromechanischer Wirkung ist wie folgt:
- Elektromechanische FI-Schutzschalter können bei hohen reaktiven und induktiven Lasten fälschlicherweise ausgelöst werden. Mit anderen Worten erzeugt die Verzögerung oder der Vorschub der Stromkurve in einer Wicklung relativ zur anderen eine Störung des Steuerkreises.
- Elektronische FI-Schutzschalter weisen aufgrund von Nennfehlern aller hochelektronischen Komponenten keine ausreichend hohe Genauigkeit auf. Auch der Wirkungsgrad elektronischer FI-Schutzschalter wird maßgeblich durch den im Regelkreis wirkenden Spannungswert beeinflusst..
Links: elektromechanischer RCD. Rechts: elektronischer FI
Entsprechend seinem Zweck ist es üblich, FI-Schutzschalter in Geräte zum Schutz vor elektrischem Schlag und Geräte zum Schutz vor feuergefährlichen Stromlecks durch die Isolierung zu klassifizieren. Zusätzlich zu geringfügigen Unterschieden im Gerät weisen diese Geräte einfach unterschiedliche Nennwerte für Differenzströme auf, bei denen der Schutzmechanismus ausgelöst wird.
Brandschutz RCD Typ S (selektiv)
Die Belastbarkeit des RCD gibt zunächst die Leitfähigkeit der Elemente der Hauptkontaktgruppe an. Es gibt auch Unterschiede in:
- Massiver Magnetkern, der der Erwärmung bei gegenseitiger Kompensation induktiver Einflüsse standhält.
- Leistungsklasse elektronischer Komponenten.
In der Kategorie anderer RCD-Funktionen ist die Möglichkeit am bemerkenswertesten, den Stromkreis auszuschalten, wenn der Strom überschritten wird. Tatsächlich kombinieren solche FI-Schutzschalter, die als Differentialleistungsschalter bezeichnet werden, einen Leistungsschalter und eine Stromverlustschutzvorrichtung..
Differentialautomat
Neutral- und Schutzleiter
Wir haben die Funktionsprinzipien des RCD herausgefunden, es bleibt nur eine Korrelation mit den vorhandenen Wechselstromversorgungskreisen durchzuführen. Die meisten Vorfälle im Zusammenhang mit unsachgemäßem Betrieb von Differentialschutzgeräten werden genau durch eine fehlerhafte Anwendung in verschiedenen Stromversorgungsschemata verursacht..
Wechselstromkreise zeichnen sich hauptsächlich durch das Vorhandensein und das Anschlussschema der Neutral- und Schutzleiter aus. Somit ist es möglich, Stromversorgungskreise mit einem fest geerdeten und isolierten Neutralleiter zu unterscheiden. In der Praxis liegt der Unterschied an der Stelle, an der die Nullarbeits- und Nullschutzleiter kombiniert werden. Damit der FI-Schutzschalter ordnungsgemäß funktioniert, muss der gemeinsame Nullpunkt gemäß dem Diagramm vor dem Installationsort des Geräts liegen.
RCD-gesteuerte Schaltkreise dürfen nicht das Potenzial haben, einen Teil des Stroms auf Masse abzusenken, da sonst falsche Auslösungen garantiert sind. Daher ist der Leckschutz hauptsächlich mit Netzwerken mit einem isolierten Neutralleiter (IT und TT) ausgestattet, dh sie haben nach der ASU über die gesamte Länge des Netzwerks keine Verbindung mit dem Neutralschutzleiter. Die gleiche Kategorie umfasst Systeme mit geerdetem Neutralleiter TN-S und TN-C-S, obwohl die Installation eines Differentialschutzes in ihnen zusätzliche Sorgfalt erfordert..
In TN-C-Systemen können Fehlerstromschutzschalter jedoch weiterhin ordnungsgemäß funktionieren. Ihre Verbindung erfolgt nach einem 3- oder 5-Draht-Schema, dh der Schutzleiter erstreckt sich zur Verteilereinheit, um sich mit einer Arbeitsnull an der Stelle zu verbinden, an der der RCD eingesetzt ist. In diesem Fall ist der Schutz gegen Differenzstrom in der Selektivität begrenzt: Es ist schwierig, ganze Gruppen von Leitern zu schützen. Geräte können nur an den äußersten Zweigen, dh unmittelbar vor Stromabnehmern, installiert werden. Ein besonderes Beispiel – Steckdosen mit eingebautem Auslaufschutz.
Auswahl der Nennparameter
Umfang und Zweck des FI-Schutzschalters werden durch zwei Schlüsselparameter bestimmt: die Belastbarkeit und die Leckage, bei der der Stromkreis unterbrochen wird. Wenn der Differentialschutz so ausgelegt ist, dass die Schwere der Folgen einer elektrischen Verletzung verringert wird, wird seine Nennleistung anhand der zulässigen Werte des auf den Körper einwirkenden Stroms ausgewählt.
Der erste Grad der elektrischen Verletzung ist durch Anfälle ohne Bewusstseinsverlust gekennzeichnet und verursacht keine irreparablen Schäden. Eine solche Läsion ist typisch, wenn winzige Ströme durch den Körper fließen: etwa 10 mA für Kinder und bis zu 30 mA für Erwachsene. Daher wird ein FI-Schutzschalter mit einer Leckageeinstellung solcher Werte verwendet, um die Hauptauslassgruppen zu schützen. In diesem Fall werden die empfindlichsten FI-Schutzschalter für Steckdosen in Bodennähe verwendet, auf die Kinder zugreifen können, sowie für Gruppen, die in einem Zweidrahtkreis angeschlossen sind. Steckdosen für Haushaltsgeräte mit Schutzerdungskontakt werden über einen FI mit einer Empfindlichkeit von 30 mA angeschlossen. Zum Schutz vor elektrischem Schlag ist es üblich, elektromechanische Geräte als die zuverlässigsten zu verwenden.
Die Hauptmerkmale des RCD
Der allgemeine Schutz der Kabelstromleitungen vor Leckagen durch Isolierung wird durch FI-Schutzschalter mit einer Differenzstromeinstellung von 100, 200 oder 500 mA gewährleistet. Ein genauerer Wert wird durch die Eigenschaften des Kabelprodukts und die Leitungslänge bestimmt. Je schlechter die dielektrischen Eigenschaften und je höher die Länge, desto größer der Gesamtleckwert. Eine hohe Eigenkapazität des Kabels verursacht keine Fehlalarme, da die Ladungsakkumulation mit einer proportionalen Stromarbeit in beiden Leitern einhergeht.
Die Tragfähigkeit des RCD wird je nach Betriebsart der geschützten Leitung mit einem Sicherheitsabstand von ca. 10–20% eingestellt. Die Wahl des Nennwerts genau nach den Werten des effektiven Stroms ist mit einer Überhitzung des Geräts behaftet, aber wenn der Spielraum signifikant größer ist, ist eine Verringerung der Empfindlichkeit möglich. Bei Differentialautomaten sind wiederum die maximale Stromeinstellung und die Auslösecharakteristik von zentraler Bedeutung und werden durch die Anforderungen zum Schutz der Leitung vor Überlast bestimmt..
Einphasiger und dreiphasiger Anschluss
Die wichtigste Regel für den Anschluss von Differentialschutzgeräten ist, dass alle Leiter, entlang denen sich die elektrische Ladung bewegt, mit ihnen verbunden werden müssen. Bei einphasigen Netzen werden zweipolige Geräte verwendet: Die linke Kontaktgruppe ist für den Phasenleiter vorgesehen, die rechte für den Arbeitsnullpunkt. Die herkömmliche Richtung des Stromflusses spielt für elektromechanische RCDs keine Rolle, während bei elektronischen Geräten die Last ausschließlich von unten mit Stromversorgung zu den oberen Anschlüssen verbunden werden muss.
Dreiphasiger RCD-Anschlussplan: 1 – automatisches Eingangsgerät; 2 – Dreiphasenmesser; 3 – vierpoliger FI; 4 – automatische Vorrichtung zum Anschließen einer dreiphasigen Last; 5 – automatische Geräte mit zweiphasiger Last
Der Anschluss von dreiphasigen FI-Schutzschaltern erfolgt ebenfalls fehlerfrei mit einer arbeitenden Null durch das Gerät. Letztendlich hat sogar ein Asynchronmotor drei lineare Leiter, die keinen strengen Lastausgleich aufweisen, so dass sie in einem „Stern“ -Schaltkreis über einen Balun verbunden sind. Wenn gleichzeitig der Motor selbst durch das Schutzerdungssystem auf Null gestellt wird, funktioniert der FI-Schutzschalter garantiert nicht richtig..
Verkabelung korrigieren
Die meisten FI-Schutzschalter gehören zur Kategorie der modularen Technologie für die Installation auf einer 35-mm-DIN-Schiene. Die Höhe des Moduls und die Größe des Halses entsprechen den Standardabmessungen, sodass bei der Platzierung des Diffusors in normalen Reihenkästen keine Probleme auftreten.
In Bezug auf die Montage der Schalttafelverkabelung gibt es Feinheiten. Der Anschluss des Eingangs Nullpunkt an den gemeinsamen Bus oder das Cross-Modul muss unmittelbar nach dem Ausgang des FI mit einem Leiter ohne Abzweigungen erfolgen. In diesem Fall sollten nur die Leitungen an diesen Bus angeschlossen werden, deren Schutz von dem Gerät gesteuert wird, von dem die Arbeitsnull genommen wird. Somit gilt im Standardpanel folgendes Anschlussdiagramm:
- Die Eingangsphase und der Neutralleiter des Eingangskabels sind direkt mit den RCD-Klemmen verbunden. Auf der Rückseite werden der Arbeitsnullpunkt und die Phasen entfernt, wobei jeder Leiter auf einem separaten Bus liegt.
- Folgendes ist an den gemeinsamen Nullbus angeschlossen:
- Neutralleiter des Beleuchtungsnetzes direkt;
- Nullanschluss der RCD 1-Gruppe bei 10 mA;
- Nullanschluss von RCD 2-Gruppen bei 30 mA.
- Die gesamte Last ist an den Phasenbus angeschlossen, einschließlich der FI-Schutzschalter der Gruppen 1 und 2.
RCD-Anschlussplan: 1 – Einführungsmaschine; 2 – Zähler; 3 – allgemeiner selektiver RCD; 4 – modulübergreifend; 5 – Beleuchtungsleistungsschalter; 6 – Leistungsschalter für RCD-Schutz; 7 – RCD der ersten Gruppe 10 mA; 8 – RCD der zweiten Gruppe 30 mA; 9 – Nullbus; 10 – Erdungsbus
Da sich der Nullkontakt der Differentialschutzvorrichtungen rechts befindet, werden die Vorrichtungen selbst auf der rechten Seite der Reihe angeordnet, um anschließend die Phasen mit einem Kamm auf die Leistungsschalter zu verteilen. Nach den RCDs 1 und 2 der Gruppen werden zusätzliche Busse oder Cross-Module installiert, an die alle in der entsprechenden Schutzgruppe enthaltenen Leitungen angeschlossen sind. Wenn in den lokalen Gruppenfeldern ein Fehlerstromschutzschalter oder ein Differenzialschalter installiert ist, folgen diese immer zuerst dem Diagramm. Die Ausnahme bilden Beleuchtungsleitungen, die über die Eingangsanschlüsse der Schutzgeräte mit Strom versorgt werden. Um den Übertragungswiderstand zu verringern, sollten Litzen mit Aderendhülsen gecrimpt werden. Das Anziehen des Drehmoments für modulare Geräte ist nicht kritisch, es ist jedoch erforderlich, die Kontakte 48 bis 72 Stunden nach Abschluss der Installation wieder festzuziehen.
Überprüfung und Fehlerbehebung
Durch die Installation eines FI-Schutzschalters in nahezu jedem Stromversorgungssystem können Sie Geräte und Leitungen, die an das Netzwerk angeschlossen sind, genau auf Probleme mit der Isolierung und dem Ausfall des Gehäuses überprüfen. Dazu versuchen sie, den FI-Schutzschalter so nah wie möglich an den Eingangsleistungsschalter heranzuführen: Der Schutzbereich wird nur breiter, während der Problempunkt durch sequentielle Aufzählung der angeschlossenen Leitungen leicht erkannt werden kann.
Der Fehlbetrieb eines FI-Schutzschalters ist fast immer eine Folge menschlicher Handlungen: Berühren des Gerätekörpers, Anschließen des Geräts an eine Steckdose usw. In den meisten Fällen kann der Ort der Leckage daher relativ schnell lokalisiert werden. Wenn ein einführender FI-Schutzschalter ausgelöst wird, der mehrere Gruppen steuert, wird eine Leitung mit schwacher Isolierung ermittelt, indem die Steckdosengruppen nacheinander getrennt und die Leistung des Stromnetzes überwacht werden. Das erkannte Netzwerk kann unter Umgehung des FI-Schutzschalters auf Strom umschalten, jedoch nur bei erneuter Verbindung beider Leiter und nur dann, wenn eine solche Änderung des Stromkreises unter dem Gesichtspunkt der elektrischen Sicherheit zulässig ist. In anderen Fällen muss entweder ein Diffusor für einen höheren Leckstromwert installiert oder die Leitungsisolation wiederhergestellt werden.
In regelmäßigen Abständen müssen Sie die Leistung des Mechanismus testen. Zu diesem Zweck verfügt jedes Gerät über eine Testtaste, die einen Ausgangspol mit dem gegenüberliegenden Eingangspol über einen Strombegrenzungswiderstand schließt. Somit wird ein Leck simuliert, dessen Wert mit hoher Genauigkeit nahe an der Antwortschwelle liegt. Das Fehlen einer Reaktion auf das Drücken der Testtaste kann zu einer Fehlfunktion des Geräts und zu einer zu niedrigen Betriebsspannung führen.
Wie schließe ich einen FI-Schutzschalter ordnungsgemäß an, wenn ich Maschinen im Dashboard anschließen möchte?
Um einen FI-Schutzschalter ordnungsgemäß an Maschinen im Dashboard anzuschließen, müssen zunächst die entsprechenden Anschlüsse identifiziert werden. Der FI-Schutzschalter sollte immer direkt an der Stromquelle angeschlossen werden, bevor die Maschinen angeschlossen werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Phasen korrekt angeschlossen sind und die Erdung vorhanden ist. Nach dem Anschließen der Maschinen ist es wichtig, den FI-Schutzschalter zu testen, um sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß funktioniert. Es ist ratsam, einen Fachmann hinzuzuziehen, um sicherzustellen, dass der FI-Schutzschalter korrekt installiert ist und die Sicherheit gewährleistet ist.