Wie funktioniert Fehlerstromschutzschalter (RCD)?

FI Schutzschalter / Fehlerstromschutzschalter - Funktion und Aufbau (Dezember 2018).

Anonim

Abbildung 1 - Fehlerstromkomponenten

Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) dient zur Erkennung von Erdfehlerströmen und zur Unterbrechung der Versorgung, wenn ein Erdstrom fließt. Die Hauptanwendung besteht darin, einen Stromschlag zu verhindern, aber RCDs können auch zum Schutz von Geräten, insbesondere vor Feuer, verwendet werden. Die Erdfehlerströme, die eine RCD betreiben, können von 5 mA bis zu vielen Ampere reichen. Für typische häusliche Anwendungen würde der typische Auslösestrom 30 mA betragen. Der RCD kann manuell geöffnet und geschlossen werden, um normale Lastströme zu schalten, und er öffnet automatisch, wenn ein Erdfehlerstrom fließt, der ungefähr 50% oder mehr des Nennauslösestroms beträgt.

Die Hauptmerkmale eines RCD sind in Abb. 1 dargestellt . Die Hauptkomponente ist ein Ringkerntransformator, auf dem die Leiter für den Laststrom (stromführend) und den Rückstrom (neutral) in entgegengesetzte Richtungen gewickelt sind. Der Toroid trägt auch eine Erfassungswicklung. Wenn kein Erdschlussstrom fließt, sind die Last- und Rückströme gleich. In diesem Fall sind die von den Last- und Rückstromwicklungen erzeugten mmfs gleich; Es gibt keinen resultierenden Fluss in dem Toroid und die Erfassungswicklung erzeugt keinen Strom.

Wenn ein Fehlerstrom fließt, gibt es einen Unterschied zwischen den Last- und Rückströmen, der einen resultierenden Fluss in dem Toroid erzeugt und einen Strom in der Erfassungswicklung induziert.

Abbildung 2 - Betrieb des gepolten Auslöserelais

Der in der Erfassungswicklung erzeugte Strom betätigt ein Relais, das die Hauptkontakte des RCD öffnet. Die Erfassungswicklung muss aus einer sehr kleinen Ausgangsleistung ausreichend Leistung erzeugen, um den Auslösemechanismus zu betätigen. Zwei alternative Methoden werden verwendet. Bei dem ersten Verfahren wird das Ausgangssignal von der Erfassungsspule elektronisch verstärkt, und das zweite Verfahren verwendet ein polarisiertes Relais, das mit einem empfindlichen mechanischen Auslösemechanismus arbeitet. Der Betrieb eines polarisierten Auslöserelais beruht auf dem magnetischen Ausgang einer kleinen Spule, die das Feld von einem Permanentmagneten annulliert, wodurch die Freigabe eines Ankers bewirkt wird. Die Grundoperation ist in Fig. 2 dargestellt .

Der Betrieb eines RCD wurde hier für den einphasigen Betrieb beschrieben, aber er kann auch in einer dreiphasigen Anwendung angewendet werden, wo er typischerweise in einem leichten industriellen System zum Schutz gegen Feuer verwendet wird. Es gibt zwei Anordnungen eines dreiphasigen rcd. Entweder sind die drei Phasen um einen Stromwandler gewickelt oder die drei Phasen und der Neutralleiter sind auf einen Symmetriertransformator gewickelt.

Der RCD hat nur eine begrenzte Ausschaltkapazität und ersetzt keine Überstromschutzgeräte wie den MCB. Der Fehlerstromschutzschalter mit Überstrom (RCBO) ist jetzt verfügbar; Dies ist ein RCD mit einem Überstromauslösemechanismus und erweiterten Kontakten, um die Unterbrechung von Fehlerzuständen zu bewältigen.

RCDs werden gemäß den Anforderungen von IEC 1008 und IEC 1009 entwickelt und getestet.

Quelle: Electric Power Engineer's Handbuch von D. Warne

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