Um dispositivo de corrente residual (RCD) é projetado para abrir a rede elétrica no caso de correntes de fuga. Essas correntes (também chamadas diferenciais) aparecem principalmente como resultado de uma violação do isolamento dos elementos da rede elétrica. Como eles fluem apenas através do fio de fase, e seus valores podem ser bastante pequenos (a resistência de isolamento não necessariamente se torna imediatamente zero, especialmente se isso acontecer devido ao seu envelhecimento), então, neste caso, a proteção de corrente instalada no sistema não funciona. A instalação de um RCD permite proteger os usuários da possibilidade de choque elétrico devido a uma violação do isolamento de aparelhos elétricos.
Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento do RCD é baseado no uso de um transformador de instrumento, que possui dois enrolamentos acoplados indutivamente. Um deles está conectado em série ao zero e o outro ao fio de fase. Em condições normais de operação da rede elétrica, os fluxos magnéticos causados por essas correntes são compensados mutuamente, pois seus valores são iguais entre si.
No caso de uma corrente de fuga, o fluxo magnético gerado pela corrente do fio de fase excede o valor do fluxo magnético no fio neutro. Como resultado, é dado um comando para operar o relé, que abre o circuito elétrico.
Ao projetar e instalar a proteção automática, as características da rede elétrica da instalação devem ser levadas em consideração. Se for necessário conectar um RCD em um apartamento, geralmente ele é instalado no painel de entrada próximo ao medidor de eletricidade.
Para conectar corretamente o RCD, é necessário entender os recursos de design e o princípio de operação desses dispositivos.
Existem dois tipos de RCD de acordo com o princípio de operação:
- eletromecânico;
- eletrônico.
Para o funcionamento do primeiro deles, não há necessidade de fornecer tensão aos circuitos de controle deste dispositivo, ou seja, a qualidade de funcionamento de tais dispositivos independe da presença de tensão na rede. Isso aumenta muito sua confiabilidade em relação aos modelos eletrônicos. Um exemplo de um RCD eletrônico é o ABB RCD F202 AC-80/0.03, e um RCD eletromecânico é o ABB FH202 AC-40/0.03.
Além disso, dependendo do número de fases da rede em que este dispositivo deve ser instalado, ele pode ser feito na versão bipolar (por exemplo, ABB FH202 2P) ou quadripolar (ABB FH204 4P). O esquema de conexão RCD mais comum atualmente é a instalação de um dispositivo bipolar em uma rede monofásica. Por sua vez, um RCD de quatro polos pode ser utilizado em uma rede trifásica com neutro isolado ou solidamente aterrado, bem como em uma rede monofásica.
Diagrama geral de conexão do RCD
Para responder à questão de como conectar corretamente um RCD, você deve ler atentamente os diagramas de conexão mais comuns para esses dispositivos.
Compreender as regras gerais para instalação de automação de proteção e os critérios de escolha de seus parâmetros ajudará você a selecionar e instalar corretamente um RCD com os parâmetros necessários em um painel elétrico.
Para garantir o funcionamento confiável do RCD, ele deve ser conectado à rede elétrica após o medidor através de um disjuntor. Este requisito é explicado pelo fato de que no caso de correntes de choque de curto-circuito, o RCD não garante a operação em tempo hábil de seus contatos de interrupção. Assim, o resultado de tais situações de emergência pode ser não só a falha do RCD, mas também a destruição dos elementos da rede elétrica ou mesmo um incêndio.Ao escolher um disjuntor, deve-se levar em consideração que o valor de sua corrente nominal não pode ser superior à corrente nominal do RCD.
A ligação do RCD pode ser efectuada segundo um esquema concebido de forma a garantir a sua resposta à corrente de fuga que circula em qualquer um dos elementos da rede eléctrica protegida. Para fazer isso, esse dispositivo é conectado imediatamente após o medidor e o disjuntor geral no painel de entrada. Assim, é alcançada a proteção simultânea de todos os consumidores que recebem energia através desta máquina. No entanto, esse método de instalação tem uma desvantagem significativa - não garante a seletividade da proteção automática, ou seja, sua capacidade de desligar apenas os elementos da rede em que surgiram situações de emergência.
Para garantir a seletividade necessária do sistema de proteção, é necessário fornecer vários dispositivos separados que são conectados após disjuntoresestabelecido para proteger determinados grupos de consumidores.
Assim, podemos distinguir dois princípios básicos para a construção de um circuito de proteção usando RCDs.
- Esquema de um nível. Implica a desconexão de todos os consumidores da rede em caso de fuga de corrente em qualquer um dos seus elementos. Este esquema é utilizado em pequenas redes elétricas com um número limitado de consumidores de baixa potência. A vantagem deste método é a capacidade de calcular de forma simples os valores dos elementos necessários, bem como a facilidade de instalação no quadro elétrico e manutenção destes dispositivos. Para implementá-lo, basta colocar apenas um RCD no painel elétrico após o medidor e a máquina geral.
- Esquema em camadas. A escolha correta dos elementos desse esquema de proteção automática é visivelmente mais complicada do que no caso anterior. Os parâmetros RCD para cada grupo de consumidores são determinados com base em sua potência total. Ao instalar esses dispositivos, é importante atentar para o fato de que a conexão do fio neutro é feita no corte do condutor que vai para o grupo protegido de consumidores. Se tomarmos para estes propósitos, por exemplo, um zero comum imediatamente após o contador, então o RCD irá desarmar quando a tensão for aplicada à rede. Caso contrário, os parâmetros de proteção são selecionados levando em consideração a corrente nominal dos disjuntores, bem como sua localização na estrutura em árvore. Um RCD com uma corrente nominal inferior deve ser colocado após um dispositivo similar com um valor maior deste parâmetro.
Em princípio, não é tão difícil escolher a classificação necessária dos dispositivos de proteção. A conformidade com as regras acima ajudará você a calcular independentemente os parâmetros necessários, bem como instalar corretamente todos os dispositivos de automação de proteção necessários.
Ao conectar os fios aos contatos localizados na caixa do RCD, é importante não confundir os terminais de fase e neutro. As designações apropriadas estão marcadas no próprio dispositivo. Quanto à instalação dos fios, é melhor certificar-se novamente de que não há fase no fio conectado ao contato zero do RCD. Um erro de conexão pode fazer com que o dispositivo falhe após aplicar tensão a ele.
Na maioria dos prédios de apartamentos, a fiação elétrica é representada por apenas dois fios: zero e fase. Seu projeto não prevê a presença de fio terra na blindagem do medidor de energia elétrica. Isso cria inúmeras dificuldades com a conexão de eletrodomésticos modernos, que devem ser aterrados sem falhas.
No entanto, com base no princípio básico de proteção, tal esquema de conexão RCD não reduz suas qualidades de proteção, pois em caso de fuga, ainda há uma diferença no valor das correntes nos fios neutro e fase (pelo maneira, o medidor elétrico “não percebe” a corrente de fuga, que é usada ativamente por consumidores sem escrúpulos para conexão não autorizada de aparelhos elétricos). Outra coisa é que, se o corpo da instalação elétrica não tiver contato com o solo, não haverá circuito pelo qual a corrente de fuga possa fluir.Surge uma situação em que o caminho para o fluxo dessa corrente é criado somente depois que uma pessoa toca o corpo de tal dispositivo (se o próprio corpo humano tiver contato com o solo).
O uso de autômatos diferenciais
Para combinar as funções de um RCD e um disjuntor em um dispositivo, você pode colocar em vez deles máquina diferencial.
O princípio de seu funcionamento é o mesmo desses dispositivos, apenas todos os seus elementos são combinados em uma caixa. Este dispositivo combinado pode responder tanto à corrente de curto-circuito quanto à corrente de fuga. A vantagem indiscutível de tal equipamento é sua compacidade e facilidade de instalação no painel do medidor elétrico. Isso torna bem possível realizar trabalhos de automontagem do circuito de proteção usando difavtomatov.
No entanto, como essas máquinas possuem um design interno mais complexo, a falha de qualquer um de seus elementos acarretará uma substituição onerosa de todo o dispositivo. Portanto, é aconselhável instalar disjuntores fabricados por fabricantes confiáveis de equipamentos elétricos, como ABB ou Schneider Electric, para proteger a rede.
Somente após um estudo detalhado das características dos dispositivos de proteção e dos parâmetros dos consumidores da rede elétrica, bem como uma compreensão clara de como conectar corretamente o RCD, você pode ter certeza de que uma pessoa despreparada poderá selecionar e instalar dispositivos de proteção automática.
