Selektiv HPFI-afbryder: opbygning, formål, anvendelsesområde + diagram og tilslutningsdetaljer

Blandt mangfoldigheden af beskyttelsesenheder findes den selektive RCD, som specialister fremhæver som en praktisk og optimal løsning til beskyttelse. Hvad adskiller denne type enheder fra andre i den beslægtede gruppe?

Hvilke egenskaber har en selektiv enhed, og hvor høj er dens følsomhed? Lad os prøve at finde ud af det med en kort gennemgang i denne retning.

Formål og funktionsprincip

Relæenheder til elektriske netværk, der skal give beskyttelse mod direkte berøring i farlige zoner samt udstyrsbeskyttelse, findes i forskellige konstruktionsudførelser.

Særlige kendetegn ved selektive apparater

Et karakteristisk træk ved den selektive enhed er tilstedeværelsen af en tidsforsinkelse i afbrydelsen af kredsløbet, der forsyner belastningen.

Normalt overstiger denne parameter 40 ms – det betyder, at selektive apparater ikke er designet til at beskytte mod elektrisk stød ved direkte berøring.

Sortimentet af enheder, der anvendes til beskyttelse ved drift af elektriske netværk, giver et bredt udvalg. Stort set alle typer RCD'er kan anvendes i enfasede eller trefasede netværk

Blandt de selektive apparaters egenskaber skal også nævnes deres gode stabilitet over for strøm- og spændingsstød. Takket være denne egenskab er risikoen for fejltændinger og dermed kredsløbsafbrydelser næsten fuldstændigt elimineret. Om hvad selektivitet af automatiske afbrydere er, beskrives detaljeret i dette materiale.

Som regel anvendes enheder med en nominel strøm på 25-100 A. Samtidig ligger den differentielle lækstrøm i intervallet 0,1-0,3 A.

Der fremstilles to- og firepolede varianter af enheden. Hver type anvendes aktivt i forgrenede kaskadeskemaer.

Funktionsprincip og opbygning af RCD type S

De karakteristiske træk ved selektive enheder er begrænset til dem, der er nævnt ovenfor.

I resten af den konstruktive funktionalitet er der stort set ingen forskel mellem selektive apparater og almindelige enheder.

Modulernes funktionsprincip har et enkelt formål – at forebygge mulige strømafbrydelser, som udgør en potentiel risiko for brugere af diverse elektriske apparater. Selektive RCD'er virker også på at forhindre beskadigelse af udstyret.

Princippet er derfor standard – og gældende for alle beskyttelsesanordninger i RCD-gruppen:

1. Der er en differenstransformator i konstruktionen.
2. Takket være transformatoren sammenlignes kontrolstrømmene.
3. Forskellen overføres til det følsomme element.
4. Hvis forskellen overstiger den indstillede kontrolparameter, foretages en afbrydelse.

Det er hele arbejdsprincippet i store træk. Dog skal det også bemærkes, at enhederne er afhængige af strømforsyning.

I praksis anvendes to konstruktive varianter af RCD'er af selektiv type (og også almindelige). Den ene variant kræver ekstern strømforsyning, mens den anden helt undgår den.

Et firepolet modul indbygget i et enkelfaset spændingsnet. Tilslutningen er baseret på en traditionel løsning, hvor der anvendes en hovedafbryder, en elmåler og derefter en selektiv RCD.

Det er klart, at konstruktioner af beskyttelsesanordninger, der ikke bruger en ekstern strømforsyning, fremstår mere pålidelige end dem, der kræver en energikilde for at fungere effektivt.

Da differenstransformatoren i bund og grund er det dominerende konstruktionselement, stilles der særlige krav til denne del af RCD-kredsløbet.

Den magnetiske kerne af DT skal have en streng lineær magnetiseringskarakteristik.

Omtrent på denne måde forløber processerne inde i den magnetiske kerne af en selektiv RCD og strømmenes gang gennem de eksisterende arbejdsviklinger. Ved ændring af strømindikatorerne for hver linje overvåges lækagefaktoren.

Den magnetiske kernes temperaturegenskaber skal sikre kvalitetsarbejde over et bredt temperaturområde. Derfor anvendes et specielt materiale til fremstilling af dette element – amorft jern eller lignende.

Andre dele af konstruktionen af en selektiv RCD er følsomme magnetoelektriske relæer – direkte virkende elementer, ofte kaldet tærskelorganer.

I nogle konstruktioner erstattes relæerne med elektronik, men princippet forbliver det samme.

Normal- og fejltilstand

Ved drift af en type S RCD, indtil der registreres en lækstrøm (differensstrøm), leder lederne, der danner den elektriske kreds i kernens magnetfelt, ækvivalente nominelle belastningsstrømme.

Diagram, der tydeligt viser de interne processer i et selektivt modul under drift af enheden i arbejdstilstand. Den nødvendige følsomhed sikres ved justering af afbrydningsstrømmen.

Disse strømme, der er lige store, inducerer magnetiske felter med modsatrettet virkning inde i kernen.

Deres samlede flux er nul, hvilket forklarer manglen på strøm i strømtransformatorens sekundære vikling. Dens nulstrøm påvirker ikke afbrydningens følsomme element. RCD'en forbliver tændt.

I modsat fald, når det beskrevne skema brydes, forstyrres også strømbalancen. Som følge heraf dannes der en strøm af en bestemt størrelse på strømtransformatorens sekundære vikling.

Så snart denne værdi overstiger tærskelværdien for startelementet i den selektive beskyttelsesanordning, udløser den. Dette aktiverer udførelsessystemet til blokering - afbrydelse af belastningens strømforsyningskredsløb. RCD'en slukker og afbryder belastningskredsløbet.

Traditionelle anvendelsesområder for enheden

Som nævnt ovenfor anvendes denne modificering af beskyttelsesanordninger ikke til beskyttelse mod direkte kontakt.

Oftest anvendes enhederne som blokatorer i tilfælde af mulig antændelse af elektriske ledninger eller systemmekanismer.

Direkte kontakt med udstyr, især husholdningsudstyr, er almindeligt. Men i tilfælde af strømlækage kan sådan kontakt have alvorlige konsekvenser. RCD type S beskytter ikke mod direkte kontakt under lækageforhold, men der findes andre typer enheder til dette.

De samme RCD'er bruges som beskyttelsesmidler mod kortslutning i strømkredsløbene til værdifulde dyre installationer/apparater/udstyr eller i strømkredsløbene til vigtige teknologiske systemer.

Det er almindeligt at anvende selektive enheder ved opbygning af komplekse kaskade elektriske kredsløb, hvor hver gren belastes med forskellige typer belastninger med forskellige strømme.

Kaskade kredsløbsløsning til ledningsføring af elnettet ved brug af selektive beskyttelsesmoduler. En af de almindelige muligheder, der anvendes ved elektrificering af boligbygninger.

Med denne konfiguration af det elektriske forgreningssystem med selektive enheder opnås pålidelig beskyttelse af individuelle sektioner.

Og også hver enkelt RCD giver i tilfælde af en fejl mulighed for hurtig identifikation af defekten.

Tilslutningsdiagrammer for selektiv RCD-afbrydelse

Faktisk har kredsløbsløsningerne i dette tilfælde teoretisk set ikke nogen særlige kendetegn, der ville adskille dem fra opbygning af kredsløb med andre typer enheder i gruppen.

Et andet spørgsmål er, i hvilken rækkefølge man skal tilslutte, for eksempel selektiv afbrydning og afbrydning for direkte kontakt?

Typisk udførelse af apparatet, som sikrer strømafbrydelse ved lækstrøm og direkte berøring. Indstilling af afbryderstrøm er som regel mindst 30 mA

Hvis man ser på det selektive afbryderapparat i en enkelt variant, er det i dette tilfælde et element i den simpleste kreds og monteres standard:

1. Først installeres en automatisk afbryder.
2. Derefter følger et HFI-relæ af type S.
3. Derefter belastningskredsen.

I mellemtiden anvendes beskyttelsen i mange forskellige anvendelser af elektriske net.

For eksempel er det nødvendigt at sikre høj pålidelighed af en trefaset elektromotor. Hvordan organiserer man beskyttelse via et selektivt HFI-relæ i dette tilfælde?

En anden udførelsesvariant – et firepolet apparat – er mere bekvemt med hensyn til konfigurationsmuligheder for elinstallationen. Med dette modul er det lettere at manipulere med jordskinneinstallationen.

Her vil et firepolet apparat være velegnet, hvormed man kan organisere et beskyttelseskredsløb mod kortslutning (KS) af viklingerne.

Tilslutningen sker også via en mellemliggende HFI-relæindsats. Det vil sige, først tilsluttes en automatisk afbryder, som nummer to kommer den selektive beskyttelse, og som nummer tre elektromotoren.

Variant af skemaløsning med elektrisk motor. En enkel og ret effektiv løsning til beskyttelse af motoren mod mulige fase-til-fase-kortslutninger eller kortslutninger til jord.

Et enfaset kredsløb til standardbehov som belysning og strømforsyning kan konstrueres ganske enkelt ved at bruge et topolet apparat og flere automatiske afbrydere.

Fordeling af enfasede kanaler til hvert enkelt rum sker via automatiske afbrydere, som forsynes med fase fra beskyttelsesapparatet.

Dette er, kan man sige, en klassisk skemaløsning, som i de fleste tilfælde anvendes af ejere af kommunale boliger, husejere, sommerhusejere.

Klassisk skemavariant med et enkelt strømafbryderapparat til distribution af flere elektriske kredse. Almindelig løsning i ældre huse, hvor brug af jordskinne ikke var forudset.

Moderne boligprojekter forudsætter organisering af kredsløb med obligatorisk tilstedeværelse af en jordskinne. Derfor er en mindre ændring/tilføjelse af distributionsskemaet kendetegnende for sådanne løsninger.

Især bliver jordlederen (PE) et ekstra element i installationen, som er lige så uundværlig som nullederskinnen.

Alternativt kredsløbsdesign med samme sektorvariation af ledningsføring og med brug af de samme apparater. I denne variant bruges der allerede en jordskinne. Et sådant eksempel anses for at være mere effektivt med hensyn til beskyttelse.

I lejligheder, huse og sommerhuse udgør selektive beskyttelsesanordninger et obligatorisk supplement til lejlighedens el-tavle, når beboerne bruger husholdningsapparater:

• vaskemaskine;
• opvaskemaskine;
• kraftigt elkomfur (ovn).

Desuden fungerer denne type apparater (selektive) som regel som det andet beskyttelsestrin, mens det første trin består af fejlstrømsafbrydere til afbrydelse ved direkte kontakt.

Det vil sige, at der er tale om gruppevis tilslutning af enheder, og det er en virkelig effektiv løsning med hensyn til sikkerheden ved drift af husholdningens elektriske net.

Nuancer ved tilslutning af moduler type S

Nuancerne er i virkeligheden de samme som ved tilslutning af standardbeskyttelsesapparater.

Klemmerne på hvert apparat har en bestemt funktion (fase, nul) og er markeret tilsvarende.

Klemrækker på beskyttelsesapparatet og markeringer til tilslutning af elektriske linjer. Der vises også markeringen af knappen til udførelse af testoperation for korrekt aktivering af fejlstrømsafbryderen.

Ved montering må klemmernes positioner ikke ændres i forhold til deres funktion i forhold til strømforsyningskredsløbene.

Hvis man i stedet for fase tilslutter nulføringen, er det som minimum en risiko for, at enheden selv går i stykker. Det er yderst vanskeligt at forveksle de to punkter, men i praksis sker det alligevel.

En anden nuance er indstillingen af modulet til det eksisterende elektriske kredsløb med hensyn til strømgrænseafbrydelse.

Hvis konstruktionen ikke giver mulighed for strømindstilling, skal enheden vælges korrekt efter tekniske og driftsmæssige specifikationer.

Endelig er en obligatorisk nuance ved tilslutning test af apparatet i strømtilførselstilstand til belastningskredsløbet.

Denne funktion er enkel og kræver kun én handling – aktivering af en speciel knap, som er markeret på kabinettet/i dokumentationen som «Test».

Konklusioner og nyttig video om emnet

En tilgængelig og letforståelig videoforklaring af selektiviteten af beskyttelsesapparatets funktion:

Videoen demonstrerer praksis med tilslutning af en gruppe apparater til kredsløbet og enhedernes faktiske virkning i nødsituationer:

Man kan ofte støde på overvejelser om, hvor nemt det er at tilslutte en fejlstrømsafbryder til elnettet i en privat bolig. Sammen med overvejelserne anbefales det ofte at gøre arbejdet selv. Motivet er velkendt – besparelse. Men at spare på egen sikkerhed er ikke det bedste valg. Derfor bør sådanne handlinger med montering af en selektiv beskyttelsesanordning altid udføres af en professionel elektriker.

Har du erfaring med brug eller tilslutning af selektive fejlstrømsafbrydere, og kan du tilføje interessant information om emnet til vores materiale? Skriv venligst dine kommentarer og stil spørgsmål i boksen nedenfor.