Selektiver RCD: Gerät, Zweck, Anwendungsbereich + Diagramm und Anschlussnuancen

Unter den vielfältigen Schutzeinrichtungen gibt es einen selektiven RCD, der von Experten als praktische und optimale Möglichkeit zur Schutzorganisation angesehen wird. Wie hebt sich dieser Gerätetyp von anderen in einer verwandten Gruppe ab?

Welche Eigenschaften hat ein selektives Gerät und wie hoch ist seine Empfindlichkeit? Versuchen wir es mit einem kurzen Rückblick in diese Richtung herauszufinden.

Zweck und Funktionsprinzip

Relaisgeräte für elektrische Netzwerke, die zum Schutz vor direktem Kontakt in explosionsgefährdeten Bereichen sowie zum Schutz von Geräten konzipiert sind, werden durch eine Vielzahl von Geräten repräsentiert Design.

Merkmale ausgewählter Geräte

Ein charakteristisches Merkmal eines selektiven Geräts ist das Vorhandensein einer Zeitverzögerungsfunktion im Stromkreis zum Abschalten des Stromkreises, der die Last mit Strom versorgt.

Typischerweise überschreitet dieser Parameter 40 ms – das bedeutet, dass selektive Geräte nicht zum Schutz vor Schäden durch direkten Kontakt ausgelegt sind.

Das Spektrum der zum Schutz beim Betrieb elektrischer Netze eingesetzten Geräte bietet eine große Auswahl. Fast alle Arten von RCDs können in einphasigen oder dreiphasigen Netzen eingesetzt werden

Zu den Merkmalen selektiver Geräte gehört auch ihre gute Stabilität gegenüber Strom- und Spannungsstößen. Dank dieser Eigenschaft wird das Risiko von Fehlalarmen und damit von Stromkreisabschaltungen nahezu vollständig ausgeschlossen.Was Selektivität von Leistungsschaltern ist, wird ausführlich beschrieben dieses Material.

In der Praxis werden in der Regel Geräte verwendet, deren Nennstrom im Bereich von 25–100 A liegt. In diesem Fall liegt der Wert des Differenzableitstroms im Bereich von 0,1–0,3 A.

Es werden zweipolige und vierpolige Versionen des Geräts hergestellt. Jeder Typ wird aktiv als Teil verzweigter Kaskadenschaltungen verwendet.

Funktionsprinzip und Aufbau des RCD Typ S

Die Besonderheiten selektiver Geräte beschränken sich nur auf die oben genannten.

Bei allen übrigen Designfunktionen gibt es praktisch keinen signifikanten Unterschied zwischen selektiven Geräten und Allzweckgeräten.

Das Funktionsprinzip der Module dient ausschließlich dazu, mögliche Stromlecks zu verhindern, die eine potenzielle Gefahr für Benutzer verschiedener elektrischer Geräte darstellen. RCDs vom selektiven Typ verhindern auch Schäden an Geräten.

Das Funktionsprinzip bleibt dementsprechend Standard und gilt für alle Schutzgeräte der RCD-Gruppe:

1. Im Design ist ein Differentialtransformator enthalten.
2. Dank des Transformators erfolgt ein Vergleich der Steuerströme.
3. Die Differenz wird an das Sensorelement übertragen.
4. Übersteigt die Differenz den eingestellten Regelparameter, erfolgt eine Abschaltung.

Das ist das gesamte Funktionsprinzip im Allgemeinen. Erwähnenswert ist jedoch auch die Abhängigkeit der Geräte von der Stromversorgung.

In der Praxis werden zwei Gestaltungsmöglichkeiten für selektive RCDs (und auch allgemeine) verwendet. Eine der Optionen beinhaltet eine externe Stromversorgung, die andere verzichtet komplett darauf.

Vierpoliges Modul integriert in ein einphasiges Spannungsnetz.Die Umschaltung erfolgt auf Basis einer herkömmlichen Lösung, bei der eine Eingabemaschine, ein Stromzähler und anschließend ein selektiver RCD zum Einsatz kommen

Es ist klar, dass Schutzgerätekonstruktionen, die keinen externen Stromkreis verwenden, zuverlässiger zu sein scheinen als solche, die für die Betriebseffizienz eine Energiequelle benötigen.

Da der Differentialtransformator tatsächlich das dominierende Konstruktionselement ist, werden an diesen Teil der RCD-Schaltung besondere Anforderungen gestellt.

Der Magnetkern des DT muss eine streng lineare Magnetisierungscharakteristik aufweisen.

Dies ist ungefähr die Art und Weise, wie die Prozesse im Magnetkern eines RCD vom selektiven Typ und der Stromfluss durch die vorhandenen Arbeitswicklungen ablaufen. Durch Ändern der Stromindikatoren jeder Leitung wird der Leckfaktor gesteuert

Die Temperatureigenschaften des Magnetkerns sollen einen qualitativ hochwertigen Betrieb über einen weiten Temperaturbereich gewährleisten. Daher wird zur Herstellung dieses Elements ein spezielles Material verwendet – amorphes Eisen oder ähnliches.

Weitere Teile des Designs eines selektiven RCD-Geräts sind empfindliche magnetoelektrische Relais – direkt wirkende Elemente, oft als Schwellenelemente bezeichnet.

Bei einigen Konstruktionen werden Relais durch Elektronik ersetzt, das Prinzip bleibt jedoch dasselbe.

Normal- und Notfallmodus

Beim Betrieb eines S-Typ-RCD leiten die Leiter, die im Magnetfeld des Kerns einen Stromkreis bilden, äquivalente Nennlastströme, bis das Vorhandensein eines Leckstroms (Differenzstroms) erkannt wird.

Ein Diagramm, das die internen Prozesse eines selektiven Moduls beim Betrieb des Geräts im Betriebsmodus deutlich zeigt.Durch die Einstellung entsprechend dem Abschaltstrom wird die erforderliche Empfindlichkeit gewährleistet

Diese gleich großen Ströme induzieren im Inneren des Kerns Magnetfelder mit multidirektionaler Wirkung.

Ihr Gesamtfluss ist Null, was den fehlenden Strom in der Sekundärwicklung des Dieselgenerators erklärt. Sein Nullstrom hat keinen Einfluss auf das Abschaltsensorelement. Der RCD bleibt eingeschaltet.

Andernfalls wird bei einer Störung des beschriebenen Stromkreises auch das Gleichgewicht der Ströme gestört. Dadurch wird in der Sekundärwicklung des DT ein Strom einer bestimmten Größe erzeugt.

Sobald dieser Wert den Schwellwert des Auslöseelements der selektiven Schutzeinrichtung überschreitet, wird diese ausgelöst. Dadurch wird das Exekutivblockiersystem aktiviert und die Laststromkreise abgeschaltet. Der RCD schaltet ab und unterbricht den Laststromkreis.

Traditionelle Einsatzgebiete des Gerätes

Wie oben erwähnt, dient diese Modifikation der Schutzeinrichtungen nicht dem Schutz vor direktem Berühren.

Am häufigsten werden die Geräte als Verriegelungen im Falle eines möglichen Brandes in elektrischen Leitungen oder Systemmechanismen verwendet.

Direkter Kontakt mit Geräten, insbesondere Haushaltsgeräten, kommt häufig vor. Im Falle eines Stromlecks ist ein solcher Kontakt jedoch mit schwerwiegenden Folgen verbunden. Ein RCD vom Typ S schützt nicht vor direktem Kontakt unter Leckagebedingungen, es gibt jedoch andere Arten von Geräten dafür

Dieselben RCDs werden als Schutzausrüstung gegen Kurzschlüsse in den Stromversorgungskreisen wertvoller teurer Installationen/Geräte/Geräte oder in den Versorgungskreisen wichtiger technologischer Systeme eingesetzt.

Beim Aufbau komplexer Kaskadenstromkreise, bei denen jeder Zweig eine andere Art von Last mit unterschiedlichen Strömen umfasst, ist es üblich, selektive Geräte einzuführen.

Kaskadenschaltungslösung für die elektrische Netzwerkverkabelung mit selektiven Schutzmodulen. Eine der häufigsten Möglichkeiten zur Elektrifizierung von Wohngebäuden

Durch diese Konfiguration des Stromverzweigungssystems mit selektiven Geräten wird ein zuverlässiger Schutz in einzelnen Bereichen gewährleistet.

Darüber hinaus bietet jedes einzelne RCD im Falle eines Unfalls die Möglichkeit, den Defekt schnell festzustellen.

Anschlusspläne für RCDs mit selektiver Abschaltung

Tatsächlich weisen die Schaltungslösungen in diesem Fall theoretisch keine Merkmale auf, die sie vom Schaltungsaufbau mit anderen Gerätetypen der Gruppe unterscheiden würden.

Eine andere Frage ist, in welcher Reihenfolge sollten wir beispielsweise selektives Cutoff und Direct Touch Cutoff einbeziehen?

Ein typisches Design des Geräts, das die Blockierung der Stromversorgung bei Stromverlust und direktem Kontakt gewährleistet. Die Einstellung des Abschaltstroms beträgt üblicherweise mindestens 30 mA

Betrachtet man das selektive Abschaltgerät in einer Einzelausführung, so ist es in diesem Fall ein Element der einfachsten Schaltung und wird standardmäßig montiert:

1. Zuerst wird der Leistungsschalter installiert.
2. Als nächstes kommt der RCD Typ S.
3. Dann die Lastkette.

Mittlerweile wird der Schutz elektrischer Netze vielfältig genutzt.

Beispielsweise muss eine hohe Zuverlässigkeit des Betriebs eines dreiphasigen Elektromotors gewährleistet sein. Wie organisiert man in diesem Fall den Schutz durch einen RCD vom selektiven Typ?

Eine weitere Designoption ist ein vierpoliges Gerät, das hinsichtlich der Konfigurationsmöglichkeiten für die elektrische Verkabelung komfortabler ist. Mit diesem Modul ist es einfacher, die Erdungsbusverkabelung zu manipulieren

Hier eignet sich ein vierpoliges Gerät, mit dessen Hilfe Sie eine Schutzschaltung gegen Kurzschlüsse (Kurzschlüsse) der Wicklungen organisieren können.

Der Anschluss erfolgt ebenfalls über einen zwischengeschalteten RCD-Einsatz. Das heißt, die Maschine schaltet sich zuerst ein, die zweite Nummer ist der selektive Schutz, die dritte ist der Elektromotor.

Schaltungsentwurfsmöglichkeit mit einem Elektromotor. Eine einfache und sehr wirksame Lösung, um den Motor vor möglichen Phase-zu-Phase-Kurzschlüssen oder Kurzschlüssen zum Rahmen zu schützen

Durch den Einsatz eines zweipoligen Geräts und mehrerer Leistungsschalter lässt sich ganz einfach ein einphasiger Stromkreis für Standardbedarfe wie Beleuchtung und Stromversorgung aufbauen.

Einphasige Kanäle werden durch jeden einzelnen Raum geführt Leistungsschalter, die von der Phase gespeist werden, die vom Schutzgerät kommt.

Man könnte sagen, dass es sich um eine klassische Schaltungslösung handelt, die in den meisten Fällen von Eigentümern kommunaler Wohnungen, Eigentümern von Häusern und Ferienhäusern genutzt wird.

Eine klassische Schaltungsvariante mit einer Stromabschalteinrichtung zur Verdrahtung mehrerer Stromkreise. Eine gängige Lösung in alten Häusern, in denen die Verwendung eines Erdriegels nicht vorgesehen war

Moderne Wohnprojekte erfordern die Organisation von Stromkreisen mit der obligatorischen Anwesenheit einer Erdungsschiene. Daher zeichnen sich solche Lösungen durch geringfügige Änderungen/Ergänzungen im Schaltplan aus.

Insbesondere der Erdungsleiter (PE), der derselbe integrale Bestandteil wie der Nullbus ist, wird zu einem zusätzlichen Element der Verkabelung.

Eine alternative Schaltungslösung mit der gleichen sektoralen Variation der Verkabelung und der Verwendung der gleichen Geräte.Nur bei dieser Option wird bereits eine Erdungsschiene verwendet. Dieses Beispiel scheint hinsichtlich des Schutzes wirksamer zu sein

In Wohnungen, Häusern und Ferienhäusern sind selektive Schutzvorrichtungen eine obligatorische Ergänzung der Schalttafel der Wohnung, wenn die Bewohner Haushaltsgeräte verwenden:

• Waschmaschine;
• Geschirrspüler;
• leistungsstarker Elektroherd (Herd).

Darüber hinaus fungiert dieser Gerätetyp (selektiv) in der Regel als zweite Schutzstufe, während in der ersten Stufe RCD-Abschaltungen für den direkten Direktkontakt vorhanden sind.

Das heißt, es gibt eine Gruppenverbindung von Geräten und dies ist eine wirklich wirksame Option im Hinblick auf die Betriebssicherheit von Haushaltsstromnetzen.

Nuancen der Verbindung von Typ-S-Modulen

Tatsächlich sind die Nuancen die gleichen wie beim Anschluss von Standard-Schutzgeräten.

Die Anschlüsse jedes Geräts haben einen bestimmten Zweck (Phase, Neutralleiter) und sind entsprechend gekennzeichnet.

Klemmenblöcke am Schutzgerät und Symbole zum Anschluss elektrischer Leitungen. Außerdem wird die Bezeichnung der Schaltfläche zum Durchführen eines Testvorgangs für die korrekte Funktion des RCD angezeigt.

Während der Installation ist es nicht akzeptabel, die Positionen der Klemmen hinsichtlich ihres Zwecks in Bezug auf die Stromkreise zu ändern.

Wenn Sie anstelle einer Phase einen Nullbus anschließen, besteht zumindest die Gefahr eines Ausfalls des Geräts selbst. Es ist äußerst schwierig, zwei Punkte zu verwechseln, aber in der Praxis kommt es vor.

Eine weitere Nuance ist die Anpassung des Moduls an den vorhandenen Stromkreis hinsichtlich der Stromabschaltung.

Wenn das Design keine aktuellen Anpassungsmöglichkeiten vorsieht, sollten Sie das richtige Gerät entsprechend seinen technischen und betrieblichen Eigenschaften auswählen.

Schließlich ist eine obligatorische Verbindungsnuance Gerätetests im Modus der Stromversorgung des Lastkreises.

Diese Funktion ist einfach und erfordert nur eine Aktion – die Aktivierung einer speziellen Taste, die auf dem Gehäuse/in der Dokumentation als „Test“ gekennzeichnet ist.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Eine zugängliche und verständliche Videoerklärung zur Selektivität der Schutzeinrichtung:

Das Video demonstriert die Praxis des Einschaltens einer Gruppe von Geräten und den tatsächlichen Betrieb von Geräten in Notsituationen:

Es gibt oft Argumente dafür, wie einfach es ist, einen FI-Schutzschalter an das Stromnetz eines Privathauses anzuschließen. Neben der Argumentation wird oft empfohlen, diese Arbeit selbst durchzuführen. Das Motiv ist bekannt – Sparen. Allerdings ist es nicht die beste Wahl, an der eigenen Sicherheit zu sparen. Daher sollten solche Maßnahmen zur Installation einer selektiven Schutzvorrichtung immer von einem professionellen Elektriker durchgeführt werden.

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