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Dispositivi differenziali. L'uso di RCD in vari sistemi di rete. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Dispositivi di corrente

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Applicazione RCD nei moderni impianti elettrici con sistemi di messa a terra - TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT - ha le sue caratteristiche.

Sulla fig. 14.16 -14.20 vengono forniti esempi dell'inclusione di RCD in vari sistemi di rete. Sulla fig. 14.16 mostra un esempio dell'uso di RCD in un'installazione elettrica del sistema TN-S. La modalità TN-S, secondo gli esperti, fornisce le migliori condizioni di sicurezza elettrica per il funzionamento degli impianti elettrici ed è la più favorevole per il corretto funzionamento dell'RCD.

Riso. 14.16. L'uso di RCD nel sistema TN-S: 1 - messa a terra della fonte di alimentazione (nella sottostazione); 2 - messa a terra di protezione dell'impianto elettrico dell'edificio (nello schermo di ingresso); 3 - parti conduttive esposte

Riso. 14.17. L'uso di RCD nel sistema TT: 1 - messa a terra della fonte di alimentazione; 2 - messa a terra di protezione dell'impianto elettrico dell'edificio; 3 - parti conduttive esposte

In un sistema TT, tutte le parti conduttive esposte di un impianto elettrico sono collegate a una terra elettricamente indipendente dalla terra neutra dell'alimentazione.

Fino ad ora, gli EMP hanno vietato l'uso del sistema TT negli impianti elettrici degli edifici.

Lo standard (PUE, 7a edizione, clausola 7.1.84) prescrive l'uso del sistema TT come principale nel caso di collegamento di questi impianti elettrici ai dispositivi di ingresso e distribuzione di un edificio (capitale) vicino.

Il PUE, clausola 413.1.4, afferma che nel sistema TT, i dispositivi di protezione da sovracorrente possono essere utilizzati per proteggere dal contatto indiretto solo negli impianti elettrici; dotati di dispositivi di messa a terra con resistenza molto bassa. Allo stesso tempo, è necessario eseguire uno spegnimento garantito dell'impianto elettrico quando una tensione non superiore a 50 V appare sulle parti conduttive aperte dell'impianto elettrico. 14.17 mostra l'uso di RCD in un'installazione elettrica di un sistema TT.

In condizioni reali, è molto problematico disattivare automaticamente l'alimentazione dell'impianto elettrico del sistema TT utilizzando gli interruttori automatici per una serie di motivi (la necessità di fornire una grande molteplicità di corrente di cortocircuito, bassa resistenza del dispositivo di messa a terra, ecc.).

Una soluzione efficace al problema dello spegnimento automatico è l'uso di interruttori differenziali sensibili.

Il PUE, clausola 1.7.59, contiene un requisito per applicare un RCD per garantire condizioni di sicurezza elettrica nel sistema TT. In questo caso, il valore dell'impostazione (corrente differenziale di interruzione nominale) deve essere inferiore al valore della corrente di guasto alle parti conduttive aperte messe a terra a una tensione di 50 V rispetto alla zona a potenziale zero.

Ciò significa che negli impianti elettrici di singoli edifici residenziali, cottage, case di campagna (giardino) e altre strutture private, dove non è sempre possibile realizzare un conduttore di terra con parametri standard, è necessario utilizzare un sistema TT con l'installazione obbligatoria di un RCD. In questo caso, i requisiti per il valore della resistenza dell'elettrodo di terra sono notevolmente ridotti.

In un sistema IT il valore della corrente di guasto a terra è determinato dallo stato dell'isolamento della rete rispetto a terra. Quando la condizione di isolamento è buona (alta resistenza verso terra), la corrente di guasto a terra è molto bassa. In caso di contatto diretto di una persona con le parti conduttrici di un impianto elettrico, la quantità di corrente che passa attraverso il corpo umano è determinata anche dalla resistenza di isolamento e, se la resistenza di isolamento è superiore a un certo valore, non rappresenta un pericolo per la vita.

Pertanto, il livello di resistenza di isolamento nelle reti IT è un fattore che determina sia l'affidabilità che la sicurezza elettrica del loro funzionamento. Poiché è molto importante mantenere la resistenza di isolamento ad un livello elevato nelle reti IT, il monitoraggio automatico costante dell'isolamento è essenziale per la protezione elettrica.

L'uso di RCD nelle reti informatiche è regolamentato (PUE, clausola 1.7.58) come segue:

"... In tali installazioni elettriche, per la protezione contro il contatto indiretto al primo guasto a terra, deve essere eseguita la messa a terra di protezione in combinazione con il monitoraggio dell'isolamento della rete o devono essere utilizzati RCD con una corrente di interruzione residua nominale non superiore a 30 mA."

Negli impianti elettrici del sistema IT, i dispositivi di monitoraggio dell'isolamento danno un segnale al primo guasto a terra. Se si verifica un secondo guasto a terra prima che il primo guasto venga eliminato, viene attivato l'RCD (Fig. 14.18).

Sulla fig. 14.19 mostra l'uso di RCD nell'installazione elettrica di un edificio del sistema TN-CS. Qui, il conduttore PEN è suddiviso in conduttori N e PE non per l'intero impianto elettrico dell'edificio, ma solo per una parte di esso. Il primo ricevitore elettrico è installato in quella parte dell'impianto elettrico dell'edificio in cui è presente un conduttore PEN. Il secondo ricevitore elettrico viene utilizzato nella parte dell'impianto elettrico dell'edificio, dove viene utilizzato un conduttore di protezione zero.

Lo standard (PUE, note alla clausola 413.1.3.8) ha restrizioni sull'uso di RCD come dispositivo di protezione nel sistema TN.

Limitazione 1. Il sistema TN-C non deve utilizzare dispositivi di protezione differenziale.

Limitazione 2. Quando si utilizza un dispositivo di protezione differenziale per l'intervento automatico in un sistema TN-CS, non deve essere utilizzato un conduttore PEN sul lato carico. Il collegamento del conduttore di protezione al conduttore PEN deve essere effettuato sul lato alimentazione del dispositivo di protezione differenziale.

Allo stesso tempo, secondo lo standard specificato, è consentito utilizzare RCD in quelle parti dell'impianto elettrico dell'edificio in cui i circuiti elettrici con conduttori PEN si trovano prima dei terminali di ingresso RCD.

Al paragrafo 1.7.80 della CEI della 7a edizione c'è l'indicazione:

"Non è consentito utilizzare un RCD che reagisce alla corrente differenziale in circuiti trifase a quattro fili (sistema TN-C). Se è necessario utilizzare un RCD per proteggere singoli ricevitori elettrici alimentati dal sistema TN-C, il conduttore di protezione PE del ricevitore elettrico deve essere collegato al conduttore PEN del circuito che alimenta il ricevitore elettrico, prima del dispositivo di protezione".

Ciò significa che, come eccezione per la protezione dei singoli ricevitori elettrici, il PUE consente l'uso di RCD nel sistema TN-C, a determinate condizioni - collegando parti conduttive aperte di ricevitori elettrici al conduttore PEN dalla fonte di alimentazione in relazione all'RCD. Sulla fig. 14.20 mostra un esempio dell'uso di RCD nell'installazione elettrica del sistema TN-C.

Riso. 14.18. L'uso di RCD nel sistema IT: 1 - messa a terra di protezione dell'impianto elettrico dell'edificio; 2 - parti conduttive esposte

Riso. 14.19. L'uso di RCD nel sistema TN-CS: 1 - messa a terra della fonte di alimentazione; 2 - messa a terra di protezione dell'impianto elettrico dell'edificio; 3 - parti conduttive esposte

Riso. 14.20. L'uso di interruttori differenziali nel sistema TN-C: 1 - messa a terra della fonte di alimentazione; 2 - messa a terra di protezione dell'impianto elettrico dell'edificio; 3 - parti conduttive esposte

Fino ad ora, la maggior parte degli impianti elettrici nel nostro paese funziona con un sistema di messa a terra simile a TN-C (senza conduttore di protezione PE).

È necessario considerare più in dettaglio il funzionamento dell'RCD in tali impianti elettrici. In tale impianto elettrico, in caso di guasto dell'isolamento sul corpo del ricevitore elettrico, se questo caso non è collegato a terra (ad esempio, un frigorifero o una lavatrice su una base isolante), l'RCD incluso nel circuito di alimentazione del ricevitore elettrico non funzionerà, poiché non esiste un circuito di corrente di dispersione - non c'è corrente di differenza (differenziale).

In questo caso, sul corpo del ricevitore elettrico apparirà un potenziale pericoloso rispetto alla terra. In questo caso, quando una persona tocca il corpo del ricevitore elettrico e una corrente scorre attraverso il suo corpo a terra che supera la corrente residua nominale dell'RCD (corrente di impostazione), l'RCD reagirà e scollegherà l'impianto elettrico dalla rete, di conseguenza, la vita umana sarà salvata.

Nel caso considerato, ciò significa che dal momento in cui l'isolamento è rotto e il potenziale elettrico appare sul corpo del ricevitore di potenza fino al momento in cui il circuito difettoso viene disconnesso dalla rete, esiste un periodo di potenziale pericolo di lesioni umane.

Da quanto precede, ne consegue che negli impianti elettrici con un sistema di messa a terra TN-C è giustificato anche l'uso di interruttori differenziali, poiché fornisce un'efficace protezione contro le scosse elettriche.

Autore: Koryakin-Chernyak S.L.

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