RCCB/RCD

Modernin teollisuuden kehittyessä sähköstä tulee hämmästyttävän hyödyllistä. Siitä tulee kuitenkin myös hämmästyttävän vaarallista. Tiesitkö, että kestää vain muutaman millisekunnin, ennen kuin sydämesi läpi virtaava voimakas sähkövirta vahingoittaa sinua? Ajattele tätä, jos käytät sähköleikkuria ja leikkaat vahingossa kaapelin läpi. Lisäksi työkalussa on metallikotelo, pidät siitä kiinni ja kosketat vahingossa irronnutta lankaa. Lisäksi seisot maassa, mutta sähkön on mentävä jonnekin. Tällä hetkellä on erittäin suuri riski, että kehosi muodostaa "oikosulun". Joten kuinka estää sähköä kehomme läpi? Yksi tapa vähentää riskiä on käyttää näppärää suojalaitetta, jota kutsutaan vikavirtasuojaksi (RCD) tai vikavirtasuojakytkimeksi (RCCB). RCD/RCCB on laite, joka katkaisee välittömästi sähköpiirin estääkseen jatkuvan sähköiskun aiheuttaman vakavan vahingon. Euroopassa nämä tunnetaan paremmin niiden nimikirjaimilla RCD. Myös yhdistetty RCD+MCB (pienivirtakatkaisija) tunnetaan nimellä RCBO (jäännösvirtakatkaisija ylivirtasuojalla). Amerikassa laite tunnetaan yleisemmin maasulkukatkaisijana (GFCI), maasulkukatkaisijana (GFI) tai laitevuotovirtakatkaisijana (ALCI). Australiassa niitä kutsutaan joskus turvakytkimiksi tai RCD:ksi. Maavuodon katkaisija (ELCB) voi olla vikavirtasuojakytkin, vaikka olemassa on myös vanhempi tyyppinen jännitekäyttöinen maavuotokatkaisija.

Luvut vaihtelevat vuosittain eri maissa. Maailmanlaajuiset tilastot kuitenkin osoittavat, että sähköisku on yksi viidestä yleisimmästä työkuolemien syystä. Kotona sattuu paljon sähköiskuonnettomuuksia. Yhdessä maassa sähköonnettomuudet aiheuttavat useita satoja kuolemantapauksia ja useita tuhansia loukkaantumisia vuosittain. Miten ja miksi ihmiset saavat sähköiskun? Pohjimmiltaan se, että ne koskettavat vahingossa vuotovirtalaitteita tai kun sähkölaite rikkoutuu siten, että sen paljaat metalliosat tulevat tilapäisesti jännitteisiksi johtimiksi ja vaarallisiksi. Monet sähkölaitteet sulautuvat suojatakseen liiallisilta virroilta. Ne eivät kuitenkaan auta tässä vuototilanteessa. Vielä enemmän, joissakin laitteissa on myös "maa"- tai "maa"kaapelit, jotka suojaavat meitä, kun jännitteiset kaapelit koskettavat asioita, joita niiden ei pitäisi. "Maa" tai "maa" ei ole osa normaalia virtapiiriä, se on vain varakaapeli. Se on kiinnitetty laitteen paljaisiin metalliosiin. Lopulta se liitettiin maahan kotisi johdotuksen kautta. Sitten metallipiikin tai vesiputken kautta, joka menee maahan kotisi ulkopuolella. Pohjimmiltaan ajatuksena on, että jos jännitteinen kaapeli epäonnistuu ja koskettaa jotain, kuten leivänpaahdinta tai jakelumetallirasiaa, maadoituskaapeli kuljettaa virran turvallisesti pois. Mutta entä jos myös maadoituskaapeli epäonnistuu? Piiri kulkee kehosi läpi, miten suojautua sähköiskulta? Siellä RCD, GFCI, ELCB tulevat apuumme.

Kuvassa on jäännösvirtasuojan (RCD) sisäinen mekanismi. RCD koostuu viidestä osasta. Siinä on magneettirele (1), mekanismi (2), tulolinjaliittimet (3), latausliittimet (4) ja tuntokela (5). Jännitteellinen johto yhdistää tulolinjan liittimen (1). Kytke sitten virta sähkölaitteisiisi latausliittimistä (4). Kytke mekanismin kahva (2) päälle kytkeäksesi tulolinjaliittimien (3) ja Sense-käämin (5) kuparikosketinosat. Tunnistuskela on differentiaalivirtamuuntaja, joka ympäröi (mutta ei ole sähköisesti kytketty) jännitteisiä ja nollajohtimia. Normaalissa käytössä kaikki jännitteellä oleva virta palaa nollajohtimeen. Virrat molemmissa johtimissa ovat siksi yhtä suuret ja vastakkaiset ja kumoavat toisensa. Mikä tahansa maadoitusvika (esimerkiksi siitä, että henkilö koskettaa jännitteistä osaa liitetyssä laitteessa) saa osan virrasta kulkemaan eri paluureitillä, mikä tarkoittaa, että kahdessa johtimessa on virrassa epätasapaino (ero) yksivaiheinen tapaus). Yleisemmin eri johtimien (esimerkiksi kolmivaihejohtimien ja yhden nollajohtimen) virtojen summa, joka ei ole nolla. Tämä ero aiheuttaa virran tunnistuskelaan (5), jonka magneettirele (1) poimii. Sen jälkeen tunnistuspiiri katkaisee virran mekanismista (2), ja tulolinjan liittimien (3) koskettimet pakotetaan irti jousen avulla, mikä katkaisee laitteen sähkönsyötön. RCD on suunniteltu niin, että virta katkeaa millisekunneissa, mikä vähentää huomattavasti vaarallisen sähköiskun saamisen todennäköisyyttä.

Nykyaikaisissa kotitalouksien kuluttajayksiköissämme (kytkintauluissa), kuten alla olevassa kuvassa, on sisäänrakennetut vikavirtasuojat joissakin (mutta ei kaikissa) kotitalouksien piireissä. Tämä tarkoittaa, että jos leikkaat vahingossa kaapelin läpi tai kastut sen, kuluttajayksikön laukaisukytkin katkaisee virran ja säästää henkesi. Se tekee saman työn kuin plug-in RCD. On elintärkeää ymmärtää, miten kuluttajayksikkösi on asetettu. Esimerkiksi tässä laatikossa vain yläkerran pistorasiat ovat RCD-suojattuja. Joten jos käytät yläkerran pistoketta leivänpaahtimen virransyöttöön, olet suojattu. Jos kuitenkin käytit sähkötyökaluja, jotka on kytketty alakerran pistorasiaan, sinun on suojattava itsesi suojavirtakytkimellä, koska yläkerran piireissä ei ole RCD:itä.

Sähköinsinööri Charles Dalziel (1904–1986) Yhdysvalloista, joka oli sähkötekniikan ja tietojenkäsittelytieteen professori UC Berkeleyssä. Hän pelasti lukemattomia ihmishenkiä, kun hän keksi loistavan idean maasulkukatkaisijasta vuoden 1960 tienoilla. Hän aloitti idean patentoinnin tammikuussa 1961 (hakemuksessa numero 85,364 1965), ja lopulta patentti myönnettiin lokakuussa XNUMX. Dalzielin mainitsemat keksinnöt olivat riittävän korkeat virran herkkyyteen suojaamaan ihmisiä sähköiskulta, alhaiselta käyttövirralta ja energiankulutukselta.