FID sklopka
Zaštitni uređaj diferencijalne struje (engl. RCD) ili FID sklopka, je električni uređaj koji isključuje električno kolo kada god otkrije postojanje diferencije električne struje između dolaznih struja i povratnog nultog voda. Takva nesrazmernost se dešava zbog oticanja struje kroz metalnu konstrukciju uređaja ili čak kroz osobu, koji su u dodiru sa zemljom. Zbog dodira metalne konstrukcije pod naponom i proticanja struje, osoba može doživeti smrtonosni električni udar. Zaštitni uređaj diferencijalne struje (ZUDS) je tako konstruisan da oseti ove razlike i brzo isključi deo kola u kvaru, čime se otklanja mogući udar električne struje. Ovaj uređaj nije namenjen da izvrši zaštitu od preopterećenja ili struje kratkog spoja.
Namena i način rada uredi
ZUDS je namenjen da spreči električni udar čoveka, otkrivanjem struje curenja, koja može da bude mnogo manja (obično 5-30 mA) nego ona koju štićeni uređaj koristi za svoj rad, odnosno ona koja bi imala dovoljnu energiju da istopi osigurač. ZUDS je namenjen da dejstvuje u roku od 25-40 ms, pre nego što električni udar prolazeći kroz srce dovede do ventikularne fibrilacije, najčešćeg uzročnika smrti od električnog udara.
U Evropi ZUDS imaju vrednost od 10-300 mA na kojoj reaguju i isključuju kolo.
ZUDS radi na principu merenja odnosa između struja u provodnicima, koristeći strujni transformator. Uređaj će prekinuti električno kolo kada oseti razliku izmeću suma struja u linijskim provodnicima i neutralnom (nultom) provodniku. Suma svih struja (linijskih i nulte) mora biti jednak nuli. Ukoliko nije tako, to znači da se pojavljuje oticanje struje prema zemlji ili u drugo električno kolo, i to dovodi do delovanja uređaja.
Opis uredi
Slika predstavlja unutrašnje mehanizme zaštitnog uređaja diferencijalne struje. Ovaj uređaj predstavljen na slici treba da bude vezan na red sa napojnim kablom. Namenjen je da podnese najviše 13 A nominalne struje opterećenja i da dejstvuje (isključuje) na pojavi struje diferencije odnosno curenja od 30 mA. Ovaj uređaj je takozvani aktivni uređaj, odnosno predstavlja onaj uređaj koji se neće isključiti u slučaju nestanka električne energije, jer se tom prilikom kod uspostavljanja električnog kola mogu desiti opasne situacije kada je neophodno pouzdano delovanje ovih uređaja.
Dovodni linijski provodnik i neutralni provodnik vezuju se na kontakte označene brojem (1), a odlazni linijski i neulti provodnik se vezuju na kontakte označene brojem (2). Provodnik uzemljenja (nije prikazan) se vodi direktno na potrošač bez priključivanja na ZUDS.
Kada se pritisne taster za uključenje uređaja (3), spajaju se kontakti linije i nule (4), i uspostavlja se električno kolo. Kada se otupsti taster (3), solenoid (5) vrši držanje kontakata spojenim.
Namotaj za opažanje poremećaja (6) je diferencijalni strujni transformator torusnog oblika kroz čije središte su provučeni linijski i neutralni provodnik i on nije vezan električno sa ovim provodnicima. U normalnom radu, struja iz linijskog provodnika vraća se neutralnim. Zbog toga je suma struja jednaka nuli.
Bilo koja greška prema zemlji (recimo, osoba dodirne mesto na uređaju koje je pod linijskim naponom), izazvaće da struja prilikom proticanja ide drugom putanjom što znači da postoji razlika struja u linijskom i nultom provodniku (ovde se govori o monofaznom sistemu) ili pojednostavljeno suma struja nije jednaka nuli.
Ova razlika (diferencija) izaziva indukovanje struje u namotaju za opažanje poremećaja (6) koji je povezan sa kolom za reagovanje (7). Ovo elektronsko kolo prekida napajanje solenoida (5) čime se otupštaju kontakti (4) (gura ih opruga) i električno kolo biva prekinuto.
Uređaj deluje u deliću sekunde, onemogućavajući ozbiljan električni udar.
Taster za testiranje (8) služi da se uređaj sa vremena na vreme testira, propuštanjem male struje kroz narandžasti provodnik (9). Ovo imitira kvar na potrošačima i ako uređaj ne dejstvuje treba da bude zamenjen.
Upotreba i mesto ugradnje uredi
Nije zabranjeno koristiti ZUDS u jednom delu kućnih instalacija. Zapravo, ovaj način je većinski način primene ZUDS. Ako se jedan ZUDS koristi za zaštitu celog objekta, pri nekoj grešci će se isključiti ceo objekat. U Velikoj Britaniji ima puno slučajeva gde se ZUDS koristi u jednom delu sistema instalacija. Recimo, štite se sve priključnice (šukoi) dok se instalacija svetlosnih izvora ne štiti.
Postoje uređaji koji imaju objedinjenu zaštitu od diferencijalnih struja i struja preopterećenja.
Nije efikasno i potrebno da jedan veći ZUDS bude vezan u kolu sa više manjih. Jedini izuzetak ovog slučaja je kada imamo ТТ sistem uzemljenja gde imamo slučaj visoke impedanse, što znači da se može desiti da ZUDS možda ne reaguje. U ovom slučaju se koristi ZUDS sa vremenskim odlaganjem i sa strujom okidanja od 100 mA ili više.
Ograničenja uredi
ZUDS ne može da spreči sve varijante pod kojima može doći do udara električnom strujom ili do vatre. Sam po sebi, ZUDS neće otkriti da postoji preopterećenje strujom, kratak spoj između nultog i uzemljenog provodnika kao i spoj između linijskih provodnika. Prekostrujna zaštita treba da bude izvršena osiguračima ili automatski prekidačima.
Ovaj uređaj neće izvršiti isključenje u sledećim situacijama: dodir odnosno spoj između linijskog napona i nule, zatim spoj telom između linijskih napona.
Opis glavnih karakteristika uredi
Ove karakteristike opisuju ZUDS:
- Broj pari kontakata [2P ili 3P ili 4P] Р-par
- Struja opterećenja [u A]
- Osetljivost [u mA]
- Tip [AC ili A ili B]
- Vreme okidanja [u ms]
- Struja udara [u A]
Broj pari kontakata [2P, 3P ili 4P] uredi
ZUDS može da ima dva para polova 2R za upotrebu u monofaznim sistemima napajanja, tri para za trofazni sistem i četiri para za trofazni sistem i nulu.
Struja opterećenja [u A] uredi
Ova struja se definiše prema maksimalnom opterećenju koje potrošač može da povuče iz mreže.
Osetljivost [u mA] uredi
Osetljivost ZUDS predstavlja struju kvara koja izaziva dejstvovanje uređaja, naznačena kao IΔn. Normativne vrednosti su definisane standardom IEC, čime se ovi uređaju svrstavaju u tri grupe prema vrednosti IΔn.
- Visoko osetljivi (HS): 6 – 10 – 30 mA (za neposredan dodir / ugroženost života),
- Srednje osetljivi (MS): 100 – 300 – 500 – 1000 mA (zaštita od požara),
- Slabo osetljivi (LS): 3 – 10 – 30 A (zaštita mašina).
Oznaka koja predstavlja vrednost osetljivosti uređaja ne znači svugde isto. Na primer u Velikoj Britaniji znači da uređaj mora dejstvovati sa strujom diferencije manjoj od one naznačene, dok negde znači da uređaj treba da dejstvuje sa strujom diferencije manjom i istom kao ona naznačena na proizvodu.
Tip [AC ili A ili B] uredi
Standard IEC 60755 (Generalna preporuka za uređaje zaštite od diferencijalne struje) definiše tri tipa ZUDS, zavisno od karakteristike struje kvara.
- Tip AC: ZUDS za čije okidanje je neophodno postojanje promenljice (naizmenične) struje.
- Tip A: ZUDS za čije okidanje je potrebno:
- naizmenična struja kvara,
- promenljive jednosmerne struje kvara,
- spromenljive jednosmerne struje kvara vrednosti 0.006 A, bez obzira na polaritet.
- Tip B: ZUDS za čije okidanje je potrebno:
- kao za tip A,
- naizmenična struja kvara učestalosti do 1000 Hz,
- naizmenična struja kvara pomešana sa jednosmernom strujom,
- promenljiva jednosmerna struja pomešana sa jednosmernom strujom,
- struja kvara koja potiče od kola ispravljača.
Vreme okidanja [u ms] uredi
Postoje dve grupe uređaja:
- G (opšta upotreba) za trenutne ZUDS (bez vremena odlaganja)
- Vreme okidanja: odmah.
- Najviše do okidanja: 300 ms za 1x IΔn, 150 ms za 2x IΔn, i 40 ms za 5x IΔn;
- S (selektivno) ili T (vremensko odlaganje) za ZUDS sa kratkim vremenom odlaganja (običajeno se upotrebljavaju u kolima zaštite od strujnog udara).
- Vreme okidanja: 130 ms za 1x IΔn, 60 ms za 2x IΔn, i 50 ms za 5x IΔn.
- Najviše do okidanja: 500 ms za 1x IΔn, 200 ms za 2x IΔn, i 150 ms za 5x IΔn;
Otpor struji udara uredi
Struja udara predstavlja najveću vrednost struje koju ZUDS može da izdrši bez oštećenja i dobija se koristeći impuls posebnih osobina (impuls 8/20 µs ). IEC 61008 i IEC 61009 standardi nameću upotrebu oscilatornog talasa (prstenasti talas) karakteristike 0,5 µs/ 100 kHz da bi se testirao ZUDS na struju udara vrednosti jednak 200 A. U vezi sa atmosferskim pražnjenjem standardi, IEC 61008 i 61009 nameću upotrebu testakarakteristika 8/20 µs sa strujom od 3.000 A, i ovo je za ZUDS sa oznakom Selektivno.
Šematska oznaka uredi
 |
 |
| Zaštitni uređaj diferencijalne struje za monofazne potrošače
Kontakt (1)-linijski provodnik, Kontakt (3N)-neutral, (T)-taster za testiranje |
Zaštitni uređaj diferencijalne struje za trofazne potrošače
Kontakti (1),(3),(5)-linijski provodnici, Kontakt (7N)-neutral |
Karakteristika I(Dn)=f(t) uredi
 |
 |
| Karakteristika isključivanja bez kašnjenja | Karakteristika isključivanja sa kašnjenjem |
Karakteristike ZUDS-a, proizvođača Šrak, serije VS:
- Nazivni napon 230/400 V
- Maksimalni predosigurači kao zaštita od kratkog spoja 63A gL
- Maksimalni predosigurači kao zaštita od preopterećenja 25 do 40 A gL
- Prekidna moć 6/10 kA
- Životni vek: električni >4.000 puta, mehanički >20.000 puta
- Otpornost na strujne udare: >250A (8/20μs), >3.000A (8/20μs) za tip G, >5.000А (8/20μs) za tip s.
