RCCB/RCD

Καθώς η ανάπτυξη της σύγχρονης βιομηχανίας, η ηλεκτρική ενέργεια γίνεται εκπληκτικά χρήσιμη. Ωστόσο, γίνεται επίσης εκπληκτικά επικίνδυνο. Γνωρίζετε ότι χρειάζονται μόνο λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου για να σας βλάψει ένα ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει την καρδιά σας; Σκεφτείτε αυτό, εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρικό κόφτη και κόψετε κατά λάθος το καλώδιο. Εξάλλου, το εργαλείο έχει μεταλλική θήκη, κρατιέσαι από πάνω και αγγίζεις κατά λάθος το ξεφλουδισμένο σύρμα. Επιπλέον, στέκεσαι στο έδαφος, αλλά κάπου πρέπει να πάει το ρεύμα. Αυτή τη στιγμή, υπάρχει πολύ υψηλός κίνδυνος το σώμα σας να σχηματίσει «βραχυκύκλωμα». Πώς λοιπόν να αποτρέψουμε τον ηλεκτρισμό στο σώμα μας; Ένας τρόπος για να μειώσετε τον κίνδυνο είναι να χρησιμοποιήσετε μια έξυπνη προστατευτική συσκευή που ονομάζεται συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος (RCD) ή διακόπτης κυκλώματος υπολειπόμενου ρεύματος (RCCB). Το RCD/RCCB είναι μια συσκευή που σπάει αμέσως ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για να αποτρέψει σοβαρή βλάβη από μια συνεχιζόμενη ηλεκτροπληξία. Στην Ευρώπη, αυτά είναι περισσότερο γνωστά με τα αρχικά τους RCD. Επίσης, ένας συνδυασμένος διακόπτης RCD+MCB (μινιατούρα διακόπτης κυκλώματος) είναι γνωστός ως RCBO (διακοπτός κυκλώματος υπολειπόμενου ρεύματος με προστασία υπερέντασης). Στην Αμερική, η συσκευή είναι πιο γνωστή ως διακόπτης κυκλώματος σφάλματος γείωσης (GFCI), διακόπτης σφάλματος γείωσης (GFI) ή διακόπτης ρεύματος διαρροής συσκευής (ALCI). Στην Αυστραλία, μερικές φορές είναι γνωστοί ως διακόπτες ασφαλείας ή RCD. Ένας διακόπτης διαρροής γείωσης (ELCB) μπορεί να είναι μια συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος, αν και υπάρχει επίσης ένας παλαιότερος τύπος διακόπτη διαρροής γείωσης που λειτουργεί με τάση.

Τα στοιχεία διαφέρουν από έτος σε έτος για διαφορετική χώρα. Ωστόσο, οι παγκόσμιες στατιστικές αποκαλύπτουν ότι η ηλεκτροπληξία είναι μία από τις πέντε κορυφαίες αιτίες θανάτου στην εργασία. Υπάρχουν πολλά ατυχήματα ηλεκτροπληξίας στο σπίτι. Σε μια χώρα, τα ηλεκτρολογικά ατυχήματα προκαλούν πολλές εκατοντάδες θανάτους και πολλές χιλιάδες τραυματισμούς κάθε χρόνο. Πώς και γιατί οι άνθρωποι παθαίνουν ηλεκτροπληξία; Ουσιαστικά, καθώς αγγίζουν κατά λάθος εξοπλισμό ρεύματος διαρροής ή καθώς μια ηλεκτρική συσκευή αποτυγχάνει με τέτοιο τρόπο που τα εκτεθειμένα μεταλλικά της μέρη γίνονται προσωρινά ενεργοποιημένοι αγωγοί και επικίνδυνα. Πολλές ηλεκτρικές συσκευές θα λιώσουν για να προστατεύσουν από υπερβολικά ρεύματα. Ωστόσο, δεν βοηθούν σε αυτήν την τρέχουσα κατάσταση διαρροής. Ακόμη περισσότερο, ορισμένες συσκευές διαθέτουν επίσης καλώδια "γείωσης" ή "γείωσης" για να μας προστατεύουν όταν τα ηλεκτροφόρα καλώδια αγγίζουν πράγματα που δεν πρέπει. Η «γη» ή η «γείωση» δεν είναι μέρος του κανονικού κυκλώματος μεταφοράς ισχύος, είναι απλώς ένα εφεδρικό καλώδιο. Συνδέθηκε στα εκτεθειμένα μεταλλικά μέρη μιας συσκευής. Τελικά, συνδέθηκε με τη γείωση μέσω της καλωδίωσης του σπιτιού σας. Στη συνέχεια, μέσω μιας μεταλλικής ακίδας ή σωλήνα νερού που εισέρχεται στο έδαφος έξω από το σπίτι σας. Βασικά, η ιδέα είναι ότι εάν το καλώδιο ρεύματος αποτύχει και αγγίξει κάτι σαν τοστιέρα ή μεταλλικό κουτί διανομής, το καλώδιο γείωσης μεταφέρει το ρεύμα με ασφάλεια. Τι γίνεται όμως αν το καλώδιο γείωσης/γείωσης αστοχήσει επίσης; Το κύκλωμα θα διασχίσει το σώμα σας, πώς να προστατευτείτε από ηλεκτροπληξία; Εκεί έρχονται να μας σώσουν οι RCD, GFCI, ELCB.

Η εικόνα απεικονίζει τον εσωτερικό μηχανισμό μιας συσκευής υπολειπόμενου ρεύματος (RCD). Το RCD αποτελείται από πέντε μέρη. Υπάρχουν τα μαγνητικά ρελέ (1), ο μηχανισμός (2), οι ακροδέκτες εισερχόμενης γραμμής (3), οι ακροδέκτες φόρτωσης (4) και το πηνίο ανίχνευσης (5). Το ζωντανό καλώδιο συνδέει τον ακροδέκτη εισερχόμενης γραμμής (1). Στη συνέχεια, συνδέστε τις ηλεκτρικές σας συσκευές στο ρεύμα από τους ακροδέκτες φόρτωσης (4). Ενεργοποιήστε τη λαβή του μηχανισμού (2) για να πραγματοποιήσετε τη σύνδεση των χάλκινων επαφών των ακροδεκτών γραμμής εισερχόμενης γραμμής (3) και του πηνίου Sense (5). Το πηνίο αίσθησης είναι ένας μετασχηματιστής διαφορικού ρεύματος που περιβάλλει (αλλά δεν είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένος με) τους ενεργούς και ουδέτερους αγωγούς. Σε κανονική λειτουργία, όλο το ρεύμα προς τον αγωγό υπό τάση επιστρέφει στον ουδέτερο αγωγό. Τα ρεύματα στους δύο αγωγούς είναι επομένως ίσα και αντίθετα και αλληλοεξουδετερώνονται. Οποιοδήποτε σφάλμα στη γείωση (για παράδειγμα που προκαλείται από ένα άτομο που αγγίζει ένα υπό τάση εξάρτημα στη συνδεδεμένη συσκευή) αναγκάζει μέρος του ρεύματος να πάρει διαφορετική διαδρομή επιστροφής, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει ανισορροπία (διαφορά) στο ρεύμα στους δύο αγωγούς ( μονοφασική περίπτωση). Γενικότερα, ένα μη μηδενικό άθροισμα ρευμάτων από διάφορους αγωγούς (για παράδειγμα, τριφασικοί αγωγοί και ένας ουδέτερος αγωγός). Αυτή η διαφορά προκαλεί ένα ρεύμα στο πηνίο αίσθησης (5), το οποίο συλλέγεται από το μαγνητικό ρελέ (1). Στη συνέχεια, το κύκλωμα αίσθησης αφαιρεί την ισχύ από τον μηχανισμό (2) και οι επαφές των ακροδεκτών εισερχόμενης γραμμής (3) αναγκάζονται να διαχωριστούν από ένα ελατήριο, διακόπτοντας την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος στη συσκευή. Το RCD έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε το ρεύμα να διακόπτεται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, μειώνοντας σημαντικά τις πιθανότητες λήψης επικίνδυνου ηλεκτροπληξίας.

Στη σύγχρονη μονάδα οικιακών καταναλωτών μας (πίνακες μεταγωγής), όπως η παρακάτω εικόνα, έχουν ενσωματωμένα RCD σε ορισμένα (αλλά όχι όλα) από τα οικιακά κυκλώματα. Αυτό σημαίνει ότι εάν κόψετε κατά λάθος ένα καλώδιο ή το βραχεί, ο διακόπτης ενεργοποίησης στη μονάδα καταναλωτή θα διακόψει την παροχή ρεύματος και θα σώσει τη ζωή σας. Κάνει την ίδια δουλειά με ένα plug-in RCD. Είναι ζωτικής σημασίας να κατανοήσετε πώς έχει ρυθμιστεί η μονάδα καταναλωτή σας. Σε αυτό το κουτί, για παράδειγμα, μόνο οι πρίζες του επάνω ορόφου διαθέτουν προστασία RCD. Επομένως, εάν χρησιμοποιείτε βύσμα στον επάνω όροφο για την τροφοδοσία της τοστιέρας σας, είστε προστατευμένοι. Ωστόσο, εάν χρησιμοποιούσατε ηλεκτρικά εργαλεία συνδεδεμένα σε πρίζα στον κάτω όροφο, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα βυσματοποιημένο RCD για να προστατευτείτε επειδή τα κυκλώματα του επάνω ορόφου δεν έχουν τοποθετηθεί RCD.

Ο ηλεκτρολόγος μηχανικός Charles Dalziel (1904–1986) από τις ΗΠΑ, ο οποίος ήταν καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών και επιστημών υπολογιστών στο UC Berkeley. Έσωσε αμέτρητες ζωές όταν σκέφτηκε τη λαμπρή ιδέα του διακόπτη κυκλώματος γείωσης γύρω στο 1960. Άρχισε να κατοχυρώνει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την ιδέα τον Ιανουάριο του 1961 (στον αριθμό αίτησης 85,364) και τελικά του χορηγήθηκε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τον Οκτώβριο του 1965. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του Η εφεύρεση που απαρίθμησε ο Dalziel ήταν αρκετά υψηλή ευαισθησία ρεύματος για να προστατεύει τους ανθρώπους από ηλεκτροπληξία, χαμηλό ρεύμα λειτουργίας και κατανάλωση ενέργειας.