Az áram-védőkapcsolók (szabványos rövid megnevezése: RCD, egyéb köznyelvben használatos nevei: ÁVK, ÉV-relé, életvédelmi relé, FI-relé) évtizedek óta használatosak a villamos berendezések kiegészítő védelmeként (önálló védelemként nem alkalmazhatóak!). Szerencsére egyre több lakóépületben található 30 mA-es névleges kioldó áramú RCD.

Az áram-védőkapcsolóknál nemzetközi szabvány határozza meg a névleges kiol- dó áram 50-100%-os értéke közötti kiol- dást. A 30 mA-es RCD kioldásakor tehát 15-30 mA közötti szivárgó áramnak kell folynia a védővezetőn. A 30 mA-es határ- érték az emberi élet védelmének biztosítására szolgál.

RCD vagy RCM

Ipari környezetben is használnak RCD-ket természetesen, de itt már nem csak a sze-mélyvédelem fontos (bár nyilván ez az el-sődleges), hanem a villamos berendezé-sek és az üzem biztonsága is. Egy rendszer meghibásodása az üzem leállásához vagy akár villamos tüzekhez vezethet. A rend-szer súlyos károsodása azonban meg is előzhető, ha egy kisebb hibát már a korai szakaszban fel lehet ismerni. Komoly hát-rány a villamos berendezések RCD-kkel történő védelme esetén az előre nem lát-ható, váratlan leállás, az RCD-k esetleges kioldása miatt.

Egyes iparágakban egy ellenőrizhetetlen, váratlan rendszerleállás gyorsan sok számjegyű költséget okozhat. Ezt a problémát orvosolják az RCM-ek (Residual Currect Monitor, szivárgó áram vizsgáló vagy hibaáram monitor), amelyek segítségével a szivárgó áram mérhető, beállítható határérték túllépése esetén figyelmeztetnek, azonban nem történik lekapcsolás. Így a szivárgó áram növekedése már korai szakaszban felismerhető és jelezhető. A termelőüzem ellenőrzött keretek közötti leállítása garantálja a jobban megszervezett javítást is. A rendszer kihasználtsá-ga növekszik. A gyártás várható állás-ideje csökken.

Az 1. ábrán jól látható a különbség. Az RCD-vel ellentétben az RCM nem szakítja meg az áramkört, csupán méri a szivár-gó áramot és az információt a megfelelő felületen keresztül továbbítja. Ezen felül az RCM-ek egy vagy több relé kimenettel is rendelkeznek, amelyek viszont felhasználhatóak megszakítók vezérlésére.

Az RCM-ek egy másik alkalmazási területe a gyártóüzemek tűz elleni védelme. A regisztrált tűzesetek 30%-a a villamos berendezésben bekövetkezett meghibásodásokra   vezethető   vissza.  Egy 30 mA-es RCD-vel megvalósított védelem gyakran vezethet téves kioldáshoz, ami összefügg a rendszer nagyon magas rendszerfüggő szivárgó áramával. A szivárgó áram vizsgáló eszközök megszakítókkal összekapcsolva felhasználhatóak szigetelési hibákból eredő villamos tü-zek elkerülése érdekében, hogy leállítsák a rendszert, ha a szivárgó áram védelmi eszközök (RCD-k / ÁVK-k) technikai okokból kiesnek.

Rendszerfüggő szivárgó áram

Amint az köztudott az energiaminőség te-rületéről, a frekvenciaváltó technológiával rendelkező rendszerek nem lineáris ter-heléseket képviselnek. Nincsenek valódi (TRMS) szinuszos áramok a három fázisve-zetőn (L1, L2 és L3), az 50 Hz frekvenciájú alapjelet „szennyezik” a félvezetős eszkö-zök által termelt felharmonikusok.

Energiaminőség szempontjából a magas harmonikus áramok elleni szűrők ennének kívánatosak annak érdekében, hogy minimalizálják a zavart a feszült-ség minőségében. Gyakran alkalmaznak különböző szűrőket a frekvenciaváltókat gyártó cégek a THDi csökkentése érdeké-ben. (THDi = Total Harmonic Distortion – teljes harmonikus torzítás). Sok esetben ezek a passzív harmonikus szűrők viszik át az áram nagy harmonikus ösz-szetevőit a védővezetőre (PE). Ez nagyon hasznos az energiaminőség szempontjá-ból, viszont problémát vet fel a hagyomá-nyos RCD -k számára. A rendszerfüggő szivárgó áram folyamatos szivárgó ára-mot eredményez, amelyet viszont érzékel az RCD. Ez a rendszerrel összefüggő szi-várgó áram már oda vezethet, hogy bekövetkezik az RCD felesleges kioldása, amit sokféle, akár személy- vagy tűzvédelmi alkalmazás használ.

Az eddig főként áramváltóiról ismert német gyártó, az MBS  AG  új  területre lépett be azzal, hogy megkezdte saját RCM-jeinek gyártását. A fejlesztés közben a gyakorlati mérésekkor azt tapasztalták, hogy a szivárgó áramok állandó felügyeletéhez olyan eszközre van szükség, amely képes mérni a váltakozó- és egyenáramú szivárgó áramokat egyaránt és mindezt a lehető legnagyobb pontossággal teszi a hamis riasztások elkerülése végett. A pontosságot lehet például vezeték-központosítóval is növelni, ami a geometriai hibát hivatott csökkenteni, mint az MBS cég RCMB 70 típusú készüléke a 2. ábrán is látható.

A hibás riasztások csökkentése érdekében szükség lehet az áram határérték beállítására, valamint frekvencia szűrésre (határérték feletti frekvenciák figyelmen kívül hagyása). Ezeken túl a mérések integrálási időtartamát is lehet szabályozni 3 lépcsőben az MBS RCMB készülék kezelőfelületén. Ezek szerencsére könnyen állíthatók, a kezelőfelületre egy példa látható a 3. ábrán.

Az RCM-ek által mért érték valódi effektív értékként jelenik meg az analóg 4-20 mA DC kimeneten, és a megfelelő konver-tereken keresztül sokféle rendszerhez vagy vezérléshez csatlakoztatható. Megfelelő be-állításokkal és pontos méréssel már a hiba-áram figyelő rendszerek nagyban hozzájárulhatnak a biztonságos üzemeltetéshez.

További információkkal a C+D Automatika Kft. szakemberei állnak az érdeklődők rendelkezésére.

Cikket írta: Lestár László

Megjelent: Elektroninstallateur 2021/10 számban