Rikkevoolukaitselüliti

Rikkevoolukaitselüliti ehk rikkevoolukaitse (inglise lühend RCD) on kaitseseade, mis on ette nähtud elektriahela väljalülitamiseks juhul, kui võrgust tarbija poole kulgevate ja sealt tagasitulevate voolude vektorsumma erinevus muutub RVK rakendumisvoolust suuremaks.

Rikkevoolukaitse maksimaalse lubatud koormusvooluga 25 A ja rakendustundlikkusega lekkevoolule kuni 0,03 A

TN juhistikes kasutatakse rikkevoolukaitsmeid enamasti inimeste ja loomade kaitseks nendele eluohtliku elektrivoolu eest, vahel ka ehitiste elektripaigaldiste rikete põhjustatava tuleohu minimeerimiseks.

Madalpingepaigaldistes on rikke korral vaja toitepinge välja lülitada murdosa sekundi jooksul ning näiteks TT juhistikusüsteemides võimaldavad seda vaid rikkevoolukaitselülitid. TN juhistikusüsteemis on see enamasti võimalik ka harilike kaitselülitite kasutamisega ning seetõttu kasutatakse rikkevoolukaitsmeid seal vaid lisakaitsena.

Levinumad rikkevoolukaitselülitid ei kaitse ülekoormuse (liigvoolu) eest, st näiteks pildil oleva kahepooluselise < 0,03 A ehk < 30 mA siinuselise vahelduvvoolu rikkevoolukaitsmega ühefaasilise ahela jaoks, mis suudab lahutada kontakte kuni 25 A peaahela voolu korral. Sellise rikkevoolukaitsmega koos peab kaitstavasse ahelasse olema ühendatud ka liigvoolukaitse (kaitseautomaat, sulavkaitse) nimivooluga max 25 A. Levinuim rikkevoolukaitselülitite peaahela nimivoolude rida on: 16, 25, 40, 63, 80 ja 125 A.

Vähem levinud on nn kombikaitsmed (inglise lühend RCBO) ehk kaitseseadmed, milles liigvoolu ja rikkevoolukaitse funktsioon on ühises korpuses. Peale selle on suuremate tootjate kaitselülititele võimalik lisaks paigaldada rikkevooluvabasti.

Suuremate vooludega ahelates kasutataksegi nende ahelate kaitselülititele lisatavaid rikkevooluvabasteid või eraldi rikkevoolureleesid, mis juhivad jõuahelaid lülitavaid võimsuslüliteid.

Isolatsiooni rikkevoolu ehk ka lekkevoolu olemus

Isolatsiooni rike

Ükski isoleermaterjal pole ideaalne, mis tähendab, et esineb mingi takistus (tugevvoolupaigaldistes on lubatud isolatsioonitakistus alates 0,5 megaoomi ja enam) ning seetõttu tekib ka täiesti korras juhtide pingestamisel elektrivool mitte ainult faasi- ja neutraaljuhtide vahel, vaid ka juhtide ja maa vahelises isolatsioonis. Seda nimetatakse lekkevooluks.

Normaalses korras isolatsiooni puhul on lekkevool väike ja ei kujuta ohtu elektriseadmetele ega inimestele. Ohtlik on, kui lekkevool suureneb üle ohutu väärtuse ning muutub seadmete riket, lühist või eluohtu põhjustavaks vooluks.

Rikke põhjus võib olla:

• isolatsiooni üldine halvenemine
• isolatsiooni kohalik halvenemine
• kereühendus elektriseadmes
• maaühendus liinis
• pingestatud voolujuhtide puutumine

Oht

Inimesele loetakse teatud tingimuste kokkulangemisel eluohtlikuks üle 50 mA elektrivoolu, mis võib häirida südamelihaste korrapärast rütmilist tööd ja esile kutsuda fibrillatsiooni – nähtuse, kus südamelihaste kaootiliste tõmblemiste tulemusena vereringe ja järjepidev hapnikuvarustus organismis lakkab. Paljud loomad on elektri suhtes inimestest tundlikumad.

Inimene puudutab vahetu ehk otsese puutega (direct contact) elektriseadme pingestatud osa või isolatsioonirikke tõttu pinge alla sattunud osa, mida nimetatakse kaudseks puuteks (indirect contact). Puute tagajärjel tekkinud elektrilöök võib tekitada südametegevuse peatumise, põletushaavu või muid terviseprobleeme.

Rikkevoolukaitseid soovitatakse elektripaigadistes vahelduvpingega üle 50 V ja alalispingega üle 125 V.

Rikkevoolukaitse tööskeem

• 
  Pildil kujutatud rikke (faas-kaitsejuht) korral rikkevoolukaitse rakendub, juhul kui faasi ja kaitsejuhi vahel kulgev vool ületab RVK rakendumisläve. Inimese kaitsmiseks peab rakendumine toimuma enne, kui see vool eluohtlikuks muutub (vähem kui 0,04 sekundit).
• 
  Rike erineva faasiga liinijuhtmete (faas-faas) või liinijuhtme ja neutraaljuhtme (faas-neutraal) vahel ei välista eluohtlikku elektrilööki isegi kaitstud ahelas.
• 
  Vahelduvvoolule ettenähtud (AC-tüüpi) rikkevoolukaitselüliti (RVK) ei rakendu (ei löö välja) kui rikke tekib alalisvooluahelas sest voolutrafo ei kanna edasi alalisvoolu. Palju kaasaegsed elektroonikaseadmed ja kodumasinad tarbivad mittesiinuselist impulssvoolu mis võib põhjustada soovimatut lekkevoolu ja sellega ka RVK rakendumist.

Rikkevoolukaitselüliti tööpõhimõte

Rikkevoolu poolt tekitatud kahjude eest kaitseb inimesi ja loomi suure tõenäosusega vooluahelasse paigutatud rikkevoolukaitse, mille rakendumisvool on tavaliselt 10 või 30 mA ja rakendumisaeg ei ületa 20…30 ms.

Rikkevoolukaitselüliti põhivabasti on kaitselülitisse ehitatud rikkevoolurelee.

Lekkevoolu suurust rikkevoolukaitsmes mõõdab kaitselüliti sisse ehitatud mõõtetrafo, mis koosneb toroidmagnetahelast (millele on mähitud või mida läbivad faasijuhtmed ja neutraaljuhe) ning sekundaar- ehk mõõtemähisest. Normaaltalitlusel on mõõtetrafot läbivad voolud võrdsed ja üksteist tasakaalustavad tekitatud magnetvood. Magnetvoog trafo südamikus võrdub nulliga ja mõõtemähises ei teki voolu, mis rakendaks kaitse. Kui tekib lekkevool, siis voolude-väljade tasakaal kaob, südamikus tekib magnetvoog ja mõõtemähises indutseeritakse lekkevooluga võrdeline vool, millega seadistatav või eelseadistatud vabasti lahutab jõu- või ka toiteahela kontaktid.

Erinevalt teistest kaitselülititest lülitab rikkevoolukaitselüliti vabasti rakendumisel koos faasi(de)juhtidega välja ka kaitstava ahela neutraaljuhi. Selle kontakt on seadistatud avanema pärast faasijuh(tide)kontakte ja sulguma sisselülitamisel esimesena. Testnupuga saab perioodiliselt kontrollida kaitseseadme lüliti korrasolekut ehk reageerimist reaalsele rikkeolukorrale.

Kaitsmine

Kõikide tavaisikutele juurdepääsetavate pistikupesade elektriahelad peavad olema kaitstud rikkevoolukaitsmega, mille nimirakendumisvool on 30mA. Kokkuhoiu eesmärgil võib üks RVK kaitsta mitut ahelat, kuid töökindlus sel juhul väheneb, sest loomulikud lekked summeeruvad ja võib hakata esinema tarbetuid rakendumisi.

Inimeste või loomade kaitsmiseks elektrilöögi eest nõutakse eeskirjades rikkevoolukaitselüliti nimirakendumisvooluga 30 mA (eriti ohtlikel juhtudel 10 mA^[viide?]) kasutamist. Kaitselüliti väljalülitusaeg (rakendumisaeg) on <0,04 sekundit. Mitut järjestikust kaitseautomaati sisaldavas elektripaigaldises on vaja jälgida ka kaitselülitite omavahelist selektiivsust, selle õigel valikul rakendub rikke korral rikke asukohale lähim kaitseseade. Ebaõige valiku korral aga rakenduvad ka muud ahela toiteallikapoolsed kaitsmed, põhjustades tarbetuid katkestusi muudes riketeta ahelates.

Vaata ka

• Isolatsioonirike
• Rikkevool

Välislingid

• Rikkevoolukaitse
• RCD (Residual Current Device) / RCCB(Residual Current Circuit Breaker)