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.

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 

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.

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 
 
Inimeste või loomade kaitsmiseks elektrilöögi eest nõutakse eeskirjades rikkevoolukaitselüliti nimirakendumisvooluga 30 mA (eriti ohtlikel juhtudel 10 mA) 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)

Lülitid