Estructura principal de l'interruptor diferencial

Els dispositius de corrent residual (RCD) tenen una alta sensibilitat i una acció ràpida en la detecció de descàrregues elèctriques i la protecció contra el corrent de fuites, sense igual per altres aparells elèctrics de protecció com els fusibles i els interruptors automàtics. Els interruptors i fusibles automàtics solen transportar el corrent de càrrega i la seva configuració de protecció ha de superar el corrent de càrrega normal; per tant, la seva funció principal és interrompre les fallades de curtcircuit de fase-a-fase-en el sistema (alguns interruptors automàtics també tenen protecció contra sobrecàrregues). Els RCD, però, utilitzen el corrent residual del sistema per a la reacció i l'acció. Durant el funcionament normal, el corrent residual del sistema és gairebé zero, de manera que el seu valor de configuració es pot configurar molt petit (generalment en el rang mA). Quan una persona experimenta una descàrrega elèctrica o la carcassa de l'equip s'activa, apareix un corrent residual més gran. El RCD detecta i processa aquest corrent residual i es dispara de manera fiable per tallar l'alimentació.

Quan l'equip elèctric té fuites de corrent, presentarà un senyal de corrent o tensió anormal. El RCD detecta i processa aquest senyal de corrent o tensió anormal, fent que l'actuador funcioni. Anomenem dispositius de corrent residual (RCD) que funcionen en funció del corrent de falla "RCD de tipus-actual" i els que funcionen basant-se en la tensió de falla "RCD de tipus-tensió". A causa de la seva estructura complexa, la poca estabilitat de les característiques de funcionament sota interferències externes i els elevats costos de fabricació, els RCD de tipus-de tensió s'han eliminat en gran mesura. La recerca i l'aplicació dels RCD tant a nivell nacional com internacional estan dominades pels RCD de tipus-actuals.

Els RCD de tipus-actual utilitzen una part del corrent de seqüència zero-del circuit (normalment anomenat corrent residual) com a senyal de funcionament. Sovint utilitzen components electrònics com a mecanismes intermedis, oferint una gran sensibilitat i funcions completes, la qual cosa condueix al seu ús cada cop més estès. Un RCD de tipus-actual consta de quatre parts:

1. Element de detecció: l'element de detecció es pot considerar un transformador de corrent de seqüència zero-. La línia de fase protegida i la línia neutra passen pel nucli toroidal, formant la bobina primària N1 del transformador. L'enrotllament enrotllat al voltant del nucli toroidal forma la bobina secundària N2. Si no es produeix cap fuga, la suma vectorial dels corrents que circulen per la línia de fase i la línia neutra és zero, per tant no es pot generar cap força electromotriu induïda corresponent a N2. Si es produeix un corrent de fuga, la suma vectorial dels corrents a les línies de fase i neutre no serà zero, induint una força electromotriu (EMF) en N2. Aquest senyal s'enviarà al circuit intermedi per a un posterior processament.

2. Circuit intermedi: el circuit intermedi normalment inclou un amplificador, un comparador i una unitat de control. Quan el circuit intermedi és electrònic, també requereix una font d'alimentació auxiliar per proporcionar l'energia necessària perquè el circuit electrònic funcioni. La funció del circuit intermedi és amplificar i processar el senyal de corrent de fuga des del transformador de corrent de seqüència zero-i enviar-lo a l'actuador.

3. Actuador: aquesta estructura rep el senyal de comandament del circuit intermedi, executa l'acció i talla automàticament l'alimentació a la ubicació de la falla.

4. Dispositiu de prova: atès que el protector de corrent de fuga és un dispositiu de protecció, la seva integritat i fiabilitat s'han de comprovar regularment. El dispositiu de prova simula una ruta de corrent de fuga connectant un botó de prova i una resistència de limitació de corrent-en sèrie per comprovar si el dispositiu pot funcionar amb normalitat.