Poprzednia

ⓘ Wyłącznik różnicowoprądowy




Wyłącznik różnicowoprądowy
                                     

ⓘ Wyłącznik różnicowoprądowy

Wyłącznik różnicowoprądowy, potocznie różnicówka, wyłącznik przeciwporażeniowy, bezpiecznik różnicowoprądowy – elektryczne urządzenie zabezpieczające, które rozłącza obwód po wykryciu, że prąd elektryczny z niego wypływający nie jest równy prądowi wpływającemu. Służy do ochrony ludzi przed porażeniem prądem elektrycznym przy dotyku pośrednim i bezpośrednim, ogranicza także skutki uszkodzenia urządzeń, w tym możliwość powstania pożaru.

                                     

1. Budowa

Wyłącznik można podzielić na 4 zasadnicze elementy:

  • zestyki torów prądowych, wraz z zamkiem i dźwignią załączającą
  • wyzwalacz różnicowoprądowy – najczęściej przekaźnik spolaryzowany
  • przekładnik Ferrantiego – pierścień ferromagnetyczny, przez który przechodzą przewody fazowe i przewód neutralny
  • obwód testowania wyłącznika – umożliwia jego sprawdzenie w trakcie eksploatacji.
                                     

2. Zasada działania

  • Podczas testowania przycisk testujący zwiera zacisk toru fazowego wyłącznika od strony odbiornika z przewodem neutralnym lub innej fazy w przełącznikach wielofazowych od strony zasilania poprzez wbudowany rezystor zwykle 10 kΩ. W ten sposób przez wyłącznik płynie tylko prąd w torze fazowym, a suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera, tak jak w przypadku upływu. Wyłącznik powinien wtedy zadziałać.
  • Podczas normalnej pracy wektorowa suma prądów płynących przez przekładnik jest równa zero zgodnie z I prawem Kirchhoffa. Stąd w uzwojeniu wtórnym przekładnika Ferrantiego nawiniętym na rdzeniu nie indukuje się SEM, przekaźnik spolaryzowany jest zamknięty zwora przyciągana przez magnes trwały i, tym samym, styki główne są zamknięte.
  • Jeżeli w chronionym obwodzie pojawi się prąd upływowy np. przez ciało człowieka do ziemi lub przez przewód PE, to wtedy suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera. W uzwojeniu wtórnym indukuje się SEM, która powoduje przepływ prądu przez cewkę przekaźnika spolaryzowanego. Pole magnetyczne wytworzone przez cewkę kompensuje pole magnetyczne magnesu trwałego przekaźnika. Jeśli prąd upływu przekroczy próg zadziałania wyłącznika w praktyce już od połowy I Δn, przekaźnik spolaryzowany zostanie otwarty, zwalniając zamek i otwierając styki główne, a przez to odłączając zasilanie obwodu.
                                     

3. Podział i oznaczenia

  • Ze względu na czułość prąd zadziałania I Δn
  • niskoczułe – I Δn powyżej 500 mA
  • wysokoczułe – I Δn nie większy od 30 mA
  • średnioczułe – I Δn pomiędzy 30 a 500 mA
  • AC – prąd przemienny sinusoidalny wyłącznik reaguje tylko na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie
  • Ze względu na wykrywane rodzaje prądów upływu
  • A – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy
  • B – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy, prąd stały wyłącznik reaguje na prądy jak wyżej, i na prądy wyprostowane uniwersalny
  • RCBO – wyłącznik różnicowoprądowy z wbudowanym zabezpieczeniem nadmiarowoprądowym
  • Ze względu na wbudowane zabezpieczenie nadprądowe
  • RCCB – wyłącznik różnicowoprądowy bez wbudowanego zabezpieczenia nadmiarowoprądowego
                                     

4. Zastosowanie

Wyłącznik różnicowoprądowy jest stosowany jako ochrona dodatkowa, obok "samoczynnego wyłączenia zasilania” działającego przy bezpośrednim zwarciu faza-obudowa. Wykrywa on znacznie mniejsze prądy upływu, które mogłyby nie spowodować zadziałania zabezpieczeń nadprądowych ze względu na dużą rezystancję na przykład ciała ludzkiego.

Wyłączniki różnicowoprądowe stosuje się w układach sieci TN-S, TN-C-S na odcinku z rozdzielonymi przewodami ochronnym PE i neutralnym N, TT, oraz rzadko IT.

                                     

4.1. Zastosowanie Nieporozumienia związane z wyłącznikiem różnicowoprądowym

Wyłącznik różnicowoprądowy nie zabezpiecza przed porażeniem we wszystkich sytuacjach. Przy kontakcie człowieka z przewodem ochronnym i przepływie prądu do uziemienia osoba ta ciągle będzie narażona na porażenie prądem, jednak prawdopodobnie mniejszym niż w przypadku przewodu niechronionego i niezagrażającym życiu ani zdrowiu. Najczęściej używany wyłącznik o znamionowym prądzie różnicowym I Δn = 30 mA jest wyzwalany przeważnie przez prąd I = 0.65 I Δn = 20 mA. Prąd o mniejszym natężeniu umożliwia oderwanie się porażonej osoby od instalacji, ale niekiedy jest groźny dla zdrowia i życia człowieka. Dla poprawy bezpieczeństwa można stosować wyłączniki RCD o prądzie znamionowym 10 mA. Może to jednak wiązać się z problemami eksploatacyjnymi w postaci niepotrzebnych zadziałań, mających związek z naturalnymi upływnościami w instalacjach elektrycznych i urządzeniach rezystancja izolacji.

W pewnych przypadkach wyłącznik różnicowoprądowy nie zapewnia ochrony przeciwporażeniowej, między innymi w momencie, gdy zostaną dotknięte dwa przewody objęte zabezpieczeniem przykładowo przewód fazowy i neutralny a człowiek jest wystarczająco odizolowany od ziemi.

Ta sama wada dotyczy ochrony za pomocą transformatorów separacyjnych nie ma ochrony, gdy ciało jest odbiornikiem.



                                     

4.2. Zastosowanie Wyłącznik różnicowoprądowy a rzeczywistość

W instalacjach typu TN-C nie stosuje się wyłączników różnicowych, gdyż nie działają one poprawnie z powodu braku przewodu ochronnego PE i podłączeniu przewodu neutralnego N do obudowy urządzeń, a przez to do ziemi.

Regulacja normą: PN-IEC 60364-5-53:1999 pkt 531.2.1.5): Zastosowanie urządzenia ochronnego różnicowoprądowego włączonego w obwody niemające przewodu ochronnego nie może być uznane za skuteczny środek ochrony przed dotykiem pośrednim, nawet w przypadku gdy znamionowy różnicowy prąd zadziałania nie przekracza 30 mA.

                                     

4.3. Zastosowanie Uwagi eksploatacyjne

Należy raz w miesiącu nie częściej, gdyż zużywa to mechanizmy użyć przycisku testowego w celu sprawdzenia poprawności działania wyłącznika. Niezwłoczne zadziałanie wyłącznika potwierdza jego sprawność mechaniczną. Testujemy obwód bez obciążenia odbiornikami o znacznej mocy co niepotrzebnie zużywałoby styki wskutek łuku elektrycznego. Nie powinno się traktować RCD jako zwykłego wyłącznika do odcinania prądu – często pod obciążeniem – na przykład przy wychodzeniu z domu.