Zasada działania wyłącznika różnicowoprądowego
Wyłącznik różnicowoprądowy (pot. różnicówka) jest urządzeniem realizującym samoczynne wyłączenie zasilania w przypadku porażenia lub uszkodzenia izolacji. Działanie wyłącznika opiera się na pomiarze całkowitego prądu wpływającego przewodami fazowymi i wypływającego przewodem neutralnym. Człon pomiarowy wyłącznika, oparty o przekładnik Ferrantiego mierzy sumę geometryczną prądów przepływających przez wyłącznik. Suma ta w poprawnie działającej instalacji elektrycznej wynosi zero.
IL1 + IL2 + IL3 + IN = 0
Schemat blokowy wyłącznika różnicowoprądowego.
A – człon pomiarowy, B – człon wzmacniający, C – człon wyłączający, D – człon kontrolny, R – rezystor kontrolny, T – przycisk testujący, 1 – rdzeń przekładnika Ferrantiego, 2 – uzwojenie wtórne przekładnika Ferrantiego, 3 – zamek
Suma geometryczna prądów płynących przez wyłącznik różnicowoprądowy jest nazywana prądem różnicowym lub upływowym (ΔI). Każdy wyłącznik ma określony prąd różnicowy znamionowy (ΔIn), który określa wartość prądu różnicowego przy jakim wyłącznik zadziała w czasie <200ms.
A więc, jeżeli nastąpi uszkodzenie w odbiorniku i część prądu o wartości większej niż prąd różnicowy znamionowy wyłącznika, przez obudowę przepłynie do ziemi, nastąpi wyłączenie zasilania.
Przy ochronie przeciwporażeniowej powinno się stosować wyłączniki o prądzie różnicowym znamionowym nie większym niż 30mA (ΔIn≤30mA). Wyłącznik różnicowoprądowy stanowi uzupełnienie ochrony przed dotykiem bezpośrednim lub może być urządzeniem realizującym samoczynne wyłączenie zasilania przy ochronie przed dotykiem pośrednim (ochrona przy uszkodzeniu).
Każdy wyłącznik różnicowoprądowy posiada kilka parametrów charakteryzujących go:
- napięcie znamionowe Un [V]
- prąd znamionowy różnicowy ΔIn [A]
- prąd znamionowy długotrwały In [A]
- typ wyłącznika: A, AC, B
- rodzaj wyzwalacza: np. selektywny (S), krótkozwłoczny (G)
- wytrzymałość zwarciowa Icn [kA]
- częstotliwość znamionowa [Hz]
Na wyłącznikach różnicowoprądowych mogą się znaleźć następujące oznaczenia:
Podłączenie wyłącznika różnicowoprądowego
Wyłączniki różnicowoprądowe można stosować w układach sieci TN-S, TT, IT oraz TN-C-S. W układzie TN-C nie powinno się stosować wyłącznika różnicowoprądowego. Normy nie wspominają o tym, że nie można stosować wyłącznika w układzie TN-C, jednak nie zaleca się jego stosowania, ponieważ mógłby on działać nieprawidłowo. Należałoby zrobić przed wyłącznikiem różnicowoprądowym rozdział przewodu PEN na PE i N.
Połączenie wyłącznika różnicowoprądowego w różnych układach sieci
W zapisie prawnym Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. nr 109, poz. 1156) oraz późniejsze rozporządzenia zmieniające, czytamy:
$183
I. W instalacjach elektrycznych należy stosować:
(…)
3. urządzenia ochronne różnicowoprądowe lub odpowiednie do rodzaju i przeznaczenia budynku bądź jego części, inne środki ochrony przeciwporażeniowej.
Z kolei norma PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 4.41. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym, nakazuje stosowanie wyłączników różnicowoprądowych jako ochronę uzupełniającą.
A więc wyłączniki różnicowoprądowe o prądzie znamionowym różnicowym nie większym niż 30mA stosujemy w każdym możliwym przypadku, a przede wszystkim i obowiązkowo:
- w obwodach zasilających urządzenia o zwiększonym zagrożeniu porażeniowym (łazienka, kuchnia, pomieszczenia produkcyjne o zwiększonej wilgotności, baseny itp.),
- w obwodach zasilających urządzenia I klasy izolacji.
Działanie wyłącznika różnicowoprądowego
Wyłącznik różnicowoprądowy może zadziałać tylko w określonych przypadkach:
- W przypadku zwarcia przewodu fazowego lub neutralnego z obudową urządzenia. W takim przypadku przez obudowę chronionego urządzenia przepływa prąd zwarciowy i wyłącznik zadziała jeżeli zostanie spełniony warunek:
IL1 + IL2 + IL3 + IN ≥ ΔIn - Gdy izolacja w chronionej instalacji ulegnie pogorszeniu lub uszkodzeniu. Wyłącznik zadziała jeżeli jej rezystancja zmniejszy się do wartości przy której prąd upływu będzie większy niż znamionowy prąd różnicowy wyłącznika.
- W przypadku dotyku bezpośredniego części czynnych będących pod napięciem – przez osobę rażoną przepłynie prąd i wyłącznik zadziała w czasie mniejszym niż 20ms.
Wyłącznik różnicowoprądowy nie zadziała w przypadku zwarcia między przewodem fazowym a neutralnym. Nie stanowi on zabezpieczenia zwarciowego i przeciążeniowego, dlatego w instalacji musi być stosowany razem z dodatkowymi zabezpieczeniami zwarciowymi i nadmiarowo-prądowymi.
Wyłączniki różnicowoprądowe stanowią doskonałą ochronę dodatkową osób i urządzeń i powinny być jak najszerzej stosowane. Jeżeli wyłącznik różnicowoprądowy nie pozwala załączyć jakiegoś obwodu tzn. że gdzieś w danym obwodzie jest upływ prądu – np. na obudowę urządzenia. Nie należy w takim wypadku pomijać urządzenia ochronnego jakim jest wyłącznik różnicowoprądowy, ale w pierwszej kolejności znaleźć przyczynę nieprawidłowej pracy instalacji. Bezpieczeństwo użytkowników instalacji elektrycznej musi być na pierwszym miejscu.
Oczywiście każdy wyłącznik różnicowoprądowy musi być dobrany przez projektanta przy uwzględnieniu dopuszczalnego prądu upływu urządzeń. W instalacji elektrycznej mogą być stosowane wyłączniki o znamionowym prądzie różnicowym >30mA, ale nie stanowią one wtedy środka ochrony uzupełniającej przy dotyku bezpośrednim. Są jednak doskonałym środkiem ochrony od porażeń przy uszkodzeniu.
Doświadczony inżynier. W elektryce pracuje już od roku 2005. Na co dzień prowadzi firmę wykonującą kompleksowe instalacje elektryczne w budownictwie. oraz instalacje i farmy fotowoltaiczne o mocach do kilku MW. Pracował przy wielu złożonych inwestycjach prowadząc je od fazy projektowej po ostateczne odbiory. Na blogu dzieli się wiedzą z praktyki, wykorzystywaną w codziennej pracy.
Panie Macieju planuję remont garażu, nie powiem lubię się pobawić spawarką czy szlifierką. Szukam w internecie ile tych różnicówek przewidziec. https://elektrykwsieci.blogspot.com/2020/11/ile-roznicowek-w-domu.html – tutaj niby kilka piszą by mieć, na elektrodzie mi elektryk napisał, ze jedna w zupełności wystarczy? To zwykły garaż na dwa stanowiska. Jedno stanowisko chce zaadaptować na mjasterkownie
Na sam garaż wystarczy jeden RCD
Dzień dobry panie Macieju. Napisał pan w artykule, że przy zwarciu L i N róznicówka nie zadziała. A jeżeli mamy różnicówkę wraz z członem nadmiarowoprądowym to wtedy wyłaczy czy nie wyłączy przy takim zwarciu? pozdrawiam
W takim przypadku zadziała człon nadprądowy.
Witam. Czy po zadziałaniu wyłącznika RCD trzeba odczekać jakiś czas żeby go załączyć? To znaczy czy różnicówki mają jakąś zwłokę, czy od razu powininna być możliwość załączenia? Zakładając oczywiście, że przyczyna zadziałania została usunięta.
Od razu powinna być możliwość załączenia
Witam. Przy montażu żyrandola miałem zadziałanie rcd przy dotknięciu żył N i PE. Włacznik był w pozycji wyłączonej i prawidłowo na żyle L. Próbnik dwupolowy nie wykazywał potencjału na żadnej z tych żył. Po załączeniu włącznika napięcie pomiędzy L i N było 235V, napięcie pomiędzy L i PE było 235V, napięcie pomiędzy N i PE – 0V. RCD 3F, 3 wyłączniki nadprądowe. Układ sieci dostarczony TNC ale elektryk wykonał wyspę TT (nie rozdzielił PEN, a żyły PE podłączył do oddzielnego uziomu). Czy takie dziwne zachowanie może wynikać z jakiegoś zerowania pozostawionego gdzieś w gnieździe czy raczej z powodu wyindukowanego prądu na żyle PE?
Jest to prawidłowe działanie.
Witam! Nurtuje mnie jedno pytanie. Czy mając np w rozdzielnicy 6 wyłączników RCD, które chronią poszczególne obwody w domu, to czy dla każdego z nich (RCD) należy zrobić osobną szynę neutralną aby suma prądów wpływających i wypływających z obwodów się zgadzała? Spotkałem się z taką opinią na jednej ze stron poświęconej tej tematyce.
Pozdrawiam
Oczywiście że tak. Każdy wyłącznik RCD musi mieć osobną szynę N
Chciałbym się dowiedzieć jaki jest maksymalny prąd wyłączenia dla RCD o charakterystyce A i B,
czytałem że dla typu A jest 1,4 prądu różnicowego, dla typu B jest 2 prądu różnicowego, jeżeli tak
w której normie znajdę wskazówki, pozdrawiam
Porządny poradnik. Jedno pytanie: czy na rysunku pokazującym podłączenie RCD
w układzie TN-C-S punkt rozdziału przewodu PEN na PE i N nie powinien być dodatkowo uziemiony?
Nie zawsze jest konieczność dodatkowego uziemiania – jeżeli uziemienie przewodu PEN jest wystarczające
W sytuacji kiedy z jakiegoś powodu nastąpi przerwa w przewodzie PEN od strony zasilania, a punkt rozdziału PE i N nie jest dodatkowo uziemiony. Przy odbiorniku rezystancyjnym typu grzałka 230V faza pojawia się na zacisku N tym samym na PE. Proszę sobie wyobrazić co dzieje się w instalacji wewnętrznej i jakie to niesie za sobą konsekwencje. W zwykłym gniazdku może pojawić się 400V i proszę mi wierzyć elektronika tegonie lubi. Uziemienie rozdziału PEN to konieczność.
Ale trzeba też wziąć pod uwagę ludzi mieszkających w wieżowcach gdzie nie ma linii PE jest tylko faza i N.
W takich przypadkach przewód zerowy lub ochronno-neutralny jest uziemiony w punkcie zasilania wieżowca.
Porządny poradnik. Jedno pytanie: czy na rysunku pokazującym podłączenie RCD w układzie TN-C-S punkt rozdziału przewodu PEN na PE i N nie powinien być dodatkowo uziemiony?