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
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.
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.
Kłaniam się uprzejmie. Proszę o pomoc.
W nowej instalacji zastosowano niezgodnie z projektem wspólny czteropolowy wyłącznik RCD 25A dla wszystkich obwodów gniazd i świateł. Dalej jest ponad dziesięć wyłączników nadprądowych C16 czyli po 3-4 na każdą fazę. Podobno znamionowa wartość prądu dla RCD odnosi się do każdej fazy z osobna.
Moje pytanie dotyczy toru N, na którym przecież sumują się prądy. Czy również dla toru N znamionowa wartość prądu (tu 25A) będzie taka sama, czy 3 razy większa?
Jak dobrać 1 RCD czteropolowy dla tylu obwodów zabezpieczonych tyloma esami o danym prądzie znamionowym?
Przy 25A wystarczy włączyć piekarnik, czajnik elektryczny, trochę świateł i już osiągamy tę wartość. A co ze zmywarką, pralką, mikrofalą, odkurzaczem i innymi urządzeniami? Wiadomo, że nie wszystko działa jednocześnie, ale dość często może działać razem piekarnik, pralka i czajnik + światła. To duży dom. Instalację wykonał elektryk.
W obwodach 3-fazowych prądy sumują się geometrycznie, a nie algebraicznie.
Dziękuję bardzo za odpowiedź. Musiałem po niej odrobić jeszcze lekcje, ale to było oświecenie i przełom w moim rozumieniu nie tylko poruszonego zagadnienia.
Chciałbym jeszcze zapytać o jakieś normy i praktykę przy doborze RCD pod względem długotrwałej obciążalności styków. Wcześniej badając temat na forach spotkałem się z opiniami, że znamionowe zabezpieczenie przeciążeniowe podpięte do każdego toru fazowego nie powinno być większe niż prąd znamionowy dla styków RCD, co jest naturalne i logiczne. Czy ta zasada odnosi się również do sytuacji, kiedy do takiego toru podłącza się kilka obwodów mających swoje odrębne zabezpieczenia? Czy też sumaryczny prąd znamionowy esów na danej fazie za RCD może być np. 2 razy większy niż znamionowa obciążalność RCD (np.ze względu na założenie, że praktycznie nigdy nie dochodzi do sytuacji, kiedy dochodzi do pełnego obciążenia wszystkich obwodów)?
Czy zastosowanie w domu jednorodzinnym esów o charakterystyce C zamiast B, jest błędem?
Z góry dziękuję za każdą pomoc.
Jeżeli za RCD podłączymy kilka zabezpieczeń do jednej fazy, to przez tor RCD długotrwale może popłynąć prąd będący sumą wszystkich prądów zabezpieczeń. Także prąd RCD musi być większy niż suma wszystkich prądów zabezpieczeń na danej fazie.
Wyłączniki C mają inną charakterystykę niż B. A mianowicie zadziałają później niż B. Wszystko zależy od tego co zabezpieczamy wyłącznikiem nadprądowym. Czasami odbiornik wymusza zastosowanie zabezpieczenia typu C
Pytanie: proszę o podanie podstawy prawnej (norma, rozporządzenie itp) o zakazie stosowania wyłączników różnicowoprądowych w układzie sieci TN-C
Nie znam takiej normy ani rozporządzenia, które by zakazywało. Tak też napisałem w artykule: „Normy nie wspominają o tym, że nie można stosować wyłącznika w układzie TN-C….”
Pytanie 1. Posiadam różnicówkę 3-fazową eaton cfi6 i pytanie czy jako element przed różnicówką mogą być zastosowane 3 wyłączniki nadprądowe eaton c16. Zauważyłem że jak załączam pokolei fazy to w pewnym momencie gdy ta różnicówka była załączona wyzwala się różnicówka.
Pytanie 2. W jaki sposób badając induktorem można stwierdzić że w sieci tn-s jest wszystko w porządu. Czy badając wystarczy tylko sprawdzić oporność pomiędzy przewodem pe a n czy też sprawdzić poszczególne l1,l2, l3 a n.? Chodzi oto że różnicówka obecnie wywala ok 2 razy na dobę dlatego pytam bo chce zlokalizować uszkodzenie a posiadam tylko induktor i multimetr. Mierniki sonela są bardzo drogie stąd pytanie.n Dziękuję za pomoc.
Czy sprawdzając wyłącznik przyciskiem „test” w wyłączniku różnicowo-prądowym można uszkodzić urządzenie AGD? Czy badając wyłącznik różnicowo-prądowy miernikiem instalacji elektrycznej konkretnie MPI-525 można uszkodzić urządzenie AGD?
Pyt1: Nie można. W prawdzie przy przerwwaniu obwodu (wyłączeniu) mogą pojawić się piki napięciowe, ale twoje urządzenie jest na pewno na nie odporne.
Pyt2: A w które miejsce wpiąłeś MPI? Jeśli badałeś podłączając do różnicówki, to urządzenie AGD musiało być odłączone od niej i jeśli badałeś w gniazdku to jak wcześniej też musiało być z niego odłączone.