Wyłącznik różnicowoprądowy – co to jest, budowa, jak działa?

29 maja 2018 0

Autor:

Powiedzmy sobie szczerze, każdy chce mieć dzisiaj bezpieczny dom. I stąd różnego typu rozwiązania w budynkach mieszkalnych, stosuje się by uchronić domowników przed nieszczęśliwymi wypadkami. Takim wypadkiem, poważnym i czasem tragicznym, może być porażenie prądem elektrycznym. By się przed nim uchronić, w wielu domach są obecne wyłączniki różnicowoprądowe. Czym właściwie jest taki wyłącznik różnicowoprądowy i jak działa?

Uszkodzenie w obszarze instalacji elektrycznej bywa przyczyną wielu wypadków w gospodarstwach domowych. Dobrze więc byłoby pomyśleć jak zapobiegać porażeniu prądem, gdy występują różne groźne awarie. Skuteczne będzie zabezpieczenie w postaci właśnie instalacji wyłącznika różnicowoprądowego. Poniżej więcej informacji.

Możemy spotkać się z angielskimi skrótami typu RCD od residual current device, i RCCB residual current circuit breaker

Co to jest wyłącznik różnicowoprądowy?

Wyłącznik przeciwporażeniowy, bo tak często zamiennie nazywa się ten różnicowo prądowy jest specjalistycznym mechanizmem, w formie zabezpieczenia elektrycznego. Doprowadza ono do rozłączenia obwodu wówczas, gdy wypływający prąd nie jest równy wartości prądu wpływającego. Mechanizm definiuje te dane w sposób samodzielny i gdy wykryje awarię, doprowadza do przerwania w dopływie prądu.

Jak działa wyłącznik różnicowoprądowy?

Gdy urządzenie zdefiniuje jakieś nieprawidłowości co do przepływu prądu, wówczas odcina obwód. Z sytuacją taką zetkniemy się wówczas, gdy rozpoznamy upływ prądu do ziemi – na przykład gdy domownik dotknie sprzętu z uszkodzoną instalacją. Bez wyłącznika różnicowoprądowego, wówczas doszłoby do porażenia prądem. Urządzenie to na szczęście stanowi zabezpieczenie w kontekście ryzyka takiego wypadku. Jak to określić? Na przykładzie: Wyłącznik instaluje się w taki sposób, by przechodziły przez niego przewody fazowe i zerowy. W normalnych warunkach prąd płynący w obwodzie ma taką samą wartość, co prąd znajdujący się w kablu zerowym. Jeśli jednak dojdzie do uszkodzenia instalacji, wówczas prąd ucieka i np. znajduje się na obudowach lub osłonach urządzeń elektrycznych. Wtedy wartość prądu w przewodach fazowych i zerowym jest inna, a różnica tych wielkości potocznie nazywa się prądem różnicowym. Wyłącznik różnicowoprądowy ma za zadanie odłączyć instalację od zasilania, w momencie wykrycia tego typu awarii.

Rysunek 1 Zasada działania wyłącznika różnicowo-prądowego

Ze względu na czułość (prąd zadziałania IΔn):
wysokoczułe – IΔn nie większy od 30 mA
średnioczułe – IΔn pomiędzy 30 a 500 mA
niskoczułe – IΔn powyżej 500 mA

Ze względu na wykrywane rodzaje prądów upływu:
AC – prąd przemienny sinusoidalny (wyłącznik reaguje tylko na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie)
A – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy (wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie, na prądy pulsujące jednopołówkowe ze składową stałą, do 6 mA)
B – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy, prąd stały (wyłącznik reaguje na prądy jak wyżej, i na prądy wyprostowane (uniwersalny)

Ze względu na wbudowane zabezpieczenie nadprądowe:
RCCB – wyłącznik różnicowoprądowy bez wbudowanego zabezpieczenia nadmiarowoprądowego
RCBO – wyłącznik różnicowoprądowy z wbudowanym zabezpieczeniem nadmiarowoprądowym

 

Wyłącznik różnicowo-prądowy budowa

Tradycyjny wyłącznik różnicowoprądowy składa się z czterech elementów: zestyków torów prądowych, wraz z przyciskiem załączającym działanie urządzenia, wyzwalacza, będącego najczęściej spolaryzowanym przekaźnikiem, obwodu testowania, który umożliwia sprawdzenie jego działania, a także przekładnika Ferrantiego. Ostatnia z wymienionych części składkowych jest kluczowa dla poprawnego działania wyłącznika. To właśnie ona odpowiedzialna jest za pomiar prądu upływu.

Schemat wyłącznika różnicowo-prądowego

– zestyki torów prądowych z dźwignią załączającą urządzenie
– wyzwalacz, którym jest najczęściej przekaźnik spolaryzowany
– przekładnik Ferrantiego przez który przeprowadzone są przewody fazowe i przewód neutralny
– obwód testowania umożliwiający sprawdzenie wyłącznika

Wyłączniki różnicowoprądowe parametry

Ważnym parametrem technicznym wyłączników różnicowoprądowych jest napięcie znamionowe. Biorąc pod uwagę zdolność łączenia, napięcie znamionowe wyłącznika nie powinno być mniejsze od napięcia znamionowego sieci, w której on jest zainstalowany. Oprócz tego wyłączniki RCD określa znamionowy prąd różnicowy zadziałania – 0,03, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5 A. Z kolei prąd znamionowy ciągły stanowi największy prąd, jakim wyłącznik może być obciążony długotrwale w stanie zamkniętym. Znormalizowane wartości prądu znamionowego wynoszą 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 i 125 A. Oprócz tego produkuje się wyłączniki RCD na prądy znamionowe ciągłe – 160, 200, 250, 400, 630 A.

Parametrem wyłączników różnicowoprądowych jest częstotliwość znamionowa, która w przypadku standardowych urządzeń wynosi 50 i/lub 60 Hz.

Biorąc pod uwagę obciążalność zwarciową, wyróżniamy wyłączniki różnicowoprądowe bez wyzwalaczy nadprądowych (RCCB) ze zdolnością wyłączania wynoszącą co najmniej 10-krotną wartość prądu znamionowego, ale nie mniejszą niż 500 A. Ważne jest, aby takie wyłączniki były „dobezpieczone”. Są też wytwarzane i stosowane wyłączniki różnicowoprądowe ze zintegrowanymi w jednym aparacie wyzwalaczami nadprądowymi (RCBO) o zdolności wyłączania porównywalnej z wyłącznikami nadprądowymi.

Wybierając wyłącznik różnicowo-prądowy, trzeba zwrócić uwagę na liczbę biegunów. Typowy wyłącznik jest w stanie przerywać wszystkie przewody czynne (L1, L2, L3, N). Stąd też oferowane i stosowane bywają wyłączniki:

dwubiegunowe (w obwodach jednofazowych),
czterobiegunowe (w obwodach trójfazowych z przewodem neutralnym),
– trójbiegunowe (w obwodach trójfazowych bez przewodu neutralnego).

Dodatkowo możliwe jest wykorzystywanie wyłączników czterobiegunowych w obwodach jednofazowych, jeżeli przewody L i N podłączono w sposób zapewniający działanie obwodu kontrolnego.
Typ wyzwalania (oznaczany wielkimi literami –AC, A, B) określa, przy jakich kształtach przebiegu prądu różnicowego, wyłącznik różnicowoprądowy reaguje prawidłowo. Wyróżnia się więc wyłączniki różnicowoprądowe o wyzwalaniu typu AC (przystosowane do działania przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym) oraz wyłączniki różnicowoprądowe o wyzwalaniu typu A przystosowane do działania przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym oraz przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym jednokierunkowym, mającym dowolną biegunowość ze składową stałą do 6 mA. Wyłączniki różnicowoprądowe o wyzwalaniu typu B można stosować, gdy w chronionym obwodzie łynąć będzie prąd różnicowy przemienny, prąd uszkodzenioniowy pulsujący jednokierunkowy, mający składową stałą nie większą niż 6 mA oraz prąd stały o niewielkim tętnieniu.

Biorąc pod uwagę czułość, wyłączniki różnicowoprądowe mogą być wysokoczułe (znamionowy prąd różnicowy: ≤ 30 mA, średnioczułe (znamionowy prąd różnicowy: 30 mA-500 mA), niskoczułe (znamionowy prąd różnicowy: > 500 mA). Z kolei w kontekście opóźnienia wyzwalania rozróżnia się wyłączniki bezzwłoczne (bez określonego czasu przetrzymywania i bez dodatkowych oznaczeń) oraz wyłączniki krótkozwłoczne, które mają gwarantowany czas podtrzymania wynoszący co najmniej 10 ms. Wyłączniki tego typu znajdują zastosowanie w obwodach odbiorczych o dużym przejściowym prądzie różnicowym. Z kolei wyłączniki zwłoczne (selektywne) mają gwarantowany czas przetrzymywania wynoszący nie mniej niż 40 ms. Zapewniają one wybiórczość działania z wyłącznikami bezzwłocznymi lub krótkozwłocznymi.

Warto również wspomnieć o przekaźnikach różnicowoprądowych współpracujących z wyłącznikami nadprądowymi. Mają one wpływ na możliwość ustawiania wartości znamionowego prądu różnicowego zadziałania (np. 0,03, 0,1, 0,3, 1, 3, 5, 10 A) oraz nastawiania zwłoki zadziałania (np. 0, 06, 0,1, 0,3, 1, 5 s).

Trzeba pamiętać o dopuszczalnym dla danego aparatu zakresie temperatury otoczenia. Jest to szczególnie istotne w przypadku, gdy urządzenie będzie pracowało na zewnątrz pomieszczeń. Wynika to stąd, że warunki otoczenia mają duży wpływ na działanie wyłączników różnicowoprądowych. Tym sposobem – zależnie od sytuacji – zastosowanie znajdują wyłączniki o budowie podstawowej lub mrozoodpornej.

Warto wspomnieć o wyłącznikach różnicowoprądowych z zabezpieczeniem nadprądowym. Urządzenia tego typu stanowią kombinację wyłącznika przeciwporażeniowego i nadprądowego, zapewniając nie tylko ochronę przeciwporażeniową, ale również zabezpieczenie obwodu przed przeciążeniami i zwarciami. Różnicowy prąd zadziałania wynosi 10, 30 i 300 mA, natomiast typ wyzwalania urządzeń to A oraz AC.

Rodzaje wyłączników różnicowoprądowych

W podstawowym trybie dzielimy wyłączniki zgodnie z wskaźnikiem czułości. Rozróżniamy przede wszystkim warianty niskoczułe – powyżej 500 mA, średnio czułe – w przedziale 30-500 mA oraz wysokoczułe, z wartością od 30 mA. Poza tym mamy wyłączniki z zabezpieczeniem nadmiaroprądowym i takie, które tej funkcji nie posiadają.

Jak dobrać wyłącznik różnicowoprądowy?

Trzeba mieć na uwadze, że wyłącznik różnicowoprądowy stosuje się najczęściej jako dodatkową ochronę instalacji elektrycznej. Osprzęt nie zawsze uratuje człowieka przed porażeniem. Najczęściej używane wyłączniki o znamionowym prądzie różnicowym 30 mA uruchamiają się już przy prądzie 20 mA. Prąd o mniejszym natężeniu umożliwia oderwać się osobie porażonej od uszkodzonej instalacji, ale bywa, że jest groźne dla życia i zdrowia.

Instalując wyłączniki różnicowoprądowe typu A, należy pamiętać, aby nie montować ich w obwodach odpowiadających za zasilanie trójfazowych prostowników oraz urządzeń przekształcających częstotliwość (na przykład falowników). W instalacjach tego typu mogą bowiem wystąpić prądy upływowe o charakterystyce gładkiej, które nie będą wykryte przez wyłączniki typu A. Oprócz tego istnieje prawdopodobieństwo nasycenia się rdzenia magnetycznego wyłącznika, co w efekcie będzie przyczyną niewykrywania prądów upływowych. Tym sposobem bezpieczeństwo przeciwporażeniowe nie zostanie zapewnione.

Wyłączników różnicowoprądowych typu A nie powinno się również instalować w obwodach, którymi jest dostarczana energia elektryczna do większej liczby urządzeń wyposażonych w zasilacze elektroniczne. W takim przypadku powstają bowiem nagłe przyrosty prądowe przy załączaniu napięcia. Efektem mogą być niepożądane zadziałania wyłącznika. Wynika to stąd, że konstrukcja zasilaczy elektronicznych bazuje na filtrach o niewielkiej pojemności, która jest uwzględniona pomiędzy przewodami N i PE. Przy większej kumulacji i jednoczesnym załączeniu dochodzi do przepływu prądu ładującego, który „rozpoznawany” jest przez wyłącznik RCD jako prąd upływowy.

Gdzie kupić i co jest ważne przy wyłącznikach różnicowoprądowych?

Na pewno możemy je nabyć w sklepach, które sprzedają asortyment elektroniczny różnego rodzaju. Zanim jednak kupimy dany model. Warto zapytać sprzedawcę, który wariant nada się najlepiej do zastosowania w naszym domu. Czyli – czy skutecznie zabezpieczy nas przed porażeniem. Poza tym można też takie wyłączniki kupić przez internet, gdzie w takich sklepach także możemy liczyć na rzetelną poradę.

Zanim podejmiemy decyzję o kupnie wyłącznika przeciwporażeniowego, fachowa porada będzie naprawdę niezbędna. Wszystko dlatego, że wówczas możemy naprawdę idealnie dopasować do naszego domu takie urządzenie. Gdy zainstalujemy wyłącznik, trzeba pamiętać o tym, by systematycznie go testować. To pozwoli nam zyskać pewność, że zabezpieczenie w sytuacji zagrożenia, rzeczywiście „zachowa się” jak należy.

Bez problemu dostaniemy je w sklepach ze sprzętem elektronicznym, sklep EBMiA gwarantuje szeroką gamę wyłączników różnicowo-prądowych. Dział handlowy EBMiA cechuje się ogromną wiedzą w zakresie automatyki, elektroniki, dlatego w razie problemu służymy pomocą.

Nie zapominajmy, że podjęcie decyzji o kupnie wyłącznika przeciwporażeniowego, po fachowej poradzie będzie naprawdę niezbędne. Gdy zainstalujemy wyłącznik, trzeba pamiętać o tym, by systematycznie go testować (raz na 30 dni). To pozwoli nam zyskać pewność, że zabezpieczenie w sytuacji zagrożenia, rzeczywiście „zachowa się” jak należy.

 

 

Zapraszamy również do przeczytania:

Ogranicznik przepięć – podłączenie, co to jest, jak działa, budowa

Wyłącznik nadprądowy – jak dobrać, podłączenie, charakterystyka

Rozłącznik izolacyjny – co to jest, jak dobrać, budowa, zastosowanie

Łącznik krzywkowy – jak podłączyć, zasada działania

UdostępnijShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on Twitter

Powiązane produkty

Newsletter
Bądź na bieżąco