Przeciwpożarowe RCD: zalecenia dotyczące wyboru, zasady i schematy montażu

Zgodnie z przepisami projektowania instalacji elektrycznych oraz normami bezpieczeństwa pożarowego, sieć elektryczna na wejściu do mieszkania lub domu jednorodzinnego musi posiadać przeciwpożarowy RCD. Jest to zwykły wyłącznik różnicowoprądowy, który ma wyższą wartość prądu upływu niż klasyczne urządzenia zabezpieczające przed porażeniem prądem.

Przy wyborze takiego urządzenia, przeznaczonego do zapobiegania pożarom, należy spełnić szereg warunków. Jego instalacja również wymaga spełnienia określonych wymogów elektromontażowych.

Przeanalizujmy specyfikę działania tego urządzenia, zakres jego zastosowania oraz kluczowe cechy, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze tego sprzętu.

Ogólne funkcje wyłącznika różnicowoprądowego

W sieciach elektrycznych domowych i przemysłowych stosuje się kilka rodzajów urządzeń zabezpieczających, przeznaczonych do zapobiegania pożarom i porażeniom prądem. Wszystkie są zaprojektowane do zadziałania w przypadku uszkodzeń instalacji elektrycznych lub przebicia izolacji przewodów.

Zasada działania, elementy wewnętrzne i kontrolowane parametry są w nich różne. Jednak zadanie jest wszędzie to samo – w przypadku wystąpienia problemów szybko przerwać obwód zasilania.

Nie należy mylić RCD z RCBO – urządzenia i funkcje są różne. Pierwszy aparat kontroluje wyłącznie występowanie prądu upływu, drugi natomiast jest zaprojektowany do zadziałania przy zwarciu i przeciążeniu sieci.

RCD (wyłącznik różnicowoprądowy) to urządzenie elektrotechniczne, które przerywa linię zasilania po pojawieniu się wysokiego prądu upływu. Ten ostatni powstaje przy przebiciu warstwy izolacji w różnych elektrycznych grzejnikach i przewodach.

Jeśli w tym momencie osoba dotknie obudowy zepsutego urządzenia, prąd popłynie przez nią do ziemi. Może to prowadzić do poważnych obrażeń. Aby temu zapobiec, w obwodzie instaluje się urządzenie zabezpieczające różnicowoprądowe (automatyczny wyłącznik prądu różnicowego).

Zarówno zwykłe RCD, jak i przeciwpożarowe składają się z:

• obudowy;
• transformatora z trzema uzwojeniami;
• przekaźnika SEM (siły elektromotorycznej).

W normalnym stanie roboczym prąd przepływający przez uzwojenia transformatora wytwarza strumienie magnetyczne o różnych biegunach. Po ich zsumowaniu otrzymuje się zero. Przekaźnik w takim stanie jest zamknięty i przepuszcza prąd.

Lecz przy pojawieniu się upływu równowaga na uzwojeniach zostaje zakłócona. Na to reaguje rozpatrywany wyłącznik automatyczny, rozłączając obwód. W rezultacie napięcie w sieci zanika – uszkodzone urządzenie elektryczne jest odłączone od zasilania, a człowiekowi nic więcej nie zagraża. Zadziałanie RCD następuje dosłownie w ciągu kilku milisekund.

Źródłem pożaru sprzęt elektryczny staje się przy:

• zwarciach;
• przeciążeniach w sieci i/lub samej instalacji elektrycznej;
• nadnormatywnych upływach związanych z degradacją izolacji;

W pierwszych dwóch przypadkach wyłączenie ochronne jest realizowane przez wyłącznik różnicowo-prądowy (termicznym wyzwalaczem elektromagnetycznym) lub przez przepalenie bezpiecznika. Dla trzeciej sytuacji właśnie istnieje rozpatrywane RCD na prąd różnicowy. Istnieją jeszcze specjalne urządzenia kontroli izolacji, ale są drogie i w mieszkaniowych lub rozdzielnicach domowych są rzadko instalowane.

W jaki sposób RCD może zapobiec pożarowi?

Przy porażeniach prądem iskry zdolne wywołać zapłon nie powstają. Ale pożar przy wystąpieniu prądu upływu może jednak nastąpić. Chodzi o instalację elektryczną i prąd płynący przez kable. Początkowo żyły są zaprojektowane na ściśle określone wartości napięcia. Jeśli te parametry wykraczają poza normy projektowe, to niedługo do pojawienia się otwartego ognia.

Jeśli przez przerwaną izolację zaczyna się silny upływ prądu elektrycznego, to metal przewodów, nieprzystosowany do tego, zaczyna zbyt mocno się nagrzewać – prowadzi to do stopienia izolacyjnej otuliny i nagrzania otaczających przedmiotów.

Zadaniem przeciwpożarowego RCD jest kontrola tej sytuacji i niedopuszczenie do przegrzania instalacji. Jeśli izolacja jest uszkodzona i powstał prąd upływu, to urządzenie ochronne po prostu odłącza problematyczną linię od sieci. W przypadku obecności w obwodzie wyłącznika różnicowego nie dochodzi do zbyt silnego nagrzania metalu żył i powstania ognia.

Prąd upływu w zakresie 300–500 mA i napięciu 220 V – to wydzielane ciepło równe ciepłu powstającemu od zapalonej zapalniczki domowej. Takie wydzielanie ciepła nieuchronnie prowadzi do zapłonu instalacji i wszystkiego w pobliżu.

Podstawową funkcją rozpatrywanej klasy RCD nie jest ochrona człowieka, a zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego. Aby zapobiec porażeniom prądem, po przeciwpożarowych urządzeniach ochronnych w obwodzie instaluje się zwykłe urządzenia o mniejszym znamionowym prądzie upływowym.

Funkcjonalnie przeciwpożarowe RCD chroni:

1. Kabel wejściowy przed sobą.
2. Okablowanie linii odbiorników za sobą.
3. Podłączone urządzenia elektryczne, gdy przy awariach nie zadziała położony niżej standardowy wyłącznik różnicowoprądowy.

Przeciwpożarowy RCD jest częścią kaskadowej ochrony sieci elektrycznej 220 V. Nie jest używany w systemach oddymiania i monitorowania pożarów. W nich natomiast nie powinno być takich urządzeń ochronnych. W pewnych sytuacjach mogą one wyłączyć taki system kontroli, co jest całkowicie niedopuszczalne.

Kryteria wyboru sprzętu

Istniejące RCD dzielą się na jednofazowe i trójfazowe. W gospodarstwach domowych stosuje się tylko te pierwsze. Do mieszkania i domu prywatnego od rozdzielnicy elektrycznej prawie zawsze biegnie linia jednofazowa. Wyłącznik różnicowoprądowy do tego celu ma dwa zaciski (wejście plus wyjście), podczas gdy trójfazowe odpowiedniki mają cztery zaciski do przewodów.

Wszystkie RCD dzielą się ze względu na rodzaj prądu upływu na trzy grupy: «A», «B» i «AC». Do celów przeciwpożarowych należy wybrać wariant «AC» (tylko do prądu zmiennego), «A» i «B» są droższe, ponieważ są zaprojektowane dodatkowo do pracy z prądami pulsującymi i wyprostowanymi.

Urządzenia ochronne różnicowoprądowe występują jako:

• elektroniczne;
• elektromechaniczne.

Pierwsze są droższe, ale mniej niezawodne. Praktycznie we wszystkich przypadkach przeciwpożarowy RCD najlepiej wybrać właśnie klasy elektromechanicznej. Taki wyłącznik nie wymaga zasilania zewnętrznego. Elektroniczny odpowiednik w przypadku przerwy w linii zasilającej przestaje działać i monitorować uszkodzenia izolacji. Dodatkowo podczas skoku napięcia zwiększa się czas zadziałania.

Dwa główne kryteria wyboru przeciwpożarowego RCD to selektywność urządzenia (możliwość ustawienia opóźnienia wyłączenia) oraz wysoki parametr prądu upływu (100–300 mA). Jeśli któryś z tych warunków nie jest spełniony, to system urządzeń ochronnych w rozdzielnicy nie będzie działać prawidłowo.

RCD typu selektywnego oznaczone jest w oznaczeniu na obudowie literą «S», właśnie ten należy instalować jako przeciwpożarowy element kaskady (wyłącza się z ustawionym opóźnieniem czasowym).

Zgodnie z normami przeciwpożarowy RCD musi różnić się co najmniej trzykrotnie większymi wartościami od poniższego zwykłego pod względem:

• prądu upływu;
• czasu zadziałania.

Jeśli różnica w tych parametrach jest mniejsza niż trzykrotna, to w przypadku zadziałania poniższego wyłącznika różnicowoprądowego zareaguje również urządzenie przeciwpożarowe. W rezultacie trudniej będzie ustalić przyczynę wyłączenia, a bez zasilania pozostaną wszyscy odbiorcy na liniach równoległych, na których nie ma problemów.

Idealnie kaskadowy układ z różnych RCD powinien działać tak, aby w przypadku wystąpienia problemów reagowało tylko to urządzenie, które znajduje się najbliżej miejsca uszkodzenia izolacji. W takim przypadku wyłączany jest tylko chroniony obwód. Pozostałe pozostają pod napięciem.

W przypadku wysokiego parametru prądu upływu sytuacja jest następująca. W zwykłych RCD jest on dobierany w zakresie 10–40 miliamperów. Roboczy prąd (maksymalne zużycie przez urządzenia podłączone do linii) w tym przypadku osiąga 16–40 A. Dla oświetlenia i gniazd z urządzeniami gospodarstwa domowego jest to w zupełności wystarczające.

Jednak w każdej sieci elektrycznej występują naturalne upływy. W projekcie wewnątrzmieszkaniowego lub wewnątrzdomowego systemu energetycznego są one specjalnie obliczane, aby prawidłowo dobrać RCD. Nie powinny one przekraczać 1/3 prądu upływu wybranego wyłącznika różnicowoprądowego dla danej linii. W przeciwnym razie urządzenie ochronne będzie regularnie fałszywie zadziałać.

Zgodnie z zasadami, przeciwpożarowe RCD instaluje się zaraz za licznikiem energii elektrycznej na wejściu do domu, sumuje się na nim naturalne upływy prądu z całego podłączonego w mieszkaniu sprzętu gospodarstwa domowego.

Jeśli urządzenie ochronne wybierze się, jak w zwykłym przypadku, na 10–40 mA, to sieć elektryczna będzie stale wyłączona. W rzeczywistości RCD będzie ciągle rejestrować upływy, zadziałając na wyłączenie zasilania we wszystkich liniach zasilania domu.

Schematy instalacji wyłącznika zabezpieczającego

RCD nie jest przeznaczone do monitorowania przeciążeń w sieci elektrycznej, dlatego należy je instalować razem ze standardowym «automatem» – wyłącznikiem automatycznym. W ten sposób ochrona będzie pełna we wszystkich problematycznych aspektach.

Standardowy schemat podłączenia urządzeń ochronnych w rozdzielnicy wygląda następująco:

1. Pierwszy na wejściu jest automat.
2. Następnie instaluje się licznik energii elektrycznej.
3. Potem podłącza się przeciwpożarowe RCD (na 100–300 mA).
4. Następnie dokonuje się podziału obwodu na kilka oddzielnych linii odbiorczych z RCD przeciwporażeniowym (na 10–40 mA).

W niektórych schematach pierwszy wyłącznik automatyczny zastępuje się wyłącznikiem pakietowym, a mniej wydajne automaty umieszcza się następnie na liniach odbiorczych. Taki wariant również nie jest sprzeczny z zasadami.

Podczas podłączania przewodów ważne jest, aby wyjścia z RCD nie były połączone na wspólnym zerze i ogólnie nie krzyżowały się z innymi żyłami neutralnymi ani obudową rozdzielnicy. Po tym urządzeniu ochronnym linia powinna natychmiast iść do innego RCD lub automatu, a następnie bezpośrednio do odbiorników.

Po zakończeniu montażu należy sprawdzić poprawność montażu całego schematu i działanie urządzenia ochronnego.

Najpierw do gniazdka podłączane jest jakieś urządzenie, aby w sieci pojawiło się obciążenie, i podawane jest napięcie. Jeśli wszystko jest prawidłowo, a izolacja wszędzie jest nienaruszona, to nie powinno dojść do żadnego zadziałania RCD.

Następnie sprawdzany jest sam wyłącznik różnicowoprądowy. W tym celu na większości RCD znajduje się przycisk «T» („TEST”). Po jego naciśnięciu następuje symulacja obliczonego prądu upływu, w wyniku czego zabezpieczenie powinno zadziałać normalnie. Co więcej, testowanie powinno działać niezależnie od tego, czy jest obciążenie, czy nie.

Jeżeli po naciśnięciu „TEST” RCD nie wyłączyło linii, to jest uszkodzone. Możliwa jest sytuacja, gdy pękł obwód symulacji upływu. W takim przypadku urządzenie ochronne będzie nadal wykonywać swoje funkcje, zgodnie z jego przeznaczeniem. Jednak nawet taki wyłącznik lepiej natychmiast wymienić. Takie sprawdzenie zaleca się przeprowadzać raz w miesiącu.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Należy wyraźnie rozróżnić funkcje i parametry przeciwpożarowego i zwykłego RCD. Urządzenia te wyglądają zewnętrznie i są zbudowane wewnętrznie absolutnie identycznie. Jednak postawione przed nimi zadania są różne. Aby zrozumieć wszystkie niuanse tych różnic, zalecamy dodatkowo obejrzeć poniższe materiały wideo.

Przeznaczenie przeciwpożarowego RCD:

Czym jest urządzenie ochronne różnicowoprądowe z opisem wartości znamionowych i typów:

Po co podłączać urządzenia gospodarstwa domowego przez RCD:

Zamontować przeciwpożarowe RCD zawsze można samodzielnie, ponieważ instrukcja jest prosta i zrozumiała nawet dla amatora. Ma ono tylko dwa wejścia, wystarczy podłączyć tylko parę przewodów. Ważne jest tylko odpowiednio dobrać wartości znamionowe tego urządzenia, aby zadziałało w odpowiednim momencie. Jeśli jednak brakuje umiejętności takiego podłączenia, lepiej zaprosić elektryka.

Czy mają Państwo doświadczenie w samodzielnym montażu przeciwpożarowych RCD? Proszę podzielić się zdobytą wiedzą z odwiedzającymi naszą stronę, a także zadawać pytania na temat artykułu w bloku poniżej.