Wyłącznik różnicowoprądowy: przeznaczenie, rodzaje, oznaczenia + porady dotyczące wyboru

Algorytm działania wyłączników różnicowoprądowych opiera się na zapewnieniu niezawodnej ochrony przed możliwymi prądami upływu, np. w przypadku pośredniego dotknięcia elementów przewodzących lub zwarcia części przewodzących prąd z obudową. Do wyboru urządzenia zabezpieczającego należy podejść odpowiedzialnie. Czy zgadza się Pan?

Opowiemy, jak właściwie dobrać automatyczny wyłącznik różnicowoprądowy, wyposażony w rozszerzoną funkcję ochronną. W przedstawionym przez nas artykule szczegółowo opisano rodzaje urządzenia zdolnego zapobiec wielu groźnym sytuacjom. Udzielono cennych wskazówek przyszłym nabywcom.

Działanie urządzenia różnicowoprądowego

Rozpatrując standardową konstrukcję RCD (wyłącznika różnicowoprądowego), należy szczególnie wyróżnić trzy główne moduły:

1. Transformator prądowy sumujący.
2. Wyzwalacz-przetwornik.
3. Urządzenie blokady elementów łączeniowych.

Przewody prądowe danego obwodu są podłączone do styków transformatora sumującego. Zgodnie z prawem Ohma, według którego suma wszystkich prądów daje zero, działanie magnetyczne przewodów prądowych transformatora jest wzajemnie kompensowane.

Nie powstaje pole magnetyczne, które na skutek indukcji miałoby wytworzyć napięcie na uzwojeniu wtórnym transformatora. Taki stan odpowiada normalnym warunkom przepływu prądu w obwodzie.

Urządzenie RCD: 1 – styki obwodu wejściowego; 2 – styki obwodu wyjściowego; 3 – przycisk załączania; 4 – styki zwierające; 5 – transformator sumujący; 6 – uzwojenie wtórne; 7 – urządzenie śledzące; 8 – przycisk «test»; 9 – przewód testowy

Jednak nawet niewielki prąd upływu zakłóca tę równowagę. Obszar rdzenia transformatora znajduje się pod wpływem szczątkowego pola magnetycznego. W rezultacie – uzwojenie wtórne wytwarza napięcie.

Naturalnie zadziała wyzwalacz, przekształcający wielkość elektryczną na działanie mechaniczne. Następnie zadziała blokujące urządzenie różnicowoprądowe.

Tego rodzaju technika ochrony jest określana jako wysokopoziomowa, ponieważ przerwanie obwodu następuje niezależnie od napięcia sieci lub napięcia pomocniczego źródła energii. Właśnie ta zasada działania w 100% gwarantuje zadziałanie ochrony w każdych okolicznościach.

Konstrukcja każdego wyłącznika różnicowoprądowego jest zazwyczaj wyposażona w przycisk testowy. Tak zwany „przycisk kontrolny” został specjalnie wyprowadzony na panel przedni urządzenia, aby użytkownicy mogli sprawdzać gotowość eksploatacyjną urządzenia ochronnego.

Przycisk testowy jest używany w celu sprawdzenia poprawności działania urządzenia. Typowe zastosowanie przycisku – po pierwszej instalacji urządzenia i uruchomieniu, a także w ramach przeglądów technicznych.

Po naciśnięciu przycisku „Test”, mechanizm urządzenia sztucznie wytwarza prąd upływu. W takim przypadku sprawny przyrząd musi zadziałać. Zazwyczaj przycisku „Test” używa się bezpośrednio po zainstalowaniu wyłącznika w obwodzie, przy pierwszym podłączeniu zasilania. Następnie testy wykonuje się zgodnie z harmonogramem, mniej więcej raz na kwartał.

Rodzaje wyłączników ochronnych

Różnorodność automatycznych wyłączników różnicowoprądowych jest imponująca. Dzięki tej różnorodności otwierają się możliwości zorganizowania skutecznej ochrony w projektach dowolnego przeznaczenia. Przyjrzyjmy się kilku przykładom konstrukcji RCD, aby ocenić wszystkie istniejące zalety.

Urządzenia w standardowym wykonaniu

Główne przeznaczenie standardowych urządzeń, na przykład serii F, FH – ochrona personelu obsługującego. Bezpośredni/pośredni kontakt z elementami urządzeń pod napięciem, ryzyko porażenia prądem – takie sytuacje są zredukowane do zera, gdy stosuje się wyłączniki serii F, FH.

Urządzenie z serii wyłączników różnicowoprądowych znanej firmy ABB, produkowane w seriach F i FH. Produkt z kategorii ekonomicznych, ale w pełni skutecznych wyrobów.

Optymalny wybór do zastosowania w obwodach sfery domowej i komercyjnej. Urządzenia zapewniają również ochronę przeciwpożarową, jeśli istnieje ryzyko zapłonu kabli w warunkach długotrwałego oddziaływania prądu upływu.

Ten typ urządzeń jest przeznaczony do stosowania w sieciach prądu przemiennego przy minimalnych poziomach wyższych harmonicznych i braku napięcia stałego. Prąd obciążenia 16 – 63 A, zapas cykli mechanicznych – 20000.

Jeszcze jeden przykład standardowych urządzeń selektywnych – seria DS firmy ABB. Są one zaprojektowane do instalacji i eksploatacji w obwodach sieci jednofazowych. Z zasadą selektywności zapozna artykuł, który bardzo polecamy przeczytać.

Przeznaczenie automatycznych wyłączników różnicowoprądowych serii DS – do organizacji obwodów ochronnych przeciw przeciążeniom i zwarciom. Moduły zapewniają klarowne działanie funkcji ochronnych przy przypadkowym dotknięciu przewodów pod napięciem lub elementów urządzenia.

Urządzenie selektywnego działania – produkt firmy ABB. Wyroby podobne do modułów serii DS wykazały długotrwałą bezbłędną pracę w praktyce i dlatego cieszą się popytem.

Cechą charakterystyczną seryjnego opracowania DS jest obecność wizualnie określanej indykacji sygnalizującej obecność prądu upływu. Jest to jedna z tych konstrukcji urządzenia zabezpieczającego, dzięki której istnieje możliwość ostrzegania przed pożarem, sygnalizowania naruszenia izolacji elektrycznej. Dopuszczalne obciążenie 6 – 40 A. Liczba cykli – 20000.

„Domowy” wyłącznik różnicowy serii AD, BD – produkt niemieckiej firmy „Schneider Electric”, został opracowany przede wszystkim do włączenia w skład domowych sieci elektrycznych.

Głównym przeznaczeniem jest wykluczenie porażenia ciała fizycznego prądem elektrycznym. Również ten rodzaj urządzeń zabezpieczających dość skutecznie i szybko chroni sprzęt elektryczny, kable, urządzenia.

Seria urządzeń specjalnie opracowanych do stosowania w sieciach domowych (mieszkaniowych). Ten rodzaj wyłączników różnicowych został zaprojektowany przez niemieckiego producenta „Schneider Electric”.

Czułość wyłącznika w zakresie bezpośrednich (pośrednich) kontaktów z częściami sprzętu elektrycznego pod napięciem odpowiada normie (30 mA). Standardowa czułość (100 – 300 mA) jest zapewniona również na wypadek wykrycia upływu prądu w wyniku pożarów. Dobre rozwiązanie do wyposażania domów mieszkalnych i pomieszczeń biurowych.

Wyłączniki różnicowoprądowe monoblokowe

Urządzenia monoblokowe działają kompleksowo i to jest ich główna różnica w stosunku do standardowych opracowań. Obejmują cały zakres funkcji ochronnych, które powinny posiadać nowoczesne urządzenia zabezpieczające. Co prawda urządzenia standardowego wykonania również zapewniają użytkownikom szeroką funkcjonalność.

Doskonałym przykładem wyłączników automatycznych różnicowoprądowych działających w kompleksowej funkcjonalności są produkty tej samej firmy „Schneider Electric”. W szczególności modele serii „Multi” – wyłączniki obciążenia selektywnego i chwilowego działania.

Jeszcze jedna wersja skutecznych i niezawodnych urządzeń opracowanych w ramach projektów pod nazwą „Multi”. Urządzenia posiadają szeroki zakres właściwości zapewniających funkcje ochronne.

Wyłączniki, w zależności od modelu, są przeznaczone do montażu w składzie sieci rozdzielczych budynków administracyjnych (gospodarczych) obiektów przemysłowych.

Te wyłączniki różnicowoprądowe (RCD) zapewniają rozłączanie obwodów przy prądach upływu od 10 do 500 mA. Cechą konstrukcyjną jest możliwość regulacji w celu wykluczenia przypadkowych zadziałań (wyładowania atmosferyczne, przebicie przez warstwę kurzu itp.).

Ochronniki przeciwprzepięciowe

Należy uznać, że osobnym rodzajem urządzeń są również opracowania konstrukcyjne, takie jak wyłączniki automatyczne, których wykonanie przewiduje ochronę przed przepięciami impulsowymi.

Z reguły ten rodzaj urządzeń charakteryzuje się bardzo dużą szybkością działania, poziomem czułości 10–30 mA na wypadek zadziałania w przypadku dotknięcia powierzchni przewodzących prąd. Te same wyłączniki gwarantują niezawodną ochronę urządzeń przed prądami przetężeniowymi.

Urządzenia zaprojektowane do stosowania w obwodach, w których istnieje ryzyko wystąpienia przepięć o charakterze impulsowym. Wyróżniają się nieco bardziej zaawansowaną funkcjonalnością.

Zakres prądów znamionowych wynosi zwykle 6–63 A przy napięciach 230–440 V. Zdolność łączeniowa sięga 4500 A. Konstrukcyjnie są one produkowane do zasilania przez 2 lub 4 bieguny.

Z tej samej serii, ale nieco zmodyfikowane wydają się wyłączniki z charakterystyką «A». Dobrym przykładem jest seria AD12M, w której odnotowano rozszerzenie funkcjonalności ochronnej. Wśród dodatków znajduje się funkcja wyłączenia w przypadku wzrostu napięcia sieciowego powyżej 265 V w ciągu 0,3 sekundy.

Należy również zauważyć, że urządzenia wyposażone w charakterystykę «A» różnią się znacznie od wykonania wyłączników różnicowoprądowych z charakterystyką «AC». Pierwszy wariant jest w stanie reagować na stały pulsujący prąd różnicowy oraz na prąd o przebiegu sinusoidalnym.

Mobilne urządzenia ochronne

Przemysł (zagraniczny i krajowy) produkuje jeszcze jeden rodzaj automatycznych wyłączników różnicowoprądowych w wykonaniu typu przenośnego. Oznacza to, że mówimy o urządzeniach przenośnych, sterowanych prądem różnicowym.

Takie wykonanie jest charakterystyczne dla nowoczesnych modeli typu przenośnego. Mobilne urządzenia ochronne różnicowoprądowe są zalecane do stosowania w sektorze mieszkaniowym.

Takie mobilne moduły są wykonane w postaci miniaturowego bloku, który po prostu wkłada się do gniazdka domowego. Tymczasem ten rodzaj urządzeń jest przeznaczony do użytku w pomieszczeniach należących do grupy szczególnie niebezpiecznych (o podwyższonym stopniu zagrożenia).

Te urządzenia są często instalowane jako dodatkowe moduły do już istniejących urządzeń ochrony różnicowoprądowej.

Ten sam rodzaj urządzeń – w konfiguracji przenośnej – zaleca się stosować w warunkach domowych do ochrony dzieci oraz osób starszych. Jak wiadomo, wartość oporności ciała młodego i starszego organizmu nieco różni się od tej samej wielkości organizmu człowieka w średnim wieku.

Dlatego przenośne RCD są skonstruowane jako urządzenia o podwyższonym poziomie progu zadziałania. Ta wartość ustawienia zazwyczaj nie przekracza 10 mA dla urządzeń typu mobilnego.

Przenośne automaty, na przykład z serii RCD-DP, są uważane za optymalne zabezpieczenie dla prywatnych nieruchomości miejskich i podmiejskich – domów jednorodzinnych, zabudowań letniskowych, garaży itp.

Oznaczenia RCD (wyłączników różnicowoprądowych) na obudowie urządzeń

Należy zauważyć, że charakterystyka obudowy (oznaczenia na obudowie) nowoczesnych urządzeń dostarcza praktycznie pełnych informacji dotyczących parametrów elektromechanicznych i temperaturowych urządzeń.

Wszystkie informacje o parametrach roboczych, zakresie zastosowania, a nawet o optymalnym wariancie podłączenia są naniesione na obudowę urządzenia ochronnego w postaci wyraźnego, łatwego do odczytania oznaczenia.

W zasadzie użytkownik nie musi nawet sięgać do dokumentacji towarzyszącej, ponieważ znając oznaczenia, wszystkie informacje można uzyskać czytając dane z przedniej części obudowy.

Wśród oznaczeń zaleca się przeanalizować grafikę, która pokazuje charakterystykę automatów w odniesieniu do warunków działania: , , , , określającą czułość urządzenia na prąd zmienny i stały o różnych kształtach.

Oznaczenie skrótowe urządzeń często odzwierciedla ich typ i przynależność seryjną. Na przykład – automat różnicowy, numer seryjny – 12, zmodernizowany. Albo: – wyłącznik różnicowy, seria 63.

Wprawdzie spotyka się modele (zazwyczaj importowane) o nieco zagmatwanym skrócie, na przykład – FH200. Tutaj: symbol F – to seria urządzenia, H – wariant wykonania obudowy, 200 – numer seryjny.

Albo inny przykład: urządzenie oznaczone skrótem DS. Pierwszy symbol jest zrozumiały bez – różnicowy. Drugi wskazuje na przynależność urządzenia do kategorii urządzeń selektywnych.

Kwestia wyboru między automatem różnicowym a RCD wymaga szczegółowego przestudiowania. Zalecamy zapoznanie się z materiałem omawiającym ich różnice, specyfikę użytkowania, a także zalety i wady.

Jak wybrać urządzenie różnicowoprądowe?

Urządzenia różnicowoprądowe wybiera się podobnie jak na przykład wyłączniki automatyczne.

Wybór RCD. Dzięki obszernej informacji wyświetlanej na panelu przednim modułu, wybór urządzeń można dokonać bez trudności bezpośrednio w miejscu zakupu.

To znaczy, wybór dokonywany jest w oparciu o tradycyjne kryteria doboru sprzętu elektrycznego tego typu:

1. Cel zastosowania.
2. Zgodność z prądem obciążenia.
3. Kryterium czułości na zadziałanie.
4. Wykonanie obudowy.

Do zastosowania w warunkach codziennego użytku zwykle wybór pada na urządzenia jednofazowe o charakterystyce „AC” lub „A”. Do użytku w sieciach domowych budynków mieszkalnych lepiej wybrać urządzenia o czułości 10–30 mA (przy dotyku) i 100 mA (ochrona przeciwpożarowa i zwarcia). Wykonanie obudowy – maksymalnie wygodne pod względem montażu i eksploatacji.

Należy zaznaczyć: urządzenie różnicowoprądowe montuje się zawsze szeregowo z wyłącznikiem automatycznym. Dlatego charakterystyki prądowe obu urządzeń muszą być zgodne, albo prąd znamionowy RCD musi być wyższy.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Jeszcze więcej interesujących informacji na temat budowy, rodzajów i zasady działania wyłączników różnicowoprądowych można dowiedzieć się z następującego filmu:

Urządzenia ochronne różnicowoprądowe są w rzeczywistości wyłącznikami automatycznymi, uzupełnionymi czułym układem wykrywającym upływ prądu.

Tego typu urządzeniami należy obowiązkowo wyposażać sieci elektryczne, których wykonanie wiąże się z ryzykiem kontaktu ludzi z częściami czynnymi urządzeń. Nowoczesne schematy wykonania domyślnie zakładają wdrożenie RCD.

Czy chciałby Pan opowiedzieć o tym, jak dobierał Pan wyłącznik różnicowoprądowy do ochrony sieci domowej lub letniskowej? Czy dysponuje Pan przydatnymi informacjami na ten temat, którymi warto podzielić się z odwiedzającymi stronę? Proszę pisać komentarze w poniższym formularzu, zamieszczać zdjęcia i zadawać pytania.