O RCD każdy automatyk wie chyba wszystko, ale na ostatnim szkoleniu z pomiarów (SONEL – gorąco polecam!) prowadzący zwrócił uwagę na pewien fakt, z którego żaden z moich kolegów nie zdawał sobie sprawy. Czy aby na pewno wyłącznik różnicowoprądowy w naszych domowych instalacjach chroni nas w odpowiednim stopniu.
Budowa i działanie wyłącznika różnicowoprądowego
Najpierw trochę teorii:
Budowa
- Zestyki torów prądowych, wraz z zamkiem i dźwignią załączającą.
- Wyzwalacz różnicowoprądowy – najczęściej przekaźnik spolaryzowany.
- Przekładnik Ferrantiego – pierścień ferromagnetyczny, przez który przechodzą przewody fazowe i przewód neutralny.
- Obwód testowania wyłącznika – umożliwia jego sprawdzenie w trakcie eksploatacji.
Zasada działania
- Podczas normalnej pracy wektorowa suma prądów płynących przez przekładnik jest równa zero (zgodnie z I prawem Kirchhoffa). Stąd w uzwojeniu wtórnym przekładnika Ferrantiego (nawiniętym na rdzeniu) nie indukuje się SEM, przekaźnik spolaryzowany jest zamknięty (zwora przyciągana przez magnes trwały) i tym samym styki główne są zamknięte.
- Jeżeli w chronionym obwodzie pojawi się prąd upływowy (np. przez ciało człowieka do ziemi lub przez przewód PE), to wtedy suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera. W uzwojeniu wtórnym indukuje się SEM, która powoduje przepływ prądu przez cewkę przekaźnika spolaryzowanego. Pole magnetyczne wytworzone przez cewkę kompensuje pole magnetyczne magnesu trwałego przekaźnika. Jeśli prąd upływu przekroczy próg zadziałania wyłącznika (w praktyce już od połowy IΔn), przekaźnik spolaryzowany zostanie otwarty, zwalniając zamek i otwierając styki główne, a przez to odłączając zasilanie obwodu.
- Podczas testowania, przycisk testujący zwiera zacisk toru fazowego wyłącznika od strony odbiornika z przewodem neutralnym lub innej fazy w przełącznikach wielofazowych od strony zasilania poprzez wbudowany rezystor (zwykle 10 kΩ). W ten sposób przez wyłącznik płynie tylko prąd w torze fazowym, a suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera, tak jak w przypadku upływu. Wyłącznik powinien wtedy zadziałać.
Animacja obrazująca działanie w praktyce:
Typy wyłączników różnicowoprądowych
Weźmy pierwszy z brzegu, powszechnie dostępny model RCD. Widzimy na nim szereg oznaczeń, ale jak się okazuje, nie każdy do końca wie, co oznaczają. Poniżej mała ściągawka:
Zwróćmy uwagę na typ naszego wyłącznika i jego zastosowanie:
- Typ AC – reaguje tylko na prąd przemienny sinusoidalny. Nie zadziała, gdy prąd upływowy jest prądem pulsującym lub wyprostowanym (taki typ prądu występuje w zasilaczach impulsowych – a więc ładowarki, zasilacze komputerowe). Prąd zadziałania zaczyna się od 50% prądu znamionowego.
- Typ A – reaguje na prąd przemienny sinusoidalny, pulsujący (jednopołówkowy) oraz pulsujący ze składową stałą do 6 mA. Nie działa z prądem wyprostowanym, więc nie jest to skuteczna ochrona w przypadku niektórych falowników i układów prostowniczych. Za to skutecznie zabezpiecza, gdy występuje przed urządzeniami wyposażonymi w zasilacze impulsowe. Prąd zadziałania zaczyna się od 35% prądu znamionowego.
- Typ B – reaguje na prąd przemienny, pulsujący (jednopołówkowy) oraz pulsujący ze składową stałą do 6 mA i wyprostowany. Reaguje również na wyższe częstotliwości (harmoniczne!). Prąd zadziałania zaczyna się od 50% prądu znamionowego.
- „G” – krótkozwłoczne: pozwalają by wystąpił niewielki prąd upływu przez krótki czas, dzięki temu poprawnie zabezpieczają urządzenia, w których może wystąpić mały prąd upływu w chwili ich uruchomienia (UPS, świetlówki).
- „S” selektywne: wyzwolenie nastąpi dopiero po ustalonym czasie, w którym to muszą być spełnione warunki tego wyzwolenia. Stosowane zazwyczaj jako zabezpieczenie główne obwodów, w których występują już wyłączniki RCD. Dzięki temu nie nastąpi wyzwolenie głównego RCD przez RCD zainstalowane „poniżej”.
- „U” reaguje na prądy różnicowe przemienne oraz jednopołówkowe ze składową stałą. Ich głównym przeznaczeniem jest zabezpieczenie przetwornic. Ten typ przeznaczony jest do detekcji harmonicznych w prądzie upływu.
- „F” podobnie jak typ B, ale reaguje również na wyższe częstotliwości (harmoniczne!).
Teraz niech każdy zajrzy do swojej rozdzielni i sprawdzi jakiego typu zabezpieczenia ma u siebie. Idę o zakład, że znaczna większość odpowie, że jest to typ AC, co oznacza, że prąd upływu może nie zostać wykryty, bo kto z nas nie ma w swoim domu/mieszkaniu oświetlenia led, albo zasilaczy komputerowych. Jak to w życiu bywa, wszystko rozbija się o cenę urządzenia.
- Cena za RCD AC to ok 100 zł,
- typ A to już wydatek ok 200 zł za RCD jednofazowe,
- typ G to ok 300 zł w zależności od producenta i modelu,
- typ B chroniący przed każdym typem prądu upływu to koszt od ok. 2 tysięcy złotych.
Podsumowanie
Różnice widać gołym okiem, ale zastanówmy się ile warte jest ludzkie życie i czyste sumienie.
Może zamiast inwestować w wymyślne systemy oświetlenia i „bajery” w domowej instalacji pomyślimy o podstawowym zabezpieczeniu naszego zdrowia i życia.
  Artykuł został nagrodzony w Konkursie iAutomatyka – edycja Sierpień 2019
Nagrodę Zasilacz EPSITRON + klucz do szaf + zestaw gadżetów dostarcza ambasador konkursu, firma WAGO. |
