Wszyscy pewnie kojarzą te aparaty elektryczne. Doskonale wiedzą jak je prawidłowo łączyć, testować i gdzie je stosować. Pewnie nieraz używali ich w swoich rozdzielnicach elektrycznych lub szafach automatyki, albo przynajmniej je tam widzieli. Korzystając z okazji remontu i modernizacji rozdzielnicy w moim domu, zajrzymy do wnętrza wymontowanego RCD, który nie rozłączał obwodu po kliknięciu przycisku TEST.
Szczypta teorii…
Najprościej mówiąc wyłącznik różnicowo-prądowy przeciwporażeniowy („różnicówka” lub „RCD”) to aparat elektryczny, który wykonuje pomiar prądu wpływającego do obwodu i ilość, która powraca. Standardowe modele posiadają zaciski, do których podłączamy przewód neutralny i przewód fazowy (obwód jednofazowy) i analogicznie 3L i N (obwód trójfazowy). Charakterystyczną cechą, po której nawet z daleka poznamy, że mamy do czynienia z RCD to przycisk TEST. Oprócz tego posiada dźwigienkę do załączania obwodu chronionego a obudowa przystosowana jest do montażu na szynie TH35 (szyna DIN).
Głównymi parametrami są:
Wytrzymałość zwarciowa Inc np. 10kA
Prąd różnicowy (różnica prądu wpływającego i powracającego, przy której nastąpi rozłączenie) IΔn np. 30mA
Prąd znamionowy (natężenie prądu, które może przepływać przez aparat) In np. 40A, 60A
Typ wyzwalania (kształt prądu, na jaki reaguje RCD):
-AC (wykrywa prąd różnicowy przemienny)
-A (wykrywa prąd różnicowy przemienny i zmienny)
-B (wykrywa prąd różnicowy przemienny, zmienny i stały)
Budowa i zasada działania
Aparatów elektrycznych nigdy nie powinno się otwierać i naprawiać w celu ponownego użycia. Bądźmy bezpieczni!
Po odgięciu kilku zacisków obudowy ukazuje nam się taki widok:
Jest to aparat dość znanej i cenionej firmy, więc zaciski są zrobione z miedzi. W tańszych modelach są one stalowe. Mamy również elektromagnes, który uruchomiony powoduje zaburzenie równowagi sił sprężyn utrzymujących mechanizm w pozycji zamkniętej. Tylko niewielka siła jest tam potrzebna, dlatego ma on niewielkie rozmiary. Mechanizm składa się z krzywek i sprężyn.
Wiele osób może być zdziwionych, że w środku nie ma żadnego układu scalonego. Całe „obliczenia” robi kawałek drutu nawinięty na rdzeń ferromagnetyczny – PRZEKŁADNIK FERRANTIEGO. Jest to rodzaj przekładnika prądowego, który sumuje pola magnetyczne tworzone wokół przewodów każdej fazy i przewodu neutralnego. W uproszczeniu działa to tak… Zakładamy, że suma natężeń prądów płynących w 3 fazach wynosi 3A (1A na fazę). Wytwarzają one pole magnetyczne które jest proporcjonalne do natężenia prądu. Jednocześnie przez przewód neutralny przepływa taki sam prąd (3A). Pola magnetyczne się równają więc w uzwojeniu wtórnym (dwa przewody od małym przekroju) nie indukuje się napięcie. Teraz dochodzi do awarii i mamy przebicie którejś z faz na obudowę np. pralki. Część prądu upływa przez uziemienie do ziemi przez co w przewodzie neutralnym płynie mniejszy prąd niż wpływał. Powoduje to pojawienie się napięcia na uzwojeniu wtórnym i zasilenie cewki elektromagnesu i w końcu rozłączenie obwodu. Podziwiam spryt i kreatywność człowieka, który wymyślił żeby zastosować to do ochrony przeciwporażeniowej 🙂
Schematyczny rysunek przekładnika Ferrantiego
Ostatnim elementem jest mała płytka z elementami elektronicznymi:
Schemat płytki drukowanej
Mamy tutaj również rezystor o rezystancji 6200 Omów. Kiedy wciskamy przycisk TEST zwieramy przez niego dwie różne fazy np. L1 z L3 symulując upływ prądu. Z prawa Ohma obliczymy, że popłynie wtedy prąd ok. 37mA, czyli taki przy którym nastąpi rozłączenie.
Podsumowanie
Myślę, że po przeczytaniu tego artykułu wszystkie tajemnice tego znakomitego aparatu ratującego życia będą każdemu zrozumiałe. Pamiętajcie o testowaniu jego działania raz w miesiącu naciskając przycisk TEST, który u mnie był uszkodzony, aby być pewnym, że w sytuacji zagrożenia ochroni on potencjalną ofiarę.
