wyl rozprad

Wyłącznik różnicowoprądowy




Zasada działania wyłącznika różnicowoprądowego

Wyłącznik różnicowoprądowy (pot. różnicówka) jest urządzeniem realizującym samoczynne wyłączenie zasilania w przypadku porażenia lub uszkodzenia izolacji. Działanie wyłącznika opiera się na pomiarze całkowitego prądu wpływającego przewodami fazowymi i wypływającego przewodem neutralnym. Człon pomiarowy wyłącznika, oparty o przekładnik Ferrantiego mierzy sumę geometryczną prądów przepływających przez wyłącznik. Suma ta w poprawnie działającej instalacji elektrycznej wynosi zero.

IL1 + IL2 + IL3 + IN = 0

schemat blokowy
Schemat blokowy wyłącznika różnicowoprądowego.
A – człon pomiarowy, B – człon wzmacniający, C – człon wyłączający, D – człon kontrolny, R – rezystor kontrolny, T – przycisk testujący, 1 – rdzeń przekładnika Ferrantiego, 2 – uzwojenie wtórne przekładnika Ferrantiego, 3 – zamek

Suma geometryczna prądów płynących przez wyłącznik różnicowoprądowy jest nazywana prądem różnicowym lub upływowym (ΔI). Każdy wyłącznik ma określony prąd różnicowy znamionowy (ΔIn), który określa wartość prądu różnicowego przy jakim wyłącznik zadziała w czasie <200ms.

A więc, jeżeli nastąpi uszkodzenie w odbiorniku i część prądu o wartości większej niż prąd różnicowy znamionowy wyłącznika, przez obudowę przepłynie do ziemi, nastąpi wyłączenie zasilania.

Przy ochronie przeciwporażeniowej powinno się stosować wyłączniki o prądzie różnicowym znamionowym nie większym niż 30mA (ΔIn≤30mA). Wyłącznik różnicowoprądowy stanowi uzupełnienie ochrony przed dotykiem bezpośrednim lub może być urządzeniem realizującym samoczynne wyłączenie zasilania przy ochronie przed dotykiem pośrednim (ochrona przy uszkodzeniu).

Każdy wyłącznik różnicowoprądowy posiada kilka parametrów charakteryzujących go:

  • napięcie znamionowe Un [V]
  • prąd znamionowy różnicowy ΔIn [A]
  • prąd znamionowy długotrwały In [A]
  • typ wyłącznika: A, AC, B
  • rodzaj wyzwalacza: np. selektywny (S), krótkozwłoczny (G)
  • wytrzymałość zwarciowa Icn [kA]
  • częstotliwość znamionowa [Hz]

Na wyłącznikach różnicowoprądowych mogą się znaleźć następujące oznaczenia:

oznaczenia

Podłączenie wyłącznika różnicowoprądowego

Wyłączniki różnicowoprądowe można stosować w układach sieci TN-S, TT, IT oraz TN-C-S.  W układzie TN-C nie powinno się stosować wyłącznika różnicowoprądowego. Normy nie wspominają o tym, że nie można stosować wyłącznika w układzie TN-C, jednak nie zaleca się jego stosowania, ponieważ mógłby on działać nieprawidłowo. Należałoby zrobić przed wyłącznikiem różnicowoprądowym rozdział przewodu PEN na PE i N.

układy połączeń
Połączenie wyłącznika różnicowoprądowego w różnych układach sieci

W zapisie prawnym Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. nr 109, poz. 1156) oraz późniejsze rozporządzenia zmieniające, czytamy:

$183

I. W instalacjach elektrycznych należy stosować:

(…)

3. urządzenia ochronne różnicowoprądowe lub odpowiednie do rodzaju i przeznaczenia budynku bądź jego części, inne środki ochrony przeciwporażeniowej.

Z kolei norma PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 4.41. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym, nakazuje stosowanie wyłączników różnicowoprądowych jako ochronę uzupełniającą.

A więc wyłączniki różnicowoprądowe o prądzie znamionowym różnicowym nie większym niż 30mA stosujemy w każdym możliwym przypadku, a przede wszystkim i obowiązkowo:

  • w obwodach zasilających urządzenia o zwiększonym zagrożeniu porażeniowym (łazienka, kuchnia, pomieszczenia produkcyjne o zwiększonej wilgotności, baseny itp.),
  • w obwodach zasilających urządzenia I klasy izolacji.

Działanie wyłącznika różnicowoprądowego

Wyłącznik różnicowoprądowy może zadziałać tylko w określonych przypadkach:

  1. W przypadku zwarcia przewodu fazowego lub neutralnego z obudową urządzenia. W takim przypadku przez obudowę chronionego urządzenia przepływa prąd zwarciowy i wyłącznik zadziała jeżeli zostanie spełniony warunek:
    IL1 + IL2 + IL3 + IN ≥ ΔIn
  2. Gdy izolacja w chronionej instalacji ulegnie pogorszeniu lub uszkodzeniu. Wyłącznik zadziała jeżeli jej rezystancja zmniejszy się do wartości przy której prąd upływu będzie większy niż znamionowy prąd różnicowy wyłącznika.
  3. W przypadku dotyku bezpośredniego części czynnych będących pod napięciem – przez osobę rażoną przepłynie prąd i wyłącznik zadziała w czasie mniejszym niż 20ms.

Wyłącznik różnicowoprądowy nie zadziała w przypadku zwarcia między przewodem fazowym a neutralnym. Nie stanowi on zabezpieczenia zwarciowego i przeciążeniowego, dlatego w instalacji musi być stosowany razem z dodatkowymi zabezpieczeniami zwarciowymi i nadmiarowo-prądowymi.

Wyłączniki różnicowoprądowe stanowią doskonałą ochronę dodatkową osób i urządzeń i powinny być jak najszerzej stosowane. Jeżeli wyłącznik różnicowoprądowy nie pozwala załączyć jakiegoś obwodu tzn. że gdzieś w danym obwodzie jest upływ prądu – np. na obudowę urządzenia. Nie należy w takim wypadku pomijać urządzenia ochronnego jakim jest wyłącznik różnicowoprądowy, ale w pierwszej kolejności znaleźć przyczynę nieprawidłowej pracy instalacji. Bezpieczeństwo użytkowników instalacji elektrycznej musi być na pierwszym miejscu.

Oczywiście każdy wyłącznik różnicowoprądowy musi być dobrany przez projektanta przy uwzględnieniu dopuszczalnego prądu upływu urządzeń. W instalacji elektrycznej mogą być stosowane wyłączniki o znamionowym prądzie różnicowym >30mA, ale nie stanowią one wtedy środka ochrony uzupełniającej przy dotyku bezpośrednim. Są jednak doskonałym środkiem ochrony od porażeń przy uszkodzeniu.




Zobacz również:

  • Układy sieci niskiego napięciaUkłady sieci niskiego napięcia Każdy elektryk przystępujący do egzaminu kwalifikacyjnego SEP musi znać układy sieci niskiego napięcia. Sieć niskiego napięcia jest wykorzystywana u odbiorców o małej mocy przyłączeniowej […]
  • Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci TNSamoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci TN Samoczynne wyłączenie zasilania jest jednym ze środków ochrony przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu. Przy stosowaniu tego środka ochrony, musi być zastosowana ochrona podstawowa przez […]
  • Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzkiDziałanie prądu elektrycznego na organizm ludzki W ostatnich latach nastąpił znaczny postęp jeśli chodzi o wiedzę w zakresie oddziaływania prądu na ludzi. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) szczegółowo analizowała prowadzone […]

23 myśli na temat “Wyłącznik różnicowoprądowy

  1. bardzo dobry poradnik

  2. Witam
    Mam pytanie, kiedy urządzenie nie jest uziemione to na jego obudowie pojawia się potencjał. Więc więc kiedy uziemiamy urządzenie, to pomiędzy jego obudową a miejscem uziemienia płynie prąd o pewnej wartości, a więc Prąd płynący przez przewód fazowy nie będzie równy prądowi w przewodzie neutralnym bo jego część popłynie przez przewód PE. Czy jest możliwość, że zabezpieczenie różnicowo-prądowe będzie bezpodstawnie wybijało?

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Przypadek który Pan opisuje to uszkodzenie wewnątrz odbiornika – zwarcie przewodu fazowego do obudowy.

      • Każde urządzenie w obudowie metalowej (pralka, lodówka, itd) z którym się spotkałem, w instalacji bez zerowania/uziemienia wykazywało potencjał na obudowie. Wskaźnik napięcia przyłożony do niepomalowanego elementu obudowy świecił prawie tak samo jasno jakby przyłożyć go do przewodu fazowego. Stąd pojawiło się moje pytanie.

  3. Witam. Ciekawy artukuł. Ja mam natomiast pytanie o wyłączniki róznicowe 3-polowe (np. p303). Na jakiej zasadzie one działaja? Jak wykrywany jest upływ prądu na trzech fazach, skoro nie podłączamy do niego przewodu neutralnego? Moze to jakis błąd?

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Osobiście się z takim nie spotkałem, proszę o jakiś link do karty katalogowej

      • Firma Kospel produkuje ogrzewacze przepływowe wody KDE z grzałkami w układzie trójkąta i 3 wyprowadzeniami (dla faz) i zaciskiem uziemienia. Brak w internecie schematu i wymagań, które pojawiają się dopiero po kupnie w instrukcji obsługi. Nie ma też nigdzie w Internecie schematu zabezpieczenia wyłącznikiem różnicowo-prądowym odbiornika 3-fazowego w układzie trójkąta. Powyżej jest schemat bez przewodu neutralnego i 3 fazy, ale czy to pomyłka? – bo odbiornik jest narysowany „w gwiazdę”.

        • mgr inż. Maciej Dolata

          Jeżeli podłączymy RCD bez przewodu neutralnego, to będzie ona działać jeżeli pojawi się upływ. W opisanym przez Pana przypadku najlepiej podążać za wytycznymi producenta. Proponowałbym się do niego zwrócić – powinni udostępnić wytyczne na etapie przygotowywania instalacji.
          Schemat powyżej dotyczy układu sieci IT.

          • Producent poleca podłaczyć do ogrzewacza przepływowego 3 fazy i na osłonę grzałek uziemienie. A wyłącznik różnicowo-prądowy ma podłączyć uprawniony elektryk. I tyle! Ale które przewody podłączyć do tego wyłącznika????? Na pewno 3 fazy, ale co będą te przewody kontrolować, czy przepływ prądu przez uziemienie, ktore wtedy po zadziałaniu wyłącznika różicowo-prądowego zostanie ODŁACZONE od odbiornika. Bo przewodu zerowego nie da się podłaczyć!!, bo od strony wejścia jest , ale co z nim zrobic od strony wyjścia z wyłacznika?? – podłaczyć do tego samego zacisku co uziemienie???? Wysłałem pytanie i do wysokich przedstawicieli naszych uczonych elektryków, ale i jak widać także nasi WYSOCE zasłużeni praktyce nie potrafią odpowiedzieć. Może UE i Bruksela?

          • mgr inż. Maciej Dolata

            Będzie działać bez przewodu N. Trzeba podłączyć tylko 3 fazy (zacisk N można zostawić niepodłączony). Wyłącznik różnicowoprądowy mierzy sumę GEOMETRYCZNĄ prądów, co oznacza, że przy połączeniu w trójkąt suma prądów na wszystkich trzech przewodach fazowych musi być równa zero. Będzie równa zero, jeśli urządzenie jest sprawne. Przy pojawieniu się upływu, suma geometryczna nie będzie równa zero – RCD zadziała.
            Połączenie w trójkąt 3 grzałek jest połączeniem odbiorników symetrycznych. Oznacza to, że rozpływ prądów może się odbywać bez przewodu neutralnego. Jeżeli pojawi się jakiekolwiek zwarcie – układ zmieni się na niesymetryczny. W takim układzie przez przekładnik Ferrantiego suma prądów będzie różna od zera i RCD zadziała.

          • Tak przypuszczałem – prądy w każdej z faz ustalają się tak, że ich suma jest równa zeru. Ale przecież obciążenia każdej z faz nie są idealnie równe, grzałki nagrzewają się nierównomiernie itd. – czy pomimo tego zawsze nastąpi równowaga wektorowa prądów??? Dlaczego poza Pana, jakże cennym, komentarzem NIGDZIE nie ma schematu takiego podłączenia??????

          • Jeszcze istotna uwaga: Jednak nie można pozostawić, jak Pan radzi: „Będzie działać bez przewodu N. Trzeba podłączyć tylko 3 fazy (zacisk N można zostawić niepodłączony).” – tak będzie działać, ale …
            Producent wyłączników zaleca dokonywanie kontroli działania wyłącznika przez naciśnięcie przycisku. A jego naciśnięcie powoduje zasymulowanie prądu upływu – do tego jednak potrzebny jest PODŁĄCZONY przewód uziemienia (lub neutralny N). Oczywiście wystarczy ( i MUSI być tylko) podłączenie z jednej strony wyłącznika, druga pozostaje niepodłączona. Proponuję (dla mniej zorientowanych) podać schemat całkowity tych połączeń.

          • mgr inż. Maciej Dolata

            Bardzo cenna uwaga! Przewód neutralny musi być podłączony żeby przycisk TEST działał.

  4. Witam,
    czytam na różnych forach że montaż jednego RCD, u mnie jest to 4 polowy RCD, to błąd w sztuce. Pamiętam jak elektryk montując mi go tłumaczył że będzie służył jako wyłącznik główny. Mam więc instalację TNC-S z jednym RCD i mam obawy czy tak może być, czy mam zbierać kasę na remont rozdzielni?

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Może tak zostać, ale jeżeli zadziała RCD to nie będzie miał Pan prądu w całym mieszkaniu/domu – dlatego zaleca się montować więcej niż jeden RCD.

  5. Dzień dobry.
    Mam w swojej rozdzielni 6 różnicówek 3-fazowych, za nimi są esy B16 – po 3-4 za każdą. Przez nieuwagę zrobiłem zwarcie i nie mam w domu jednej fazy. Zdarza się, ale pokusiło mnie, żeby w takim stanie rzeczy zrobić test różnicówki (żółty przycisk). Test nie wyłącza żadnej. Dlaczego? Bez jednej fazy takie urządzenie przestaje działać? Mało prawdopodobne, żeby zepsuło się 6 na raz.
    Pozdrawiam,
    Marcin

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Przycisk TEST jest podłączony tylko do jednej z faz wyłącznika – u Pana najwyraźniej do fazy, której brakuje.
      Proszę spojrzeć na schemat blokowy wyłącznika w tym wpisie – jak jest podłączony przycisk TEST?

  6. Dziękuję. Już się bałem, że bez jednej fazy moje różnicówki są bezużyteczne.

  7. Dzień dobry.
    Dzisiaj miałem przypadek pierwszy raz w mojej karierze zawodowej, iż RCD miało zadziałanie kiedy tylko chciało. Sieć TN-C-S rozdział w złączu energetycznym, dwie sekcje w rozdz. 1 przed RCD, 2 za RCD. Pominę całe szukanie na obwodach, czy były zał. czy nie to i tak występowało zadziałanie. Podaję więc ostatnią próbę jaką wykonałem. RCD 3f 30mA i 300mA te same objawy. Test tzw. suszarką pomiędzy L a N po stronie zasilania RCD, wyzwala ale po odpięciu głównego przew. PE w rozdz. wszystko ok. Czy może być przyczyną uszkodzony WLZ?
    Pozdrawiam.

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Tak, może być przyczyną uszkodzony kabel zasilający. Żeby mieć pewność najlepiej zrobić pomiar rezystancji izolacji wszystkich żył kabla.

  8. „Każdy wyłącznik ma określony prąd różnicowy znamionowy (ΔIn), który określa wartość prądu różnicowego przy jakim wyłącznik zadziała w czasie <20ms."
    Z jakiej normy te 20ms?

    • mgr inż. Maciej Dolata

      <200ms.
      Dziękuję za uwagę, zginęło jedno "0" :)
      Czas ten wynika z normy IEC/EN 61008-1

  9. Dzien dobry
    A jak zadziala roznicowka po podlaczeniu spawarki dwufazowej

Dodaj komentarz

Podpis *
Email *
Witryna internetowa