Parametry wyłączników RCD

Spis treści

 

1. Sklasyfikowane parametry wyłączników różnicowoprądowych:

     1) Napięcie znamionowe
     Napięcie znamionowe ((Un) wyłączników różnicowoprądowych jest związane z:

a) napięciem znamionowym izolacji i wymaganiami odnośnie do odstępów izolacyjnych;
b) rezystancją izolacji;
c) obciążalnością zwarciową;
d) działaniem członu kontrolnego.

     Ze względu na zdolność łączenia napięcie znamionowe wyłącznika nie może być mniejsze od napięcia znamionowego (Un) instalacji, natomiast ze względu na działanie układu kontrolnego – nie powinno być większe od napięcia instalacji.
     Wartość napięcia znamionowego (Un) wyłączników różnicowoprądowych:

a) dwubiegunowych do obwodów jednofazowych – wynosi 230 V;
b) trójbiegunowych i czterobiegunowych do obwodów trójfazowych – 400 V oraz
c) dwubiegunowych do obwodów zasilanych napięciem międzyprzewodowym – 400 V.

     2) Znamionowy prąd różnicowy zadziałania
     Zalecane wartości znamionowego prądu różnicowego zadziałania (IΔn) wyłączników różnicowoprądowych są następujące:
(0,006)* – (0,01)** – 0,03 – 0,1 – 0,2 – 0,3 – 0,5 – 1 – 2 – 3 – 5 – 10 – 20 – 30 A,
przy czym:
* stosowane w instalacjach o napięciu nieprzekraczającym 120 V i tylko do obwodów odbiorczych
(standard amerykański),
** stosowane w Polsce w instalacjach 230 V, w wyjątkowych okolicznościach.

     3) Prąd znamionowy ciągły
     Prąd znamionowy ciągły (In) jest największym prądem jakim wyłącznik może być obciążony długotrwale w stanie zamkniętym.
     Znormalizowane wartości prądu znamionowego ciągłego są następujące: 6,10,13,16,20,25,
32,40,50,63, 80,100, 125 A.
     Produkowane są również wyłączniki RCD na prądy znamionowe ciągłe:160, 200, 250, 400, 630 A.

     4) Częstotliwość znamionowa
     Częstotliwość znamionowa (f) zwykłych wyłączników różnicowoprądowych wynosi: 50 i/lub 60 Hz.
     Wyłączniki różnicowoprądowe zbudowane do stosowania w instalacjach elektrycznych o innych częstotliwościach są odpowiednio oznaczone. Wyłącznik bez oznaczonej częstotliwości prądu nadaje się do obwodów 50 Hz (60 Hz).

     5) Obciążalność zwarciowa
     Ze względu na obciążalność zwarciową rozróżnia się następujące rodzaje wyłączników różnicowoprądowych:

a) wyłączniki różnicowoprądowe bez wyzwalaczy nadprądowych (RCCB) o zdolności wyłączania co najmniej równej 10-krotnej wartości prądu znamionowego ciągłego, ale nie mniejszej niż 500 A. Takie wyłączniki należy dobezpieczyć. Największy dopuszczalny prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej jest związany z wytrzymywanym przez wyłącznik różnicowoprądowy skutkiem cieplnym prądu zwarciowego i wytrzymywaną wartością szczytową prądu zwarciowego. Jeżeli jako dobezpieczenie zastosowano wyłącznik nadprądowy, to powinien on ograniczać prądy zwarciowe w stopniu nie gorszym niż bezpiecznik podany przez producenta;
b) wyłączniki różnicowoprądowe z wyzwalaczami nadprądowymi (RCBO) o zdolności wyłączania porównywalnej z wyłącznikami nadprądowymi. Takie wyłączniki oznaczone są symbolem graficznym, który informuje o znamionowym prądzie zwarciowym umownym (patrz „Oznaczenia wyłączników RCD”).

     6) Liczba biegunów
     Wyłącznik różnicowoprądowy powinien wyłączać wszystkie przewody czynne i przewód neutralny.
     Do wyłączania obwodów trójfazowych powinny być stosowane wyłączniki:

2 – biegunowe – w obwodach trójfazowych,
3 – biegunowe – w obwodach trójfazowych bez przewodu neutralnego,
4 – biegunowe – w obwodach trójfazowych z przewodem neutralnym.

     Dopuszcza się wykorzystanie wyłączników czterobiegunowych w obwodach jednofazowych, pod warunkiem przyłączenia przewodów L i N w sposób zapewniający działanie obwodu kontrolnego.

     7) Typ wyzwalania
     Typ wyzwalania jest to zakres uczulenia wyłącznika różnicowoprądowego na kształt przebiegu prądu różnicowego.
     Ze względu na rodzaj prądu różnicowego wyłączniki różnicowoprądowe dzielą się na:

a) wyłączniki różnicowoprądowe o wyzwalaniu typu AC – przystosowane do działania  przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym;
b) wyłączniki różnicowoprądowe o wyzwalaniu typu A – przystosowane do działania przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym, jak również przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym jednokierunkowym o dowolnej biegunowości, ze składową stałą do 6 mA;
c) wyłączniki różnicowoprądowe o wyzwalaniu typu B – których działanie jest zapewnione zarówno przy prądzie różnicowym przemiennym, jak również przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym jednokierunkowym, ze składową stałą nie większą niż 6 mA i przy prądzie stałym o niewielkim tętnieniu.

     8) Ze względu na czułość
     Ze względu na czułość (wartość prądu znamionowego) wyłączniki różnicowoprądowe dzielą się na:

a) wysokoczułe – znamionowy prąd różnicowy IΔn ≤ 30 mA,
b) średnioczułe, – znamionowy prąd różnicowy 30 mA < I Δn ≤ 500 mA,
c) niskoczułe, – znamionowy prąd różnicowy IΔn > od 500 mA.

     9) Ze względu na opóźnienie wyzwalania
     Ze względu na opóźnienie wyzwalania rozróżnia się:

a) wyłączniki bezzwłoczne – bez określonego czasu przetrzymywania i bez dodatkowych oznaczeń,
b) wyłączniki krótkozwłoczne – o gwarantowanym czasie podtrzymywania co najmniej 10 ms, nadające się do obwodów odbiorczych o dużym przejściowym prądzie różnicowym, oznaczone: G lub VSK, KV, KVP, Hpi, HI,
c) wyłączniki zwłoczne – nazywane też wyłącznikami selektywnymi, o gwarantowanym czasie przetrzymywania co najmniej 40 ms, zapewniające wybiórczość działania z wyłącznikami bezzwłocznymi bądź krótkozwłocznymi, oznaczone na obudowie literą S.

     Produkowane są również przekaźniki różnicowoprądowe współpracujące z wyłącznikami nadprądowymi, posiadające możliwość nastawiania wartości znamionowego prądu różnicowego zadziałania, np. 0,03 – 0,1 – 0,3 – 1 – 3 – 5 -10 A, a także nastawiania zwłoki zadziałania, np. 0,06 – 0,1 – 0,3 -1 – 5 s.

     10) Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia
     Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia wyłącznika różnicowoprądowego określa w jakich temperaturach będzie działał poprawnie układ wyzwalający wyłącznika. Jest to szczególnie ważne jeśli wyłącznik przeznaczony jest do pracy nzu. Warunki otoczenia silnie wpływają na niezawodność wyłączników różnicowoprądowych.
     Pod tym względem rozróżnia się wyłączniki o budowie podstawowej i mrozoodpornej.
     Wyłączniki mrozoodporne przeznaczone są do pracy na wolnym powietrzu, np. na placach budów lub ograniczonych przestrzeniach przewodzących (patrz artykuł „Oznaczenia wyłączników RCD”).

▲ do góry

2. Czasy wyłączenia wyłączników różnicowoprądowych

     Czasy wyłączenia wyłączników różnicowoprądowych zależą od krotności prądu uszkodzeniowego IΔ w stosunku do wartości prądu znamionowego wyłącznika IΔn (IΔn,2IΔn5 I Δn ) oraz od typu wyłącznika.
     Maksymalne czasy wyłączania i minimalne czasy niezadziałania wyłączników różnicowoprądowych typu AC podane są w tablicy 1.

Tablica 1. Maksymalne czasy wyłączania i minimalne czasy niezadziałania
wyłączników różnicowoprądowych

     Wartości prądów uszkodzeniowych niesinusoidalnych wyłączników A i B powiększa się przy pomiarze czasu zadziałania przez zastosowanie współczynnika 1,4 w przypadku wyłączników, których znamionowy różnicowy prąd zadziałania jest większy od 0,01 A i przez 2 – w przypadku wyłączników, których prąd jest co najmniej równy 0,01 A.
     Zgodnie z PN-HD 60364-4-41:2017-09 największy dopuszczalny czas wyłączenia zaleca się sprawdzać przy prądzie różnicowym o wartości (1- 5) IΔn.
     Produkowane są również przekaźniki różnicowoprądowe współpracujące z wyłącznikami nadprądowymi, w których można nastawiać zarówno wartość znamionowego prądu różnicowego zadziałania: 0,03 – 0,1 – 0,3 – 1  – 3 – 5 – 10 A, jak i czas przetrzymywania: 0,06 – 0,1 – 0,3 – 1 – 5 s.
     Największy dopuszczalny czas działania wyłączników różnicowoprądowych przy prądzie różnicowym o wartości 5 I Δn , jest następujący dla wyłącznika:

a) bezwocznego:

– największy czas przetrzymywania – jest nieokreślony,
– największy czas wyłączania – 40 ms,

b) krótkozwłocznego:

– największy czas przetrzymywania – 10 ms,
– największy czas wyłączania – 40 ms,

c) wybiórczego S:

– największy czas przetrzymywania – 50 ms,
– największy czas wyłączania – 150 ms.

 2.1. Zwłoczność wyzwalania
     Zwłoczność wyzwalania jest wymagana ze względu na wybiorczość działania w wyłącznikach różnicowoprądowych zwłocznych i selektywnych S, które w instalacji poprzedzają inne wyłączniki różnicowoprądowe (bezzwłoczne bądź krótkozwłoczne). Czas przetrzymywania prądu różnicowego przez wyłącznik selektywny powinien być, z pewnym marginesem bezpieczeństwa, większy niż czas wyłączania wyłączników różnicowoprądowych, które on poprzedza, niezależnie od wartości znamionowych prądów różnicowych.
     Wynika stąd, że pasmowe charakterystyki czasowo-prądowe t = f(IΔ) wyłączników zainstalowanych na kolejnych stopniach zabezpieczeń instalacji elektrycznej, nie powinny się przecinać ani stykać i powinny być od siebie odpowiednio oddalone, jak pokazano na rysunku 1.
     Podane wartości czasu przetrzymywania i czasu wyłączania można odnosić do innych wyłączników odpowiednio bezzwłocznych i zwłocznych, zachowując na osi tę samą krotność prądu IΔn.


Rys.1. Zestawienie pasmowych charakterystyk czasowo-prądowych wyłączników różnicowoprądowych:
1. bezwłocznego IΔn= 30 mA, 2. zwłocznego IΔn= 300 mA.

     Linią przerywaną G na rysunku 1. oznaczono charakterystykę czasów przetrzymywania wyłączników krótkozwłocznych z gwarantowanym czasem przetrzymywania co najmniej 10 ms. Linia czasów przetrzymywania wyłączników bezzwłocznych obniża się do poziomu około 1 ms. Czas własny wyzwalacza różnicowego niespolaryzowanego o odpadającej zworze może wynosić poniżej 1 ms. 
     Wyłączniki bezzwłoczne i krótkozwłoczne spełniają w zasadzie te same wymagania odnośnie do przebiegu linii największych dopuszczalnych czasów wyłączania, czyli górnej linii ograniczającej charakterystykę pasmową na rysunku 1. Stąd dla wyłączników bezzwłocznych i krótkozwłocznych obowiązują te same warunki selektywnego współdziałania z poprzedzającymi wyłącznikami zwłocznymi.

▲ do góry

3. Oznaczanie wyłączników różnicowoprądowych

3.1. W zależności od typu wyzwalania
     W zależności od typu wyzwalania (uczulenia wyłącznika różnicowoprądowego na kształt przebiegu prądu różnicowego), urządzenia ochronne różnicowoprądowe dzielą się na:

a) urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądzie różnicowym przemiennym, oznaczone symbolem:

lub AC,

b) urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądzie różnicowym przemiennym i przy prądzie jednokierunkowym pulsującym o składowej stałej nie przekraczającej 6 mA, oznaczone symbolem:

lub A,

c) urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądzie różnicowym przemiennym, stałym pulsującym ze składową stałą do 6 mA i stałym o niedużym tętnieniu, oznaczone symbolem:

lub B.

3.2. W zależności od odporności przepięciowej
     Ograniczona odporność na przepięcia instalacji elektrycznych z wyłącznikami różnicowoprądowymi wymaga skutecznej ochrony przeciwprzepięciowej. Podstawowymi przyczynami występowania przepięć w instalacjach są wyładowania atmosferyczne, przenoszone także z sieci zasilających instalacje obiektu oraz procesy łączeniowe w urządzeniach wewnętrznych instalacji.
     Wymagania dotyczące ochrony instalacji elektrycznych przed przepięciami atmosferycznymi przenoszonymi przez sieć rozdzielczą i przepięciami łączeniowymi oraz zasady identyfikowania i określania miejsc w instalacjach elektrycznych, w których mogą występować przepięcia, a także doboru środków ograniczających przepięcia, zawarte są w normie PN-HD 60364-4-443:2016-03 Instalacje elektryczne niskiego napięcia — Część: 4-443: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa — Ochrona przed zaburzeniami napięciowymi i zaburzeniami elektromagnetycznymi — Ochrona przed przejściowymi przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi.
     Wahania napięć, przepięcia atmosferyczne lub łączeniowe mogą, przez różne pojemności w sieci, spowodować przepływ prądów upływowych, które z kolei mogą być przyczyną zadziałania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych. Zjawisko to może wystąpić w odbiornikach z dużymi powierzchniami elementów lub dużą liczbą kondensatorów przeciwzakłóceniowych. Do odbiorników tych można zaliczyć wielkopowierzchniowe elementy grzejne, oprawy świetlówkowe, komputery, układy rentgenowskie itp. Wyłączniki różnicowoprądowe zainstalowane w złączu lub w rozdzielniach głównych obiektów budowlanych są w szczególności narażone na przepięcia atmosferyczne i łączeniowe, co może być przyczyną zbędnych zadziałań wyłączających całą instalację zasilającą i odbiorczą.
     Dla uniknięcia zbędnych zadziałań wyłączników należy, w wyżej wymienionych przypadkach, stosować urządzenia ochronne różnicowoprądowe z podwyższoną wytrzymałością na prąd udarowy, oznaczone symbolami:

3.3. W zależności od obciążalności prądowej
     Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe z wbudowanym członem nadprądowym (RCBO) mają zdolność wyłączania porównywalną z wyłącznikami nadprądowymi instalacyjnymi. Wymagają dobezpieczenia, jeżeli warunki zwarciowe w miejscu zainstalowania przekraczają ich zwarciową zdolność wyłączalną. Umieszczony na tabliczce znamionowej symbol graficzny bezpiecznika oznacza obciążalność prądową wyłącznika 6 000 A – przy dobezpieczeniu bezpiecznikiem gG 63 A (Ibn ≤ 63 A).

     Jeżeli największy prąd dopuszczalny znamionowy wkładki bezpiecznikowej gG jest większy niż 63 A, to jego wartość podaje się przy symbolu bezpiecznika. Jako wykonanie normalne przyjmuje się obciążalność zwarciową 6000 A – przy dobezpieczeniu wkładką gG 63 A. Stosowane są również wyłączniki o obciążalności zwarciowej 3000 A , 10 000 A i większe.

3.4. W zależności od dopuszczalnego zakresu temperatury otoczenia
     Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia, w jakiej wyłączniki mogą pracować, ustala się ze względu na ich skomplikowaną budowę i czułość wyzwalacza różnicowego o opadającej zworze, a także złożone układy elektroniczne.
     Wyłączniki różnicowoprądowe wykonane jako mrozoodporne są przewidziane do pracy na wolnym powietrzu, w szczególności w instalacjach użytkowanych w trudnych warunkach środowiskowych, np. na placach budów lub w ograniczonych przestrzeniach przewodzących, itp.
     Umieszczony na tabliczce znamionowej symbol  oznacza, że wyłącznik różnicowoprądowy mrozoodporny może być stosowany w obniżonych temperaturach do −25 o C.
     Przy zastosowaniu wyłączników w takich warunkach należy przyjąć rezystancję uziemienia równą 0,8 wartości wymaganej dla normalnych warunków otoczenia, tj. dla zakresu temperatur
od −5 o C do +40 o C.

Tablica 3. Oznaczenia literowe i symbole graficzne umieszczane na wyłącznikach różnicowoprądowych

3.5. Przenośnych urządzeń RCD w zależności od przeznaczenia
     Przenośne urządzenia różnicowoprądowe RCD (ang. residual current protective device) w zależności od przeznaczenia oznacza się następującymi symbolami:

1) PRCD – Przenośne urządzenia ochronne różnicowoprądowe (ang. portable residual protective current protective decice) przeznaczone są do ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej i /lub ochrony uzupełniającej przy użytkowaniu urządzeń przenośnych i ręcznych np.:

a) gniazd wtyczkowych z wbudowanym zabezpieczeniem,
b) urządzenie różnicowoprądowe wkładane do gniazda wtyczkowego,
c) listwa przyłączeniowa (przedłużacz) wyposażona w zabezpieczenie różnicowoprądowe,
d) przenośna rozdzielnica z listwą przyłączeniową, wyposażoną w zabezpieczenie różnicowoprądowe;

2) PRCD-S – przenośne urządzenia ochronne różnicowoprądowe o rozszerzonym zakresie ochrony, przeznaczone do ochrony w zakresie jak PRCD, ale z dodatkowymi funkcjami, np. kontrolujące poprawność przyłączenia i ciągłość przewodu ochronnego PE;
3) SRCD – urządzenia ochronne różnicowoprądowe w postaci gniazdka wtyczkowego przeznaczonego do instalowania na stałe;
4) RCM – urządzenia do stałej kontroli prądu różnicowego instalacji, sygnalizujące nadmierną wartość prądu różnicowego, ryzykowną ze względu na zagrożenie porażeniem, pożarem i/lub zakłóceniami elektromagnetycznymi.

     Urządzenia tego typu – działające tylko na sygnał – są rozwiązaniem kompromisowym w instalacjach, w których nadzór wartości różnicowych jest pożądany, ale za wszelką cenę unikać należy zwykłych wyłączników RCD, skłonnych do zadziałania zupełnie zbędnego albo przedwczesnego, np. w instalacjach komputerowych i bezpieczeństwa. Urządzenie RCM może wykrywać prąd różnicowy o dowolnym przebiegu w czasie i ma szeroki zakres naprawczy prądu i czasu zadziałania.

▲ do góry