Przegląd wyłączników RCD

Spis treści

1. Wstęp

Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej instalacji elektrycznej zależy w znacznej mierze od poprawności działania wyłączników ochronnych różnicowoprądowych.
Przegląd wyłączników różnicowoprądowych przeprowadza się w trakcie okresowej kontroli stanu technicznego instalacji elektrycznej.
W zakresie przeglądu należy uwzględnić:

1) badanie stanu ochrony przeciwporażeniowej, w tym prawidłowości połączeń przewodów L, N, PE;
2) kontrolne sprawdzenie działania wyłącznika przyciskiem „T”;
3) sprawdzenie rzeczywistej wartości różnicowego prądu zadziałania RCD;
4) pomiar czasu wyłączania RCD (jeżeli jest wymagany);
5) sprawdzenie napięcia dotykowego dla wartości prądu wyzwalającego.

     Badania wyłączników typu AC przeprowadza się przy prądzie różnicowym sinusoidalnie zmiennym, typu A – przy prądzie różnicowym sinusoidalnie zmiennym, a także przy prądach różnicowych jednokierunkowych o różnym kącie opóźnienia zapłonu. Wyłączniki o wyzwalaniu typu B przeprowadza się podobnie jak wyłączniki dla typu A oraz przy prądzie stałym o niedużym tętnieniu.

▲ do góry

2. Sprawdzanie stanu ochrony przed porażeniem elektrycznym w układzie TN

2.1. Pomiar impedancji pętli zwarciowej w obwodzie z wyłącznikiem RCD
Pomiar impedancji pętli zwarciowej w obwodzie z wyłącznikiem RCD należy wykonać po zbocznikowaniu wyłącznika, jak na rysunku 1.
W czasie przeglądu obwodów instalacji elektrycznej z wyłącznikami różnicowoprądowymi należy sprawdzić:

a) poprawność działania wyłączników różnicowoprądowych,
b) czy impedancja pętli zwarciowej L-PE ma wartość nie większą niż największa dopuszczalna dla badanego obwodu,
c) czy do wszystkich części przewodzących dostępnych, podlegających ochronie, został w sposób pewny przyłączony przewód ochronny (PE).


Rys. 1. Pomiar impedancji pętli zwarciowej
w obwodzie z wyłącznikiem RCD w układzie TN-S

     Niektóre mierniki wielofunkcyjne, przystosowane są do pomiaru impedancji pętli zwarciowej prądem co najmniej równym lub mniejszym niż połowa znamionowego różnicowego prądu zadziałania (0,5 IΔn), bez potrzeby bocznikowania wyłączników różnicowoprądowych w badanym obwodzie. Taki pomiar może być jednak obarczony znaczącym błędem i w konsekwencji nie uzyska się pewnego potwierdzenia spełnienia warunków skuteczności ochrony przed porażeniem elektrycznym.

2.2. Kontrolne sprawdzenie zdolności wyłączalnej wyłącznika różnicowoprądowego
Sprawdzenie zdolności wyłączalnej wyłącznika RCD przyciskiem „T” ogranicza się wyłącznie do spowodowania przepływu przez wyłącznik zmodelowanego prądu zwarcia, który w rzeczywistości może być kilkakrotnie większy od znamionowego różnicowego prądu zadziałania wyłącznika (IΔn).
Natychmiastowe zadziałanie wyłącznika potwierdza jego sprawność. W sytuacji, gdy po naciśnięciu przycisku „T” wyłącznik nie zadziała, wskazane jest zaprzestanie dalszych prób. Wyłącznik należy uznać
za niesprawny, nie nadający się do dalszej eksploatacji.
Tego rodzaju próby należy wykonywać okresowo, zgodnie z instrukcją eksploatacji lub zgodnie ze wskazaniem producenta.

2.3. Prąd różnicowy zadziałania IΔn wyłącznika RCD
Pomiar rzeczywistego różnicowego prądu zadziałania (a) i prądu niezadziałania (b) wyłącznika różnicowoprądowego należy wykonać w układzie jak na rysunku 2, przy wyłączonym obciążeniu, w sposób następujący:

a) Wymusza się prąd narastający stopniowo, w czasie ok. 5 s, zwiększając płynnie wartość prądu od 0,3· IΔn do 1,3· IΔn, sprawdzając, czy wyłącznik zadziała. W momencie zadziałania wyłącznika miliamperomierz wskazał rzeczywistą wartość różnicowego prądu zadziałania (IΔ).
b) Przykłada się nagle, w czasie ok. 0,2 s, prąd o wartości 0,5 IΔn sprawdzając, czy wyłącznik nie zadziała.

     Układ pomiarowy rzeczywistej wartości różnicowego prądu zadziałania wyłącznika RCD przedstawia rysunek 2.


Rys. 2. Pomiar rzeczywistej wartości różnicowego prądu zadziałania wyłącznika RCD

     W przypadku wyłączników RCD typu A zaleca się, aby układ pomiarowy dawał możliwość wymuszania prądu stałego pulsującego, a w przypadku badan wyłączników typu B – również prądu stałego o pomijalnym tętnieniu.

Badanie próbnikiem jest najprostszym sposobem sprawdzania poprawności działania wyłącznika różnicowoprądowego. Pomiar próbnikiem (testerem) pozwala ustalić, czy prąd, przy którym wyłącznik zadziałał, nie przekracza wartości znamionowego prądu różnicowego (IΔn).
Różnicowy prąd zadziałania (a) oraz prąd niezadziałania (b) wyłącznika sprawdza się próbnikiem w sposób następujący:

a) wymusza się prąd narastający stopniowo, w czasie ok. 5 s, od wartości 0,3· IΔn do wartości 1,0 IΔn, sprawdzając, czy wyłącznik zadziała oraz
b) przykłada się nagle prąd o wartości 0,5· IΔn, w czasie co najmniej 0,2 s sprawdzając, czy wyłącznik nie zadziała.

▲ do góry

3. Sprawdzanie stanu ochrony przed porażeniem elektrycznym w układzie TT

3.1. Sprawdzenie skuteczności ochrony przed porażeniem elektrycznym w układzie TT z wyłącznikiem różnicowoprądowym i z uziemieniem pomocniczym (Ru), polega na wykonaniu pomiaru rezystancji uziemienia ochronnego (RA) i napięcia dopuszczalnego długotrwale (UL), w układzie jak na rysunku 3.


Rys. 3. Układ pomiarowy z uziemieniem pomocniczym

     Układ pomiarowy z uziemieniem pomocniczym jest dokładniejszy, lecz trudniejszy do wykonania, ze względu na potrzebę pogrążenia sondy uziemienia pomocniczego w ziemi. Uziemienie pomocnicze (Ru) należy wykonać poza zasięgiem potencjału uziemienia ochronnego (RA). Odległość ta powinna zawierać się w granicach: od 10 do 20 m.
Wykonanie pomiaru:

1) Zaleca się płynnie zmniejszać wartość rezystancji Rdo zadziałania wyłącznika RCD;
2) Prąd Ip = IΔ, przy którym wyłącznik RCD zadziałał, nie powinien być większy niż IΔn;
3) W tym czasie mierzone jest również napięcie uziomowe (UE) między częścią przewodzącą dostępną, a niezależną elektrodą pomocniczą, woltomierzem o rezystancji wewnętrznej Rv ≥ 40 kΩ.

     Na podstawie uzyskanych wyników wyznacza się wielkości niezbędne do dalszych obliczeń:
1) rezystancję uziemienia ochronnego

     2) napięcie dotykowe

3.2. Badanie skuteczności ochrony przed porażeniem elektrycznym w układzie TT bez uziemienia pomocniczego


Rys. 4. Badanie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
w układzie TT bez użycia uziemienia pomocniczego

     Wykonanie pomiaru:

1) Przy otwartym wyłączniku W należy odczytać napięcie fazowe U1;
2) Zamknąć wyłącznik W;
3) Płynnie zmniejszać wartość rezystancji R do zadziałania wyłącznika;
4) Prąd Ip = IΔ, przy którym wyłącznik RCD zadziałał, nie powinien być większy niż IΔn;
5) W tym czasie, przy zamkniętym wyłączniku W, należy odczytać mierzone napięcie U2.

     Na podstawie uzyskanych wyników wyznacza się:
1) Rezystancję uziemienia ochronnego

     2) Napięcie dotykowe

     Uwaga: zbyt mała różnica napięć U1 U2 może spowodować, że wynik pomiaru może być obarczony dużym błędem.
Badanie skuteczności ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym w układzie IT przeprowadza się podobnie jak w układzie TT pod warunkiem, że pętla zwarcia posiada odpowiednio małą impedancję. Zaleca się wykonanie pomiaru rezystancji uziemienia ochronnego RA

3.3. Wymagane wartości rezystancji uziemienia ochronnego RA
Zmierzona wartość rezystancji uziemienia ochronnego RA nie powinna przekraczać wartości dopuszczalnej dla danego rodzaju wyłącznika różnicowoprądowego określonej w tablicy 1.
Pomiar impedancji pętli zwarciowej może wymagać, w przypadku zastosowania niektórych typów mierników, zbocznikowania wyłącznika różnicowoprądowego, aby nie powodować jego zadziałania w czasie przeprowadzania pomiaru.

Tablica 1. Wartości największych dopuszczalnych rezystancji uziemień ochronnych
i pętli zwarciowych dla obwodów z wyłącznikami różnicowoprądowymi

     W przypadku wyłączników typu A zaleca się, aby układ pomiarowy dawał możliwość wymuszania prądu stałego pulsującego, a w przypadku badań wyłączników typu B, również prądu stałego o pomijalnym tętnieniu.
Dopuszcza się ponadto, aby rzeczywisty prąd różnicowy zadziałania mieścił się w szerszych granicach niż od 0,5·IΔn do·IΔn.

▲ do góry

4. Pomiar czasu wyłączenia wyłącznika różnicowoprądowego

Czas wyłączenia wyłącznika różnicowoprądowego jest to czas mierzony od chwili wystąpienia prądu różnicowego do chwili otwarcia zestyków wszystkich biegunów wyłącznika.

Pomiar czasu zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego jest wymagany tylko przy sprawdzaniu odbiorczym (nie są wymagane przy sprawdzaniu okresowym), w następujących sytuacjach:

1) w nowej instalacji, w której zastosowano wyłączniki różnicowoprądowe z odzysku;
2) jeżeli wcześniej zainstalowane wyłączniki różnicowoprądowe mają chronić obwody, które zostały rozbudowane lub przebudowane.

Dla sprawdzenia skuteczności ochrony wystarczające jest spełnienie warunku przy prądzie różnicowym równym IΔ.
Należy zwrócić uwagę, że większość dostępnych popularnych mierników mierzy czas zadziałania przy rzeczywistym prądzie zadziałania wyłącznika IΔ a nie przy wartości znamionowego prądu różnicowego.
Pomiar czasu wyłączania wyłączników różnicowoprądowych można sprawdzić dodatkowo podczas badania stanu ochrony w obwodach z wyłącznikami różnicowoprądowymi przy użyciu mierników przeznaczonych do badania stanu ochrony w obwodach z wyłącznikami różnicowoprądowymi.
Zestawienie znormalizowanych wartości czasów zadziałania wyłączników różnicowoprądowych przy prądach różnicowych równych odpowiednio: IΔn, 2IΔn, 5 IΔn dla wyłączników typu AC podane w tablicy 2.

Tablica 2. Wartości znormalizowanych czasów zadziałania wyłączników różnicowoprądowych typu AC przy wystąpieniu prądu różnicowego

     Zgodnie z wartościami czasów zadziałania wyłączników różnicowoprądowych określonych w Tablicy 2. wyłączniki bezzwłoczne mają czas wyłączania, przy znamionowym różnicowym prądzie zadziałania
IΔn, o wartości zbliżonej do 20 ms, podczas gdy największa dopuszczalna jego wartość wynosi 300 ms.
A zatem, dla sprawdzenia skuteczności ochrony wystarczające będzie sprawdzenie rzeczywistego różnicowego prądu zadziałania IΔn.

▲ do góry