Urządzenia różnicowoprądowe.pdf

Urządzenia różnicowoprądowe

Spis treści:

Zasada działania

Typy, parametry i czasy wyłączenia

Instalowanie

Wybór prądu zadziałania

Zbędne zadziałania i zawodność

Oznaczenia

Zasada działania

Jednym z najbardziej skutecznych środków ochrony przeciwporażeniowej jest ochrona przy

zastosowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, tj.:

- wyłączników ochronnych różnicowoprądowych

- wyłączników współpracujących z przekaźnikami różnicowoprądowymi.

Urządzenia różnicowoprądowe pełnią różne funkcje w instalacjach elektrycznych, np. jako:

1. ochrona przy dotyku pośrednim jako element samoczynnego wyłączenia zasilania,

2. uzupełnienie ochrony przed dotykiem bezpośrednim, przy zastosowaniu urządzeń

różnicowoprądowych o znamionowym różnicowym prądzie zadziałania nie większym niż 30 mA,

3. ochrona przeciwpożarowa budynku przy zastosowaniu urządzeń różnicowoprądowych, o

znamionowym różnicowym prądzie zadziałania nie większym niż 500 mA.

Wyłączniki budowane są na znamionowy różnicowy prąd zadziałania jako I Δ n. Rzeczywisty prąd

zadziałania wyłączników różnicowoprądowych musi być większy od 0,5 I Δ n do I Δ n , jednak nie większy

niż I Δ n.

Spełnienie tego wymagania, przy poprawnym doborze wyłącznika różnicowoprądowego, zapewnia

jego działanie tylko przy powstaniu uszkodzenia w instalacji, a zapobiega zbędnemu działaniu

powodowanemu przez robocze prądy upływowe, występujące w każdej instalacji elektrycznej.

Urządzenia ochronne różnicowoprądowe można stosować we wszystkich układach sieci z wyjątkiem

układu TN-C po stronie obciążenia.

Urządzenia ochronne różnicowoprądowe

Rys. 1. Uproszczony schemat trójfazowego wyłącznika różnicowoprądowego

Wyłączniki różnicowoprądowe działają na zasadzie sumowania natężeń prądów na

wszystkich przewodach przyłączonych do chronionego urządzenia. Jeżeli prądy sumują się

dając wynik zero oznacza to, że z obwodu nie upływa żaden prąd do ziemi. Jeśli natomiast

pojawia się prąd różnicowy, to stwarza on zagrożenie porażenia i wyłącznik ochronny

wyłącza zasilanie tego obwodu.

Głównym elementem wyłącznika jest przekładnik Ferrantiego. Do przekładnika tego są doprowadzone

wszystkie przewody zasilające chroniony odbiornik lub grupę odbiorników, łączenie z przewodem

neutralnym.

Przekładnik ma na wspólnym rdzeniu nawiniętych tyle uzwojeń ile przewodów ma obwód. Prądy w

uzwojeniach indukują w rdzeniu przekładnika strumienie magnetyczne, których wielkość odpowiada

natężeniom prądu.

Podczas uszkodzenia izolacji w chronionym odbiorniku następuje upływ prądu do ziemi poza

obwodem roboczym i wtedy suma prądów w przewodach i strumieni magnetycznych w rdzeniu

przekładnika nie jest równa zeru. Pod wpływem tej różnicy strumień indukuje się w dodatkowym

uzwojeniu prądu, który przepływając przez wyzwalacz wyłącznika ochronnego powoduje szybkie

samoczynne jego wyłączenie.

Aby w przypadku uszkodzenia izolacji w odbiorniku z metalową obudową mogło dojść do

natychmiastowego zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego, to musi być spełniony warunek

uziemienia obudów wszystkich chronionych urządzeń.

Przewodem ochronnym jest tu przewód łączący obudowy chronionych urządzeń z uziomem

ochronnym.

Przewody ochronne nie mogą mieć bezpośredniego ani pośredniego połączenia z przewodem

neutralnym, bowiem wtedy obwód zwarcia zostanie zamknięty przez przewód neutralny i wyłącznik

ochronny nie zadziała, ponieważ suma prądów w przewodach objętych przekładnikiem równałaby się

nadal zeru, a chronione urządzenie z uszkodzoną izolacją nie zostanie wyłączone spod napięcia.

Głównymi zaletami stosowania wyłączników różnicowoprądowych jest to, że zapewniają one:

- absolutną wybiórczość ochrony, nawet przy zastosowaniu wspólnego uziomu pomocniczego dla

wielu odbiorników,

- wszechstronne możliwości ich stosowania we wszystkich rodzajach pomieszczeń,

- ochronę przed powstaniem pożaru,

- ochronę przed porażeniem prądem, nawet na skutek bezpośredniego dotknięcia ręką części obwodu

elektrycznego pod napięciem (ochrona przed dotykiem bezpośrednim).

Typy, parametry i czasy wyłączenia

Ze względu na rodzaj prądu uszkodzeniowego, na które wyłączniki prawidłowo reagują, wyłączniki

różnicowoprądowe dzielą się na:

- wyłączniki różnicowoprądowe typu AC, przystosowane do działania wyłącznie przy prądzie

uszkodzeniowym przemiennym,

- wyłączniki typu A , przystosowane do działania przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym, jak

również przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym jednokierunkowym o dowolnej biegunowości lub

sterowanym fazowo sterownikiem tyrystorowym, ze składową stałą do 6 mA,

- wyłączniki typu B , które nadają się do stosowania w instalacjach prądu przemiennego z prądem

uszkodzeniowym przemiennym, jak również przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym

jednokierunkowym o dowolnej biegunowości lub sterowanym fazowo sterownikiem tyrystorowym

pulsującym ze składową stałą do 6 mA i z prądem stałym z niektórych układów prostownikowych.

Ze względu na zachowanie się wyłącznika w stanach przejściowych wyłączniki różnicowoprądowe

dzieli się na:

- wyłączniki bezzwłoczne , reagujące z czasem własnym wyłącznika na pojawiający się w obwodzie

prąd uszkodzeniowy (bez oznaczenia na obudowie),

- wyłączniki bezzwłoczne, o zwiększonej odporności na prąd uszkodzeniowy udarowy,

przetrzymujące bez zadziałania udar o kształcie 8/20 μs o wartości szczytowej do 500 A (oznaczone

na obudowie rysunkiem udaru prądowego),

- wyłączniki krótkozwłoczne , o zwłoce czasowej 10 ms, o odporności na prąd uszkodzeniowy

udarowy przetrzymujące bez zadziałania udar o kształcie 8/20 μs o wartości szczytowej do 3 kA

(oznaczone na obudowie literą G umieszczoną w kwadracie),

- wyłączniki zwłoczne, nazywane też wyłącznikami selektywnymi, przeznaczone do szeregowej

współpracy z wyłącznikami bezzwłocznymi (oznaczone na obudowie literą S umieszczonej w

kwadracie).

Czasy wyłączenia, wymagane przy zakłóceniach (pojawianiu się prądu uszkodzeniowego) przez

normy:

- PN-IEC 1008-1+A#:1996. Wyłączniki różnicowoprądowe bez wbudowanego zabezpieczenia

nadprądowego do użytku domowego i podobnego (RCCB) oraz

- PN-IEC 1009-1:1996. Wyłączniki różnicowoprądowe z wbudowanym zabezpieczeniem

nadprądowym do użytku domowego i podobnego (RCBO), określające zasady budowy wyłączników ,

zależą od krotności prądu uszkodzeniowego I Δ w stosunku do wartości prądu znamionowego

wyłącznika I Δ n (I Δ n, 2 I Δ n, 5 I Δ n ) oraz od typu wyłącznika.

Maksymalne i minimalne czasy wyłączenia wyłączników typu AC przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Czasy wyłączenia urządzeń różnicowoprądowych

Prąd I n Prąd I Δn Znamionowe wartości czasu zadziałania w [s]

dla prądu uszkodzeniowego I Δ

A A I Δn 2 I Δn 5 I Δn uwagi

AC dowolny dowolny 0,3 0,15 0,04 max. czas zadziałania

zwłoczny

≥ 25 ≥ 0,03

0,5 0,2 0,15 max. czas zadziałania

selektywny S

0,13 0,06 0,05 min. czas zadziałania

Maksymalne wymienione w tabeli czasy wyłączenia odnoszą się również do wyłączników typu A i B , z tym, że

wartości prądów uszkodzeniowych (różnicowych) niesinusoidalnych, należy powiększyć przy pomiarze czasu

zadziałania mnożąc je przez współczynnik 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.

Parametry wyłączników różnicowoprądowych :

- I n - prąd znamionowy ciągły (6,8,10,13,16,20,25,32,40,63 a także 100,125,160 A),

- I Δ n - prąd znamionowy różnicowy (6,10,30,100,300,500 mA, 1 i 3 A).

Ze względu na wartość I Δ n wyłączniki różnicowoprądowe dzielą się na:

- wysokoczułe, których prąd I Δ n nie przekracza 30 mA,

- średnioczułe, których prąd I Δ n jest > 30 mA i ≤ 500 mA,

- niskoczułe, których prąd I Δ n jest > od 500 A.

Rodzaj

wyłącznika

Instalowanie wyłączników różnicowoprądowych

Instalowanie wyłączników w sieci o układzie TN

W sieci o układzie TN, wyłącznik różnicowoprądowy może być stosowany pod warunkiem, że instalacja odbiorcza

za wyłącznikiem będzie zbudowana w układzie TN-S. Oznacza to, że przed wyłącznikiem różnicowoprądowym

przewód PEN sieci o układzie TN-C powinien zostać rozdzielony na dwa oddzielne przewody: przewód neutralny

N i przewód ochronny PE.

Rys.2. Przykład stosowania wyłącznika różnicowoprądowego

w sieci o układzie TN-S

W sieci o układzie TN-C-S, do części przewodzących dostępnych (metalowych obudów) odbiorników I

klasy ochronności należy podłączyć przewód ochronny PE. Przewód ten powinien być izolowany od

przewodu neutralnego N sieci odbiorczej, mieć barwę żółto-zieloną i przekrój odpowiadający

przekrojowi przewodów fazowych.

Uwaga: gdy przewód ochronny PE nie jest żyłą przewodu wielożyłowego lub nie jest prowadzony we

wspólnej osłonie z przewodami roboczymi, to minimalny przekrój żyły przewodu ochronnego nie może

być mniejszy niż:

- 2,5 mm 2 - gdy przewód ten jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi, lub

- 4,0 mm 2 - gdy przewód nie jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Schemat ideowy wyłącznika różnicowoprądowego w sieci o układzie TN-C-S przedstawiono na rys.3.

Rys.3. Przykład stosowania wyłącznika różnicowoprądowego

w sieci o układzie TN-C-S

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: