Wyłącznik różnicoprądowy, zwany RCD lub potocznie różnicówką, jest elementem służącym do ochrony instalacji elektrycznej przed awarią. Jest to bardzo ważne urządzenie, które kontroluje napięcie, nie dopuszczając do uszkodzenia głównego zasilania. Co to jest różnicówka, jak jest zbudowana i co warto o niej wiedzieć? Podpowiadamy!
Spis Treści
- Co to jest różnicówka i jak działa w obwodach oświetleniowych?
- Budowa wyłącznika różnicowoprądowego
- Dlaczego stosowanie wyłącznika różnicowoprądowego jest ważne z punktu widzenia przepisów budowlanych i bezpieczeństwa użytkowników?
- Normy i rozporządzenia dotyczące wyłączników różnicowoprądowych
- Kiedy nie stosować wyłączników różnicowoprądowych?
- Jak dobrać właściwy wyłącznik różnicowoprądowy dla obwodu oświetleniowego?
- Wyłącznik różnicoprąowy – element zapewniający bezpieczne użytkowanie instalacji elektrycznej
Co to jest różnicówka i jak działa w obwodach oświetleniowych?
Zanim odpowiemy na pytanie, jak zbudowane są wyłączniki różnicowoprądowe, a także jak przedstawia się stosowanie wyłączników różnicowoprądowych w świetle przepisów, zacznijmy od podstaw. Co to jest różnicówka? Jest to element instalacji elektrycznej, którego głównym zadaniem jest rozłączanie obwodu wtedy, gdy suma wypływających z niego prądów nie zgadza się z sumą prądów wpływających. W takiej sytuacji powstaje prąd różnicowy, zwany również upływowym. Jakie są rodzaje wyłączników różnicoprądowych? Wyróżnia się różnicówki o wysokiej czułości (do 30 mA), które odcinają obwód w kilka milisekund. Stosuje się je najczęściej w domach i mieszkaniach. Wyłączniki średnioczułe (od 30 do 500 mA) wykorzystuje się w budynkach mieszkalnych i na placach budowy. Z kolei niskoczułe różnicówki (> 500 mA) znajdują zastosowanie w instalacjach o sporym upływie prądu. Nie jest to jednak jedyny podział wyłączników różnicoprądowych. Pozostałe rodzaje omówimy w kolejnej części wpisu.
Budowa wyłącznika różnicowoprądowego
Różnicówka składa się z czterech kluczowych elementów:
- Przekładnika Ferrantiego w formie pierścienia ferromagnetycznego – odpowiada za przeprowadzanie przewodu naturalnego i przewodów fazowych. Dodatkowo wykonuje pomiar prądu upływu i nadzoruje poprawne działanie włącznika. Jest najważniejszym elementem różnicówki;
- Zestyków torów prądowych z dźwignią załączającą urządzenia;
- Obwodu testowania – pozwala na sprawdzenie wyłącznika;
- Wyzwalacza – jest nim najczęściej przekaźnik spolaryzowany.
Jak działa różnicówka?
W czasie pracy instalacji elektrycznej, wedle I prawa Kirchhoffa, suma prądów wpływających i wypływających powinna wynosić 0. Sytuacja ta zostaje zaburzona, gdy prąd przepływa przez ciało człowieka do ziemi albo przewód ochronny PE, podłączony do obudowy. Wówczas w uzwojeniu wtórnym przekładnika powstaje siła elektromagnetyczna, która wywołuje przepływ energii elektrycznej przez cewkę przekaźnika. Jeżeli wartość prądu upływowego przekroczy próg zadziałania 30 mA, wtedy przekaźnik rozwiera styki główne i odłącza zasilanie od obwodu. Warto wiedzieć, że przekroczenie tej wartości (30 mA) przekłada się na początkowy paraliż dróg oddechowych w czasie porażenia.
Dlaczego stosowanie wyłącznika różnicowoprądowego jest ważne z punktu widzenia przepisów budowlanych i bezpieczeństwa użytkowników?
Wyłącznik różnicoprądowy jest bardzo ważną częścią instalacji elektrycznej. Został on skonstruowany po to, aby chronić przed porażeniem prądem zarówno przy dotyku bezpośrednim, jak i pośrednim. Stosuje się go przede wszystkim w instalacjach domów jednorodzinnych, gdzie pełni funkcję zarówno przeciwporażeniową, jak i przeciwpożarową. Różnicówki można również spotkać w budownictwie wielorodzinnym i przemysłowym. Jest to rozwiązanie, które stoi na straży bezpieczeństwa zdrowia i życia. Stosowanie wyłącznika przeciwprądowego jest konieczne szczególnie w miejscach, w których ryzyko porażenia prądem jest znacznie zwiększone. Mowa tutaj zwłaszcza o domostwach, w których mieszkają małe dzieci, osoby starsze, borykające się z chorobami otępiennymi czy zaburzeniami psychicznymi oraz zwierzęta domowe, np. szczeniaki, które chętnie przegryzają kable pod napięciem. Różnicówki wymagane są także w firmach, w których z wielu powodów może dojść do nieświadomego kontaktu z przewodami bądź obudowami pod napięciem.
Normy i rozporządzenia dotyczące wyłączników różnicowoprądowych
Czy różnicówka jest obowiązkowa? Stosowanie tego elementu jest bardzo przydatne, ponieważ może w wielu przypadkach uchronić przed utratą życia lub zdrowia. Czy jednak różnicówka na oświetlenie musi być zamontowana w instalacji elektrycznej? Sprawdźmy, co na ten temat mówią przepisy. Wedle Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, stosowanie różnicówek jest konieczne. Mówi o tym paragraf 183 ust. 1. Według tego zapisu w instalacjach elektrycznych należy stosować urządzenia ochronne różnicoprądowe, które stanowią uzupełnienie podstawowej ochrony przeciwporażeniowej i przeciwpożarowej. Kolejny zapis mówiący o konieczności stosowania różnicówek znajdziemy w PN-HD 60364-4-41: 2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Według tej normy wykorzystanie wyłączników różnicoprądowych o prądzie nieprzekraczającym 30 mA jest konieczne w kontekście ochrony uzupełniającej w:
- urządzeniach ruchomych, charakteryzujących się wykorzystaniem prądu znamionowego, nieprzekraczającego 32 A, stosowanych na zewnątrz;
- gniazdach wtykowych o prądzie znamionowym, nieprzekraczającym 20 A, które wykorzystywane są w powszechnym użytku i używane przez osoby niewykwalifikowane.
Jeśli chodzi o obowiązek wykorzystania wyłączników różnicoprądowych w oświetleniu gospodarstwa domowego, dokładne wymogi w tym zakresie można znaleźć w normie PN-HD 60364-4-41:2017-09. Warto zwrócić uwagę również na normy:
- PN-HD 60364-7-740:2009 – obowiązek stosowania różnicówek w tymczasowych oświetleniu wesołych miasteczek, cyrków i targów;
- PN-HD 60364-7-701:2010 – obowiązek używania różnicówke w pomieszczeniach kąpielowych;
- PN-HD 60364-5-559:2010 – wymóg stosowania różnicówek o prądzie nieprzekraczającym 30 mA na stanowiskach oświetleniowych.
Kiedy nie stosować wyłączników różnicowoprądowych?
Jak widać, stosowanie wyłącznika różnicoprądowego jest obowiązkowe w bardzo wielu przypadkach. Czy jednak w każdej sytuacji wykorzystanie różnicówki jest wymogiem? W jakich typach sieci nie można stosować wyłącznika różnicowoprądowego i dlaczego? Różnicówek nie stosuje się wszędzie. Nie są one zalecane w przypadku układów TN-C w starym budownictwie. Mówi o tym norma PN-IEC 60354-5-53:1999, wedle której wyłączniki różnicoprądowe w takim zastosowaniu nie są skutecznym środkiem ochrony przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim. Różnicówek nie powinno się również stosować w instalacjach, których ciągłość działania ma bardzo ważne znaczenie. Mowa tutaj m.in. o obwodach zasilających oświetlenie awaryjne, pompach pożarniczych czy instalacjach oddymiania.
Jak dobrać właściwy wyłącznik różnicowoprądowy dla obwodu oświetleniowego?
Wybór różnicówek jest naprawdę szeroki. Poszukując odpowiedniej wersji dla swojej instalacji, warto kierować się przede wszystkim czułością i liczbą chronionych obwodów. Duże znaczenie ma również rodzaj obsługiwanego prądu znamionowego. Jak zostało już wcześniej wspomniane, wyłączniki różnicoprądowe dzieli się na modele o wysokiej, średniej i niskiej czułości. Ze względu na zastosowane w nich zabezpieczenia nadprądowe, wyróżnia się natomiast:
- wyłączniki różnicowoprądowe RCCB – bez wbudowanego zabezpieczenia,
- wyłączniki różnicowoprądowe RCBO – z wbudowanym zabezpieczeniem.
Kolejny podział odnosi się do rodzaju prądu upływu:
- wyłączniki AC – wykrywają prąd przemienny suisoidalny,
- wyłączniki A – wykrywają prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy oraz prąd przemienny suisoidalny
- wyłączniki B – działają jak różnicówki A z dodatkowym uwzględnieniem prądu stałego.
Różnicówki dzieli się również ze względu na wyłączanie przewodów czynnych:
- różnicówki dwubiegunowe – wykorzystywane w obwodach jednofazowych,
- różnicówki czterobiegunowe 00 stosowane w obwodach trójfazowych z przewodem neutralnym,
- różnicówki trójbiegunowe – używane w obwodach trójfazowych bez przewodu neutralnego.
Wyłącznik różnicoprądowy selektywny i różnicówka z członem nadprądowym
Różnicówka selektywna, nazywana wyłącznikiem zwłocznym zapewnia czas przetrzymywania wynoszący nie mniej niż 40 milisekund. Gwarantuje wybiórczość działania wraz z wyłącznikami dwóch innych typów: krótkozwłocznymi i bezzwłocznymi. Wyłącznik różnicowoprądowy z członem nadprądowym jest natomiast połączeniem różnicówki i wyłącznika nadprądowego. Dzięki temu rozwiązaniu można zapewnić sobie wszechstronne zabezpieczenie przeciwporażeniowe. Takie różnicówki chronią obwód zarówno przed przeciążeniami, jak i zwarciami w tym samym czasie.
Wyłącznik różnicoprąowy – element zapewniający bezpieczne użytkowanie instalacji elektrycznej
Wyłączniki różnicoprądowe stosuje się obowiązkowo w domowych instalacjach elektrycznych. Za pomocą tych elementów chronione są wszystkie gniazda wtyczkowe, ogólnego przeznaczenia. Stosowanie różnicówek jest niezbędne szczególnie w ogrodzie, łazienkach, kuchniach, piwnicach, warsztatach czy saunach i basenach. W tym miejscach użytkownicy mogą stać bezpośrednio na ziemi lub ich skóra może być spocona bądź mokra. Wówczas ciało znacznie lepiej przewodzi prąd, co rodzi niebezpieczne warunki, podwyższające prawdopodobieństwo porażenia. Różnicówki są niezwykle istotnymi elementami instalacji elektrycznych. Warto pamiętać o tym, aby regularnie testować działanie tych urządzeń. Każde z nich wyposażone jest w przycisk TEST. Sprawdzanie sprawności różnicówki należy wykonać przynajmniej raz w miesiącu, ale też nie za często, ponieważ może zużywać jej mechanizmy. Test można uznać za zaliczony, kiedy po wciśnięciu przycisku obwód zostanie rozłączony. Brak reakcji świadczy natomiast o niepoprawnym działaniu sprzętu.